Двухконтурная система автоматического регулирования Советский патент 1985 года по МПК G05B11/01 

1

Изобретение относится к автоматическому регулированию технических процессов в промышленности и может быть использовано для автоматизации объектов в теплоэнергетике для построения двухконтурных и многоконтурных систем автоматического регулирования с релейными регуляторами .

Цель изобретения - повьшение качества регулирования.

На чертеже показана схема двухконтурной системы регулирования.

Система содержит датчик 1 опережающего сигнала, первый дифференциатор 2, задатчик 3, релейный регулятор 4, исполнительный механизм 5, регулирующий орган 6, главное звено 7 объекта регулирования, опережающее звано 8 объекта регулирования, датчик 9 главного регулируемого параметра, второй дифференциатор 10 и усилительное звено 11.

Система работает следующим образом.

Релейный регулятор 4, получая сигналы от задатчика 9 главного регулируемого параметра и залатчика 3 через исполнительный механизм 5 управляет регулирующим органом 6. При этом, реализуется независимый канал регулирования по основному регулируемому параметру с передаточной функцией пи-регулятора

Т (1) UI - k

пи-

f л

с параметрами настройки К, Tj.. Кроме того, в реальном релейном регуляторе обычно имеется демпфер (на чертеже не показан) с передаточной функцией W.

Второй канал регулирования (по промежуточному параметру) образуется с помощью датчика 1, второго дифференциатора 10, усилительного звена 11, первого дифференциатора 2, а также релейного регулятора 4, исполнительного механизма 5 и регулирующего органа 6 и при некотором условии (см. ниже) может иметь передаточную функцию ЦЦ-регулятора

(WnA Обозначим:

W -,,

передаточная функ т

1 ЦИЯ первого дифференциатора-.

4842

WQ,- -5 передаточная функ5 2 Ция второго дифференциатора;

передаточная функция усилительного звена.

Передаточные функции датчиков условно принимаем равными единице. Передаточную функцию по каналу датчик 1 - регулирующий орган 6 в соответствии с чертежом получаем в виде

Т..

-(2)

Р

Поставим условие: Т Т получаем

nrT TT ipVlV nOP Si P J

32-(э)

Левый сомножитель, например,можно рассматривать как передаточную функцию демпфера,;

1

W.

(4)

)

t2

включенного в рассматриваемый канал, правьй сомножитель - как перецаточную функцию ПД-регулятора

(5)

,

( ()

Kf, (,

(7)

В последних вьфажениях параметр Кр является уже зафиксированной величиной (параметр настройки в канале ПЙ-регулятора) . Параметр Т,,, второго дифференциатора 1 О выбирается исходя из необходимого (оптимального) демпфирования опережающего

сигнала. Для обеспечения заданного значения Кр находят значение

1/ I/.

- к Можно, например принять k. 1,

тогда п

Дня обеспечения требуемого значения д из уравнения (6) находят

Таким образом, если тем или иным методом оптимизации найдены оптимальные параметры Кр , Т, , Кд , К, а также

3

т.- - параметр демпфера,то система позволяет их легко реализовать с помощью органов настройки регулирующих устройств, в качестве которых может быть использована любая отечественная серийная аппаратура. Тем самым обеспечиваются как бы раздельные каналы регулирования: ПИ - закон регулирования в канале главного регулируемого параметра между выходом и входом главного участка 7 объекта регулирования и ПД - закон в канале опережающего звена - между выходом и входом опережающего звена 8. Так как сигнал по главному регулируемому параметру можно завести на демпфируемый вход релейного регулятора, а сигнал от первого дифференциатора на недемпфированный вход, то оба канала можно демпфировать независимо друг от

844

друга (демпфирование в ПД-канале ос тцествляется вторьм дифференциатором (см. вьше). При необходимости для оптимального демпфирования может потребоваться двойное демпфирование опережающего сигнала, т.е. заведение сигнала от первого дифференциатора на демпфируемый вход релейного регулятора. Путем установки дополнительных датчиков по промежуточным параметрам, дифференциаторов и усилительных звеньев система может быть сделана многоконтурной с несколькими опережающими каналами,

в которых реализуются ПД-законы

регулирования с разньми настройками.

Предлагаемая система позволяет легче осуществлять Д-закон регулирования в опережающем контуре

простым отключением (ликвидацией) усилительного звена.

ДВУЖОНТУРНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ, содержащая датчик опережающего сигнала,первьй дифференциатор, последовательно соединенные задатчик, релейный регулятор, исполнительный механизм и регулирующий орган, подключенный выходом к входам главною и опережающего звеньев объекта регулирования, выход главного звена о&ьекта регулирования соединен через датчик главного регулируемого параметра с вторым входом релейного регулятора, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества регулирования,в нее введены второй дифференциатор и усилительное звено, выход которого подключен к первому входу первого дифференциатора, второй вход которого соединен с выходом второго дифференциатора, выход - с третьим входом релейного регулятора, а вхрды второго дифференциатора и усилительного звена соединены с выходом датчика опережающего сигнала.