СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ МАГНИТНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ Советский патент 1970 года по МПК G05B17/00 G05B11/06 

Данное изобретение относится к системам автоматического регулирования (САР), в частности к способу компенсации запаздывания, которое влияет на динамические свойства и УСТОЙЧИВОСТЬ САР.

Известен способ компенсации запаздывания с помощью упреждающего сигнала отрицательной обратной СВЯЗИ.

Предлагаемый способ отличается тем, что снимают сигналы с рабочих обмоток магнитного усилителя, суммируют их и результат через фильтр-модель объекта регулирования подают на вход системы регулирования. Это позволяет упростить систему автоматического регулирования с быстродействующим магнитным усилителем.

Предложенный способ пояснен чертежами.

Па фиг. 1 представлена структурная схема САР с быстродействующим магнитным усилителем (БМУ) и компенсацией заиаздывания по известному способу, где:

WP-передаточная функция регулятора; Wl -передаточиая функция объекта регулирования;

-передаточная функция модели объекта; -передаточная функция БМУ.

на рабочих обмотках; на фиг. 4 - трехфазная одиополупериодная схема МУ.

Как. известно, по своим дппампческим показателям быстродействующие магнитные усилители (БМУ) экБивалептиы звену чистого запаздыванпя, пмеюи1,его передаточную функцию:

ту/ f iibix (р) 1 „рvv ЕМУ - ---;--- - А МУ е .

(р)

Поэтому и системы автоматического регулирования (САР), содержащие БМУ, могут быть классифицироваиы как системы с запаздыванием.

В системах с относительно большим коэффициентом усиления, т. е. в системах высокой точности, запаздывание БМУ принципиально ограничивает возмол ностп системы в смысле динамических показателей.

ПрИ1щип получения упре кде1шого сигнала В БЛ1У, составляющий существо предлагаемого изобретеиия, может быть пояснеп следующим образом. Рассмотрим в качестве примера работу одпофазиого двуиолупериодного БМУ (фиг. 2), предполагая для простоты, что В управляющий полупериод на рабочих обмотках усплптеля наводптся синусоидальная э.д.с.

принципа действия МУ, площади, ограиичеиные кривой рабочего напряжения f/p в рабочий и управляющий полупериоды в установившемся режиме равны. Поэтому среднее значение суммы напряжений на рабочих обмотках сердечника А и сердечника В ( f/pA ) равно нулю, а сама сумма изменяется с двойной частотой но сравнению с частотой сети.

Пусть в момент /i происходит скачкообразное увеличение входного сигнала Uy БМУ, вызывающее увеличение выходного нанряжения. Этот момент совпадает с началом рабочего полупериода для сердечпика А, когда рабочая обмотка подключена к сети, поэтому форма напряжения на пей не изменится, не изменится так}ке и выходное напряжение в этом полупериоде. Но для сердечника В момент ti является началом управляющего полупернода, когда рабочая обмотка отключена вентилем от сети и скорость размагничивания определяется лишь цепью управления. Поэтому скорость размагничивания уменьшится (приращение входного сигнала положительное), уменьшится и величина э.д.с., наводимой в этом полунериоде на обмотке WfB В следующем полупериоде сердечники меняются ролями; «поглощенное обмоткой WyB нанряжение уменьшается на величину площади AS, определяющую и приращение выходного напряжения 11 я Рассматривая реакцию БМУ на скачок входного сигнала относительно среднего значения выходного напряжения, заключают, что БМУ является звеном чистого запаздывания (временем запаздывания следует считать интервал t-2-tот момента приращения входного сигнала до начала полупериода, в котором выходное нанряжение приобретает установившееся значение).

В интервале запаздывания в кривой суммы f/pA + p5 нарушается равенство между положительной и отрицательной площадями, т. е. появляется среднее напрял ение,

которое и может быть использовано как упреждающий сигнал.

Так, если иметь идеальный фильтр, не пропускающий четные гармоники, то в ннтерва5 ле может быть выделен идеальный упреждающий сигнал f/KcpB виде прямоугольного импульса, как изображено на графике (фиг. 3,5). Разложение этого сигнала на две составляющие ноказывает, что его нзображе ние подчиняется выражению:

U,(p) KJJy(l-e-P),

т. е. выделенный сигнал может служить уп реждающим. Эксперименты показывают, что для выделения унреждающего сигнала из помех (напряжение четных гармоник может рассматриваться как помеха), не требуется нрименения высококачественных фильтров средних значений; вполне удовлетворительные результаты получаются при использовании простейших фильтров низких частот, которые одновременно и служат моделью объекта в цепи упредителя.

На фиг. 4 представлена трехфазная однополупериодная схема МУ, в которой упреждающий сигнл снимается посредством суммирующих омических делителей (звезда сопротивлений) и затем подается на фильтр-модель м (р) объекта регулирования без запаздывания.

Предмет изобретения

Способ компенсации запаздывания быстро5 действующих магнитных усилителей в системах автоматического регулирования с помощью упреждающего сигнала отрнцательной обратной связи, отличающийся тем, что, 0 с целью упрощения способа, снимают сигналы с рабочих обмоток магнитного усилителя, суммируют их и результат через фильтр-модель объекта регулирования подают на вход системы регулирования.

и.

WpvlU

«Ht

(WOM

jn ecfufTj e/Jb

VV

I

-0 -0