Двухконтурная однорегуляторная многоканальная система регулирования Советский патент 1991 года по МПК G05B11/01 

ё

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для автоматического регулирования нескольких технологических объектов с близкими динамическими характеристиками, обладающих большими запаздываниями и постоянными времени. Цель изобретения - повышение точности системы. Система содержит регулирующий блок 1, выделитель максимального сигнала 2, коммутаторы 3, исполнительные устройства 4, объекты регулирования 5, первую группу элементов сравнения 6, ограничитель 7, вторую группу элементов сравнения 8, первую группу ключей 9, пер

О

ел

00

ю

4Ь.

вый сумматор 10, дифференциатор 11, вторую группу ключей 12, третью группу клюИзобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для автоматического регулирования нескольких технологических объектов с близкими характеристиками, обладающих большими запаздывающими и постоянными времени.

Цель изобретения - повышение точности системы.

На чертеже представлена схема двух- контурной однорегуляторной многоканальной системы регулирования.

Система содержит регулирующий блок 1, выделитель 2 максимального сигнала, коммутаторы 3, исполнительные устройства 4, объекты 5 регулирования, первую группу элементов 6 сравнения, ограничитель 7, вторую группу элементов в сравнения, первую группу ключей 9, первый сумматор 10, дифференциатор 11, вторую 12 и третью 13. группы ключей, второй сумматор 14 и элементы ИЛИ 15.

Система работает следующим образом.

Сигналы рассогласования AXi, образующиеся в первой группе элементов 6 сравнения в результате алгебраического суммирования сигналов X с первого выхода объектов 5 с сигналами Хзд) задания, поступают на входы выделителя 2. На его выходе выделяется максимальное по модулю отклонения А Хмакс, которое поступает на вход ограничителя 7, ограничивающего снизу выходной сигнал выделителя 2.

Выходной сигнал ограничителя поступает на первый вход блока 1. На знаковых выходах выделителя 2 вырабатывается п пар (по числу каналов регулирования) сигналов K i и Ki ,...,КП и Кп .Эти сигналы могут принимать значения 0 либо 1. Индекс I знакового сигнала, равного I, означает номер канала, в котором отклонение ДХ( максимально, а число штрихов у сигнала, равного 1, определяют условно, так как выделившийся сигнал однополярный - знак максимального отклонения. Это позволяет включать исполнительное устройство в требуемом направлении, таким образом, учитывать полярность отклонения регулируемого параметра на входе выделителя 2. Ситуация Ki - 1 и Ki - 1 невозможна,-так как сигнал на l-м входе выделителя 2 не может быть одновременно и положительным, и отрицательным. Например, если Ка - 1, то

чей 13, второй сумматор 14, элементы ИЛИ 15. 1 йл.

максимальное отклонение во втором канале, а знак его положительный. При этом все остальные знаковые сигналы равны 0. Если Кз - 1, то максимальное рассогласование в

третьем канале, а знак его отрицательный. Знаковые сигналы К) и Ki поступают соответственно на второй или третий входы коммутатора 3, который подключает выходной сигнал блока 1, поступивший на первый

вход коммутатора, к входу исполнительного устройства 4 (предварительно сигнал усиливается до необходимой мощности усилителем, который входит в блок 4). Направление движения исполнительного устройства зависит от того, на каком входе (2 или 3) коммутатора 3 единичный знаковый сигнал. Исполнительное устройство 4 (с помощью входящего в блок 4 исполнительного органа) воздействует на соответствующий

объект 5 в направлении уменьшения рассогласования ДХ|. Таким образом, замыкается контур регулирования с тем объектом, у которого рассогласование максимально. Остальные объекты в это время не подключены

к блоку 1,

Как только максимальным станет рассогласование в другом канале, блок 1 переключится к исполнительному устройству этого канала и замкнется другой контур регулирования. Поскольку изменения регулируемых величин имеют случайный характер, то и замыкания контуров происходят в случайные моменты времени, т.е. эпизодически. Это означает, что система работает по

принципу приоритета максимального рассогласования (отклонения).

Сигналы ХГ с второго выхода объекта 5 (с промежуточной точки объекта, имеющей значительно меньшие запаздывания и постоянную времени по сравнению с сигналом на первом выходе) поступают на вторую группу элементов 8 сравнения, на выходе которых после алгебраического суммирования с сигналами задания Х ЗД| образуются

двухполярные рассогласования± ДХ, поступающие через первую группу ключей 9 на входы первого сумматора 10, пропускающего на свой выход двухполярное отклонение, поступившее на один из его входов. С

выхода сумматора 10 одно из отклонений (а именно, отклонение той или иной полярности, образовавшееся в канале, в котором отклонение ДХ| основной регулируемой величины максимально) поступает на вход дифференциатора 11.

Производная с выхода дифференциатора через один из ключей 12 или 13 (в зависимости от знака АХ|) подается соот- ветственно на суммирующий или вычитающий входы сумматора 14, а с него на второй вход блока 1. Ключи 12 соответствующего канала открываются сигналом 1, появляющимся на одном из знаковых выходов КГ , а ключи 13 - сигналом 1, появляющимся на одном из знаковых выходов Ki блока 2.

Для того, чтобы сигнал на выходе блока 1 был однополярным, а именно на этом основан способ управления направлением движения исполнительного устройства 4 и согласование этого направления со знаком отклонения ДХ| основной регулируемой величины, в систему введен ограничитель 7, ограничивающий снизу величину выде- ленного блоком 2 максимального сигнала. Путем соответствующей регулировки уровня ограничения и масштабирования выходного сигнала второго сумматора 14 всегда можно достигнуть того, чтобы выход- ной сигнал блока 1 был однополярным.

Формула изобретения Двухконтурная однорегуляторная многоканальная система регулирования, содержащая регулирующий блок, выделитель максимального сигнала, ограничитель, п каналов регулирования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных коммутатора, исполнительного устройства, объекта регулирования и элемента сравнения, п элементов ИЛИ, группу из п элементов сравнения, причем второй выход объекта регулирования соединен с вычита510

15 20 5

0

5

0

ющим входом соответствующего элемента сравнения группы, выходы элементов сравнения каналов регулирования соединены с соответствующими входами выделителя максимального сигнала, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности, в нее введены первый и второй сумматоры, дифференциатор, первая, вторая и третья группы из п ключей каждая, причем информационный выход выделителя максимального сигнала соединен с входом ограничителя, выход которого соединен с первым входом регулирующего блока, выход которого соединен с информационными входами коммутаторов каналов регулирования, выходы номера канала выделителя максимального сигнала попарно соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами соответствующего коммутатора, а также с первым и вторым входами соответствующего элемента ИЛИ с управляющими входами соответствующих ключей второй и третьей групп, выходы элементов ИЛИ соединены с управляющими входами соответствующих ключей первой группы, информационные входы которых соединены с выходами соответствующих элементов сравнения группы, а выходы - с соответствующими входами первого сумматора, выход которого соединен с входом дифференциатора, выход которого соединен с информационными входами ключей второй и третьей групп, выходы ключей второй группы соединены с суммирующими входами второго сумматора, выходы ключей третьей группы соединены с вычитающими входами второго сумматора, выход которого соединен с вторым входом регулирующего блока.