Устройство для автоматического задания и стабилизации давления Советский патент 1990 года по МПК G05D16/20 

Изобретение относится к измерительной технике, например, к области систем автоматизированного контроля лательных аппаратов, в частности к системам контроля датчиков давления и мембранно-анероидных приборов, и может быть применено при построении

автоматизированных систем контроля в метрологии, приборостроении и других областях техникио

Цель изобретения - повышение точности.

На чертеже представлена схема уст- р ойства.

Устройство для автоматического за- и стабилизации давления содержит задатчик 1 давления с устройством 2 отображения, блок 3 поиска участки задания, вычислитель 4 задания, вычислитель 5 управляющего воздействия, функциональный блок 6 коррекции коэффициента передачи, функциональный блок 7 коррекции постоянной диф- фйренцирования, блок 8 вычисления коэффициента дифференциальной составляющей, функциональный блок 9 коррекции постоянной интегрирования, блок 10 вычисления коэффициента интеграль- ной составляющей, частотомер 11, регулятор 12, вибрационный датчик 13 давления, ресивер 14, исполнительный механизм 15 канала низкого давле-f ння, исполнительный механизм 16 кана- л высокого давления, регулируемый дроссель 17 канала низкого давления, регулируемый дроссель 18 канала вы- сфкого давления, клапан 19 канала низкого давления, клапан 20 канала высокого давления, источник 21 низ- кфго давления, источник 22 высокого давления, усилитель 23 клапана низко- Г(р давления, усилитель 24 клапана высокого давления, цифроаналоговый преобразователь 25,,

Устройство работает следующим обРЙЗОМо

От задатчика 1 давления вводится задаваемая величина давления. Она индицируется устройством 2 отображения и поступает в функциональные блоки: блок 6 коррекции коэффициента передачи, блок 7 коррекции постоянной дифференцирования, блок 8 вычис- постоянной интегрирования, а также в блок 3 поиска участка заданияо На выходе бло- Ktos 6 - 8 выдаются параметры настройки контура управления: соответ

ственно коэффициент передачи Кр, постоянная дифференцирования То и постоянная интегрирования Т, которые эдэанятся в этих блоках в виде функциональных таблиц, определенных в зависимости от величины задаваемого , давления, т0ес от выбора участка регулирования. Постоянные интегрирования Т и дифференцирования Тл поступают соответственно в блок 10 вычпсле- «ия коэффициента интегральной сос- taBnnioffl.eu и в блок 8 вычисления дифференциальной составляющей, в которых определяются коэффициент

0

5 0

5

интегральной составляющей К и диф ференциальной составляющей К по формулам

к, т(ьк)/т,, кв тя/т(гк).

Величина T(tk) представляет собой вычисленный частотомером 11 период выходных импульсов вибрационного датчика давления 13 (или код текущего значения давления), измеренного в момент времени tk, в ресивере 14. По этому осуществляется постоянная подстройка параметров Кя и Кв в процессе регулирования по уровню параметра регулирования с целью стабилизации показателей качества регулирования„ Определенные таким образом величины Крi К и К , а также код Т , соответствующий величине задаваемого давления, поступают в вычислитель 5, реализующий вычисление управляющего воздействия на исполнительные механизмы 15 или 16 по формуле

U(tK) U(t ) + (tK)

- eCt) + Kie(tk,) + M-T(tk) + -t- 2T(tK) - T(,

5

0

5

0

5

где T(tK) - текущее значение давления в момент tk: f

e(.tk) - ошибка управления в момент t e(tK) Т8чйПредварительное вычисление оптимальных значений параметров настройки контура регулирования давления производится для различных точек рабочего диапазона по давлению по критерию минимума среднеквадратичного значения ошибки e(tK).

Получаемая в результате информация о параметрах Т,, Т, Кр закладывается в соответствующие функциональные блоки 9,7 и 6 данных параметров За счет этого обеспечивается независимость точности задания и характеристик качества процесса регулирования от расположения задаваемой точки на рабочем диапазоне устройства,,

Для ввода величины заданного давления в ресивере 14 величина P3aft , вводимая от задатчика 1 давления, должна быть преобразована в код Tjeft в соответствии с характеристикой датчика 13давленияо Характеристика датчика давления хранится в памяти блока 3 поиска участка задания в виде таблицы соответствия Р- и Т(.,с где i изменг зтся от 1 до п., причем число участков п определяется требуемой точностью преобразования и степенью нелинейности характеристики0 По величине PJ в блоке 3 определяет-Ц) ся рабочий участок по неравенству

Мр,

Для найденного рабочего участка

в блоке 4 задания точное значение

кода Т3вл определяется по интерполяци- 15

оиной формуле

т lP3«Azpi- Hp -PiHp.4-p )

ЭОА (PU, -P;,7frv, -pJTpfrr:W

50

„т. (P.-P ,--. ) ( -Pi ) ( ) ,

х1-г + ТР РТ ТТРГ ТТ РТЛ

, Ф . ( Рз«Д-Р1--1 ) ( -Р U 1 ) С -Р i )

V грг-р7;ттр7 ртлгр7 р7-77 - «т.

. + lP :Eili «ir pii.,

(Pj, -Р;)(Р,-,-РМ -pi

хф. J-1-ч

Регулятор 12 получает величину

1JOA

кодов T(t ) от частотомера 11 и от вычислителя 4 задания сравнивает их и выдает сигналы управления усилителям 23 и 24. В зависимости от знак рассогласования, открывается либо клапан 19 низкого давления, подключа источник 21 низкого давления к ресиверу 14, через регулируемый пневмо- дроссель 17, либо клапан 20 высокого давления„подключая источник 22 высокого давления к ресиверу 14 че- рез регулируемый пневмодроссель 18. В зависимости от того, какой клапан включен 19 или 20, вычисленное в блоке 5 управляющее воздействие проходит через цифроаналоговый преобразователь 25 либо на исполнительный механизм 15, либо 16. При достиже50496

с-Ц)

15

20

25

нии текущим давлением T(k) величины оба клапана. 19 и 20 закрываются и процесс регулирования заканчивается.

Формула изобретения

Устройство для автоматического задания и стабилизации давления, содержащее задатчик давления с подключенным к нему устройством отображения, ресивер, соединенный с источниками высокого и низкого давления каналами, содержащими клапаны, к которым подключены через усилители выходы регулятора, первый вход которого соединен .с частотомером, связанным с установленным на ресивере вибрационным датчиком давления, отличающее ся тем, что, с цепью повышения точности задания и стабилизации давления, устройство снабжено встроенными в каналы высокого и низкого давления последовательно с клапанами регулируемыми пневмодрос- ,селями, снабженными исполнительными механизмами, связанными с цифроанало- говым преобразователем, соединенным с вычислителем управляющего воздействия, входы которого подключены к выходам соответственно частотомера, функционального блока коррекции коэффициента передачи, связанного входом с выходом задатчика давления, - блока вычисления коэффициента интегральной составляющей и блока вычисления коэффициента дифференциальной составляющей, связанных входами с выходом частотомера, а также соответственно с функциональными блоками коррекции постоянной интегрирования и постоянной дифференцирования, соединенными входами с выходом задатчика давления, который подключен также к вычислителю задания через блок поиска участка задания, выход вычислителя задания соединен с соответствующим входом вычислителя управляющего 50 воздействия и вторым входом регулятор а о

30

35

40

45

Lb:

Изобретение относится к системам автоматизированного контроля летательных аппаратов, в частности к системам контроля датчиков давления и мембранно-анероидных приборов. Целью изобретения является повышение точности задания и стабилизации давления. Устройство включает задатчик давления с устройством отображения, ресивер, соединенный с источниками высокого и низкого давления каналами, содержащими клапаны к которым подключены через усилители соответствующие выходы регулятора, первый вход которого соединен с частотомером, связанным с установленным на ресивере вибрационным датчиком давления. Устройство снабжено встроенными в каналы высокого и низкого давления последовательно с клапанами регулируемыми пневмодросселями, снабженными исполнительными механизмами, связанными с цифроаналоговым преобразователем, соединенным с вычислителем управляемого воздействия. Входы последнего подключены к выходу частотомера, к блоку коррекции коэффициента передачи, связанному с выходом задатчика давления, к блокам вычисления коэффициента интегральной и дифференциальной составляющих, связанным с выходом частотомера и функциональными блоками коррекции постоянной интегрирования и постоянной дифференцирования, соединенными с выходом задатчика давления, подключенного к вычислителю задания. Выход последнего соединен с вторым входом регулятора, а вход - с блоком поиска участка задания, соединенным с задатчиком давления. 1 ил.