Система автоматического регулирования электроимпульсной установки Советский патент 1987 года по МПК G05B19/04 

1

Изобретение относится к системам промышленной автоматики, в частности к системам автоматического регулирования электроимпульсных установок, например установок для очистки литья и установок для снятия остато ных напряжений швов сварных конструкций.

Цель изобретения - повышение точности и надежности работы системы.

На. фйг,1 приведена функциональная схема предлагаемой системы автоматического регулирования; на фиг.2 - эпюры напряжений на выходе отдельных блоков системы.

Система содержит датчик 1 тока с обмоткой 2, амплитудный селектор 3 преобразователь 4 сигнал - вероятность, блок 5 памяти, регулирующий блок 6, усилитель 7 мощности, исполнительный привод 8 перемещения, / электрод 9, коммутатор 10, накопитель энергии 11, обрабатываемое изделие 12, блок 13 тактовых импульсов, формирователь 14, тактовую схе му 15 запрета и элемент И 16.

Преобразователь содержит по числу уровней дискретизации 2п пороговых элементов 17 и 2п спусковых схем 10. Блок 5 памяти содержит К регистров 19.

Система работает следутощим образом.

Поскольку процесс носит стохастический характер, амплитудное значение текущей реализации импульса то

ка I- может отличаться от математического ожидания амплитуда m . при тех же условиях на величину случайного отклонения § . Величина случайного отклонения амплитуды распределена по нормальному закону и может изменяться от О до предельного значения 13(3, т.е. текущее значение амплитуды.при неизменных условиях реализаций может колебаться около математического окидания в диапазоне

т.

- 3G) - (т., +

36),

Диапазон возможных случайных отклонений амплитуд разделяют на 2п уровней дискретизации. Номера уровней отсчитывают от среднего уровня вверх до , ьниз до -п-го. Для каждого уровня можно определить условную вероятность того, что амплитуда при случайном отклонении превы- си.т его, т.е. каждому уровню соответствует определенное значение вероятности случайного отклонения. Бе3159372 .

личину вероятности можно определить из выражения

--+ (С/С),

где 9 - табулирование функций Лапласа;

С - уровень дискретизации. Средний уровень принимается равным математическому ожиданию амплитуды m.j при заданном режиме. От него вверх до +П-ГО и вниз до -п-го (симметрично при нормальном законе распределения) в соответствии с априорными данными о величине среднеквадратичного отклонения, квантуя по вероятности случайного отклонения весь диапазон предполагаемого изменения амплитуд, выставляются остальные

уровни срабатывания пороговых элементов . Амплитудный селектор 3 настраи- |вается на пропуск импульсов, амплитуда которых превышает амплитуду холостых разрядов .

Тактовая схема 15 запрета, в качестве которой может использоваться спусковая схема, например одновибра- тор, настраивается на формирование импульса длительностью

Тзапр. 0,99Т,„р- Т,„,

где Т,|.,р- время заряда накопителя до

напряжения U.;

Т - длительность импульса, вырабатываемого блоком 13

тактовых импульсов. Элемент И 16 должен выдавать сигнал, если есть сигнал на выходе блока 1 3 и отсутствует сигнал на выходе

тактовой схемы 15 запрета. Для этого либо первый вход элемента И 16 должен быть инверсным, либо сигнал на выходе тактовой схемы 15 запрета должен быть инверсным.

Система автоматического регулирования начинает работать следующим образом.

При включении системы оператором накопитель 11 энергии начинает заряжаться, в момент достижения U,д. коммутатор 10 (разрядник) пробивается. . После срабатывания последнего в разрядной цепи установки протекает ток, наводящий ЭДС в обмотке 2 датчика 1

тока. Последний с обмоткой 2 может представлять собой трансформатор тока или катушку Роговского. С выхода датчика 1 тока сигнал Uj, пропорциональный току в разрядной цепи, посту

31

пает на входы пороговых элементов 17 преобразователя 4 сигнал - вероятность и амплитудного селектора 3. Пороговые элементы, уровень которых ниже амплитуды сигнала с датчика, срабатывают и запускают подключенные к их выходам спусковые схемы 18, с выхода которых сигнал поступает на информационные входы первого регистра 19 блока 5 памяти, при этом, если амплитуда сигнала с датчика вы- ше амплитуда, холостых разрядов Ц , амплитудный селектор 3 запускает блок 13, который подает сигнал на второй вход элемента И 16. Если коммутатор 10 срабатывает при U,g. и при этом после предыдущего импульса проходит время Т,др, сигнал с тактовой схемы 15 запрета к этому моменту уже заканчивается, элемент И 16 срабатывает и подает сигнал на управляющие входы регистров 19 блока 5 памяти, и в разряды регистра, подключенные к выходам срабатывающих спусковых схем 18, заносятся 1, а к выходам несрабатывающих - О. Так как срабатывают спусковые схемы, подключенные к выходам только тех пороговых элементов, уровень которых превышает амплитуду входного сигнала, состояние, в которое переходит первый регистр, полностью определяется уровнем, которого достигла амплитуда сигнала. Поскольку каждому уровню соответствует определенное значение вероятности случайного отклонения, код, занесенный в первый регистр, соответствует вероятности. Например, если при поступлении сигнала срабатывает пороговый элемент, настроенный на уровень т.. + 3cj, вероятность того, что отклонение вызвано случайными причинами, равна 1,5%. Поскольку уровни выставлены с шагом по вероятности, равномерность кода в регистре соответствует единицам вероятности.

При поступлении следующего сигнала происходит сдвиг информации в регистрах 19 блока 5 памяти на один шаг, при этом информация с первого регистра переносится во второй, со второго - в третий, с 1-1 - в К-й, а в первьм регистр заносится информация о текущем импульсе.

Если происходит сбой коммутатора и он срабатывает при U « и,, очередной импульс приходит на второй вход элемента И 16 через время

374

Т , при этом сигнал с тактовой схемы 15 запрета еще не оканчивается, элемент И 16 не срабатывает и информация в регистры не заносится.

С выхода регистров блока 5 ламя- ти сигналы поступают на регулирующий блок 6, в котором контролируется состояние регистров и определяется, что вероятность отклонения сигнала превьшает установленный предел. Элементы совпадения в регулирующем блоке 6 объединяют выходы разрядов разных регистров, выбирая сочетания состояний выходов, которые дают значение вероятности, превьшшющее установленный уровень. Например, если сигнал при одной реализации превьшает уровень, соответствующий вероятности случайного отклонения Р, -

- 0,5, то, если он превьшает его

дважды, PpQ 0,5-0,5 0,25, а трижды - 0,125, при этом расчет вероятности того, что происходит отклонение режима Рд соответственно для

двух превышений Р(,р 1-0,25 0,75, для трех Рд 0,875 и т.д. Так как пороговые уровни выставлены симметрично относительно 1П„, а разряды регистров изменяются от -п-го до +п-го

(исключая нулевой), схема регулирую- .щего блока 6 является также симметричной . С выхода регулирующего блока 6 сигнал поступает на усилитель 7 мощности, который усиливает сигнал

и подает на исполнительньш привод 8, кинематически связанный с электродом 9, команду увеличить или уменьшить величину межэлектродного промежутка. Электрод 9 перемещается до

тех пор, пока в регистрах не изче- зают комбинации, дающие Pop больше установленного уровня Рдоп Изменение Рдбп производится подключением входов элементов совпадения к выходам других разрядов регистров.

Если при очередной реализации процесса происходит холостой разряд, информация в блок 5 памяти с выхода преобразователя 4 не. заносится,

так как амплитудный селектор 3 не срабатывает и не запускает блок 13.

Формула изобретения

Система автоматического регулирования электроимпульсной установки, содержащая датчик тока с обмоткой, подключенньш выходом к входам амплитудного селектора и преобразователя

513

сигнал - вероятность, выходы которого соединены с информационными входами блока памяти, подключенного выходами к входам регулирующего блока, выход которого соединен через усилитель мощности с исполнительнь№1 приводом перемещения электрода, вход которого соединен через коммутатор с первым выходом накопителя энергии, подключенного вторым выходом к обрабатываемому изделию, выход амплитудного селектора соединен с входом

1

59376

блока тактовых импульсов, отличающаяся тем, что, с целью повьпления точности и надежности системы, в нее введены последовательно

5 соединенные формирователь и тактовая схема запрета и элемент И, первьй вход которого соединен с выходом блока тактовых импульсов и входом формирователя , а второй вх од - с выходом тактовой схемы запрета, выход элемента И псдключен к управляющему входу блока памяти.

fO

Изобретение относится к системам автоматического управления, в частности к системам автоматического регулирования электроимпульсных установок, например установок для очистки литья и установок для снятия остаточных напряжений швов сварных конструкций. Изобретение позволяет повысить точность и надежность регулирования, что повышает производительность электроимпульсной установки и ее ресурс работы. После включения установки в ее разрядной цепи протекает ток, наводярщй ЭДС В об-, мотке датчика 1 тока, поступающий на входы преобразователя 4 сигнал - вероятность и амплитудного селектора 3, запускающего блок 13 тактовых импульсов. Если коммутатор 10 срабатывает при и,„д, при этом после предыдущего импульса прошло время Tjoip, то сигнал на выходе тактовой схемы запрета отсутствует, элемент И сраба- тьшает и подает сигнал на занос информации о параметрах разрядного тока в блок 5 памяти. Если вследствие, сбоя коммутатор 10 срабатьшает при и , очередной импульс на второй вход элемента И приходит через время Э ет, И информация в блок 5 памяти занесена не будет. 2 ил. I т Т-ао элемент И не срабатыва г.г- (Л 5l 00 СП со 00 ч| J-J-J;

а

.J

Ъар

t

Редактор .И.Торная

Составитель П.Кудрявцев

Техред Л. Олийнык Корректор А.Зимокосов

Заказ 2359/49 Тираж 863Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

П

Л

JLJ

Фиг. 2