ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ Советский патент 1971 года по МПК G05B17/00 G05B11/44 

Изобретение 5тносится к пневматическим устройствам компенсации запаздывания и может быть иопользовано при построении систем автоматического регулирования (САР) объектов с запаздыванием.

Известно устройство компенсации запаздывания, состоящее из лоследовательно соединенных инерциовной части и звена запаздывания, образующих модель объекта, и сумматора, положительный и отрицательный входы которого соединены со входом и выходом звена запаздывания.

Инерционная часть устройства выполнена да усилительном и апериодическом звеньях, причем в .качестве апериодического используется элемент «дроссель - объем, имеющий ограниченные возможности настройки большей -постоянной времени.

Звено запаздывания построено на основе разложения функции в ряд Паде и поэтому указанная функция реализуется только приближенно. При регулировании технологических объектов возникает необходимость з установке значительных постоянных аремеви и точной реализации фазовой характеристики звена запаздывания.

а также приближенная реализация фазовой характеристики звена запаздывания.

Целью предлагаемого изобретения являет ся расширение диапазона настройки постоянной времени апериодического звена, упрощение процесса его настройки, а также у.прощение устройства и повышение точности реализации фазовой характеристики звена за паздывания.

Пневматическое устройство компенсации запаздывания содержит последовательно соединенные ЗВено запаздывания и инерционную часть, состоящую из усилительного звена и аяериодического звена, выполненного на элементе «дроссель-объем, и сумматор, положительные и отрицательные камеры которого соединены со входом и выходом звена запаздывания и отличается тем, что каждое из апериодических звеньев содержит дроссельный

делитель, входные каналы которого соединены с каналами входа и выхода звена, а выход делителя соединен со входом элемента «дроссель-объем. К качестве звена запаздывания используется пневматический прерывистый

блок запаздывания, построенный на диодных пульсирующих емкостях с -вялыми мембранами, а один из положительных входов сумматора соединен с выходом объекта регулирования, а выход сумматора - со входом регуНа фиг. 1 изображена структурная схема регулирования объекта с запаздыванием; на фиг. 2 - принциПиальная схема апериодического звена. Выход г/о объекта 1 соединен -с шоложительным входом сумматора 2, второй положительный вход которого связан с выходом ZM инерционной части 3 устройства 4 комленсации запаздывания, а отрицательный- с выходом t/M звена запаздывания 5. Выход сумматора 2 подключен ко входу регулятора 6, выход X которого соединен СО входами объекта ) и устройства 4. Устав«а г/з регулятору 6 с передаточ«ой функцией р(Р) задается с помощью задатчика, установленного внутри регулятора либо на вторичном приборе. Инерционная часть 3 и звено запаздывания 5 образуют модель объекта. В случае полной адекватности передаточных функций объекта и модели благодаря наличию промежуточной точки 2м После инерционной части модели, запаздывание по существу оказывается вынесенным за контур .регулирования, что позволяет значительно повысить качество переходных процессов.. , Существенньтм является использование в качестве .эвта запаздывания пневматического прерывистого блока запаздывания, построенного на принципе передачи количеств (а не давлений) газа ПО линии последовательно соединенных диодных пульсирующих емкостей с вялыми мембранами, что значительно повышает точность реализации фазовой характеристики звена. Инерционная часть 3 устройства 4 обычно состоит из усилительного звена и одного Или нескольких апериодических звеньев. Звено содержит дроссельный делитель 7, переменный дроссель 8, Пневматичеокую емкость 9, повторитель 10 и н.о. (непроводящий) контакт //. Все элементы звена выполнены на стандартных элементах УСЭППА. Входной пневматический сигнал PS поступает на постоянный дроссель дроссельного делителя, второй вход которого соединен с линией выходного сигнала Ру звена. Переменный дроссель 8 и пневадатическая емкость 9 образуют звено «дроссель-объем 12, повторитель 10 служит для усиления выходного сигнала Ру по мощности, а пневматический контакт 11- для ввода начальных условий PQ. Динамика этого звена описывается следующими дифференциальными уравнениями: яа-(яР + ят)-«(/..-я)-(Р + т)(-Р.) - 1 RQ dt g(p,p), 50 55 60 Р, Vi - соответственно давление и объем проточной камеры, образованной делителем и переменным дросселем; - объем емкости 9; R,Q - газовая гаостоянная и абсолютная температура. Обычно «паразитной инерционностью проточной камеры можно пренебречь, так как и . Тогда уравнение динамики Г-у dp + Р. Р звена заоишется в виде гдеГ-у - постоянная времени инерционного звена «дроссель-объем (), йа/а-|-р- -у - весовой коэффициент проточной камеры по входу РЖТаким образом, устройство является апериодическим звеном, постоянная времени Т которого в lk раз больше постоянной времени исходного апериодического звена («дроссель-объем). При использовании в качестве делителей элементов УСЭППА (для которых 0,) диапазон настройки постоянной времени может быть увеличен в 20 раз. Вторьш важным свойством предлагаемого звена является возможность просто и точно настраивать постоянную времени с помощью делителя путем изменения коэффициента /г. При этом на вход звена подают эталонный сигнал, через контакт 11 соединяют пневматическую емкость 9 с атмосферой и с помощью контрольного прибора, подключенного к проточной камере, устанавливают требуемое значение коэффициента деления. Предмет изобретения 1. Пневматическое устройство компенсации запаздывания, содержащее последовательно соединенные ЗВено запаздывания и инерционную Часть, состоящую из усилительного звена и апериодического звена, выполненного на элементе «дроссель-объем, и сумматор, положительные и отрицательные камеры которого соединены со входом и выходом звена запаздывания, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона настройки постоянных времени апериодических звеньев и упрощения процесса их настройК1и, Каждое из апериодических звеньев содержит дроссельный делитель, входные каналы которого соединены с каналами входа и .выхода звена, а выход делителя соединен со входом элемента «дроссель-объем. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности реализации фазовой характеристики звена запаздывания, в качестве звена запаздывания используется пневматический прерывистый блок запаздывания, построенный на диодных пульсирующих емкостях 1C вялыми мембранами, а один из положительных вХОдов сумматора соединен с выходом объекта регулирования, а выход

IН

2 П

fuz-Z