Релейный регулятор Советский патент 1984 года по МПК G05B11/42 

со со ел

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может найти использование в системах управления инерционными объектами, например поворотными стендами, в промышленны роботах.

Известен электрический регулятор содержащий трехпозиционный релейный элемент, охваченный периодической обратной связью с изменяемой пбстояной времени .

Недостаток. регулятора состоит в том, что величина перерегулирования по скорости в переходных процессах зависит от начального возму1пения и не может быть задана заранее до начала работы. Это ведет, например, к непроизводительнн м энергозатратам в переходном процессе при управлении инерционнымиобъектами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является регулирующее.устройство, содержащее первый сумматор, выходы которого через релейный элемент и напрямую соединены со . входами второго сумма-тора, выход которого через интегратор соединен со входом первого сумматора С23,

Величина перерегулирования при отработке начального возмущения по скорости в этом устройстве также растет с увеличением возмущения. Кроме того, при управлении инерционными объектами необходимо согласовать параметры импульсного режима работы релейного лемента (скользящий режим) с частотными характеристиками силовых исполнительных орга,нов. При этом не представляется возможным одновременно удовлетворит требования к параметрам скользящего режима (длительность управляющего импульса, частота, скважность) и обеспечить заранее выбранную величину перерегулирования в переходном процессе.

Цель изобретения - обеспечение возможности независимого регулирования -таких характеристик переходного процесса, как величина перерегулирования и параметры скользящего режима .

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый сумматор, соединенный первым выходом со входом трехпозиционного релейного элемента, и второй сумматор, выход которого через ин.тегратор соединен со входом первого сумматора, дополнительно введены ограничитель и последовательно соединенные усилитель с зоной нечувствительности, подключенный входом ко второму выходу первого сумматора, .и коммутатор, соединенный выходом с первым входом второго сумматора, а управляющим входом - с выходном

трехпозиционного релейного элемента второй выход интегратора через ограничитель подключен ко второму входу второго сумматора.

На фиг, 1 представлен рез улятор для системы управления инерционным объектом; на-фиг. 2 - фазовая плоскость .

Регулятор (фиг. 1) содержит первый сумматор 1, первый выход которого через трехпозиционный релейный элемент 2 подключен к управлякхцему входу коммутатора 3. а второй выход - через последовательно соединенные усилитель 4 с зоной нечувствительности и коммутатор 3 соединен с первым входом второго сумматора 5 Выход сумматора 5 соединен со входом интегратора б. Первый выход интегратора 6 соединен со входом первого сумматора 1, а второй - через ограничитель 7 соединен со вторым входом сумматора 5.

Динамика регулятора описывается следующей системой уравнений:

g -mrf-CUJ ,

Z.:F( (Z),

.,

(o(u,g(o| e,2(o|-o

(11

где 6 Z

- ошибка регулирования; сигнал обратной связи;

U управляющий сигнал; М- нормированный трехпозиционный релейный элемент 2 с порогом срабатывания Uj, ; Р(и| - характеристика усилителя 4 коэффициентом усиления К и зоной нечувствительности U fpi-plzl- характеристика ограничителя

с зоной линейности gg- начальное возмущение по

скорости.

При отработке начальных возмущений теоретически гаогут возникнуть три типа движений, отличающиеся режимом работы релейного элемента: только скользящий режим; сначала непрерывный, а затем скользящий режим; только непрерывный режим,

Первый тип возникает, если начальное возмущение удовлетворяет условие /eoAF(Un)/ Второй и третий - когда (e((Un).

На фиг. 2 штриховкой обозначены области, где возможно возникновение скользящего режима. Границы оконча.нил скользящего режима

).()

определяются только параметраь-ш ограничителя.

Кривые АВ и СБ соответстЕ;уют моменту окончания непрерывного режима работы релейного элемента при начальном возмуще ши (Up,). Существенно-, что эти кривые имеют асимптотыt

РЕЛЕЙНЫЙ РЕГУЛЯТОР, содержащий первый сумматор, соединенйый первым выходом с входом трехпозиционного релейного элемента, и второй сумматор, выход которого через интегратор соединен с входом первого сумматора, отличающийс я тем, что, с целью обеспечения возможности независимого регулирования характеристик переходного процесса, в него введены ограничитель и последовательно соединенные усилитель с зоной нечувствительности, подключенный входом к второму выходу первого сумматора, и коммутатор, соединенный выходом с первым входом второго сумматора, а управляющим входом - с выходом трехпозиционного релейного элемента, второй выход интегратора через ограничитель подключен к второму входу второго сумс матора . (Л