Позиционный регулятор для систем с запаздыванием Советский патент 1987 года по МПК G05B11/18 

112

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть применено при регулировании различных процессов в теплоэнергетике, химии и других отраслях промьшленности при использовании исполнительных механизмов постоянной скорости в случае, если в контуре регулирования имеется чистое запаздывание.

Целью изобретения является повышение качества регулирования.

На фиг. 1 показана структурная схема предложенного устройства; на фиг. 2 - временной график процесса регулирования при применении предложенного устройства.

Позиционный регулятор (фиг. 1) содержит задатчик регулируемого па- рамеура 1, элемент сравнения 2, трех позициоиный релейньй блок 3, реле времени 4-7, импульсный прерыватель 8, исполнительный механизм 9, датчик регу/гируемого параметра 10.

Регулятор работает следующим образом.

На первый вход элемента сравнения

2поступает сигнал от датчика ре гулируемого параметра 10, а на второй вход - сигнал Uj от задатчика регулируемого параметра 1. С выхода элемента сравнения 2 сигнал рассогласования Уд поступает на вход трехпо- зиционного релейного блока 3. В случае, если сигнал рассогласования Uo меньше суммарной величины зоны нечувствительности и гистрезеса релейного блока 3, срабатывание последнего не происходит и реле времени 4-7 находятся в отключенном состоянии. При превьшении сигналом рассогласования суммарной величины зоны нечувствительности и гистерезиса, происходит срабатывание релейного блока

3и вктпочение соответствующих реле времени. Например, если значение регулируемого параметра больше задан ной величины, происходит срабатывание реле времени 6 и 7. При срабатывании контактов реле времени 6 происходит закорачивание импульсного прерывателя 8 на время задержки срабатывания размыкающего контакта реле времени 7. Тем самым обеспечивается перемещение исполнительного механизма с максимальной скоростью перемещения. При срабатывании контактов реле времени 7 происходит

92

подключение к выходу им11улг)(:но1 о прерывателя 8 одной из обмоток исполнительного механизма 9. Подключение обмотки исполнительного механизма

обеспечивается замыкающим контактом реле времени 7, выполняемым без выдержки времени. Одновременно происходит замыкание замыкающего контакта реле времени 7, выполненного с

выдержкой времени на размыкание, и размыкание размыкающего контакта без выдержки времени. Срабатывание данных контактов подготавливают включение второй обмотки исполнительного

устройства в процессе регулирования. Реле времени 7 настраивается с выдержкой времени Tf , обеспечивающей компенсацию запаздывания при входе сигнала рассогласования в зону нечувствительности, а реле времени 6 - с выдержкой времени ТС , обеспечивающей компенсацию запаздывания при выходе из зоны нечувствительности релейного блока.

Таким образом, в первоначальный момент, в течение длительности задержки реле времени 6, происходит перемещение исполнительного механизма с повышенной скоростью, компенсирующее запаздывание сигнала. По истечении времени У происходит размыкание размыкающего контакта реле времени 6 и перемещение исполнительного механизма начинает осуществляться под воздействием импульсов постоянной амплитуды, длительности и частоты, поступающих с выхода импульсного прерывателя 8.

В качестве импульсного прерывателя могут быть применены серийно выпускаемые ступенчатые импульсные прерыватели СИП-01, конструкции на основе реле времени (фиг. 1) или

иная, аналогичная аппаратура.

При снижении сигнала рассогласования до величины, меньшей зоны нечувствительности трехпозиционного релейного блока 3, происходит отключение

реле времени 6 и 7. При этом происходит срабатывание контактов реле, : выполненных без выдержки времени, и в течение выдержки времени IS под напряжением оказывается вторая обмотка исполнительного механизма. Происходит формирование тормозящего воздействия, компенсирующего эффект запаздывания при входе сигнала рассогласования в зону нечувствительиос.ти. При н лменении полярности снг нала рассогласопания U происходит аналогичный процесс, но при срабатывании реле времени 4 и 5.

На фиг, 2 показан процесс измене- ния сигнала рассогласования при отработке управляющего возмущающего возц,е.йствия в предположении, что запаздывание включено на выходе объекта управления и диаграммы сигналов на выходе регулятора при отработке воздействия. На фиг. 2 показаны также процессы изменения сигнала рассогласования при 5 О, Л О, что соответствует работе обычного трехпо зиционного регулятора, при Т О, If 2, Q что соответствует работе регулятора-прототипа при дополнительном включении импульсного прерывателя в цепь питания исполнительного механизма, при (Г 0, что соответствует работе предложенного позиционного регулятора.

П)и отсутствии гистерезиса в характеристике трехпозиционного релей- кого блока длительность импульса коррекции у устанавливается равной времени запаздывания в .системе. При наличии гистерезиса длительность времени задержки Y определяется расчетным или опытным путем. Длительность задержки времени ff, также определяется расчетным или опытным путем с учетом динамических характеристик объекта и параметров наст- ройки импульсного прерывателя.

Формула изобретения

Позиционный регулятор для систем с запаздьтанием, содержащий последо-

иател1.но соединенные задатчик регулируемого параметра, элемент сравнения, ко второму которого п-одключен выход датчика рег улируемого параметра, и трехпозиционный релейный блок, к первому и второму выходам которого подключены входы соответственно первого и второго реле времени, причем размыкающий контакт второго реле времени через первый замыкающий контакт второго реле времени соединен с первым входом исполнительного механизма, размыкающий контакт первого .реле времени через первый замыкающий контакт первого реле времени соединен с вторым входом исполнительного механизма, второй замыкающий контакт первого реле времени включен параллельно первому замыкающему контакту второго реле времени, второй замыкающий контакт второго реле времени подключен параллельно первому замыкающему контакту первого реле времени, отличающийся тем, что, с целью повьшения качества регулирования, он содержит третье и четвертое реле времени и импульсный прерыватель, вход которого подключен к клемме питанид, а- выход - к размыкающим контактам первого и второго реле времени, входы третьего и четвертого реле времени подключены соответственно к входам первого и второго реле времени, причем параллельно импульсному прерывателю подключены последовательно соединенные замыкающий и размыкающий контакты третьего реле времени и последовательно соединенные замыкающий и размыкающий контакты четвертого реле времени

trff.ft O , 0,ll, 0 IS, O.Xi 0

7w.

у4хЛ /

fpue 2

Редактор M.Бандура

Составитель Е.Власов Техред М.Ходанич

Заказ 7439/45Тираж 862Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор А.Обручар

Изобретение относится к технике автоматического регулирования различных процессов при использовании исполнительных механизмов постоянной скорости, при наличии в контуре регулирования чистого запаздьта- ния. Цель изобретения - повышение качества регулирования, которая достигается введением третьего и четвертого реле времени и импульсного прерьшателя, позволяющих компенсировать влияние запаздывания при входе сигнала рассогласования в зону нечувствительности регулятора и при выходе из нее. 2 ил. г lO)