СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ Советский патент 1971 года по МПК G05B11/06 

Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования н может быть использовано для улучшения статических и динамических характеристик систем регулирования.

Известен способ регулирования по отклонению регулируемой величины от заданного значения, при котором сигнал уставки от задающего устройства сравнивается в суммируюЩС.Й точке с сигналом обратной связи, соответствующим фактическому значению регулируемого параметра, и разность этих сигналов через усилитель н исполнительиый оргап воздействует на объект регулирования.

Однако нри известиом способе осуществления астатического регулирования система регулирования должна содержать в регуляторе астатический элемент, например электродвигатель, а при осуществлении статического регулирования - только статические элементы.

Для повыщення точности и быстродействия регулирования выходной сигнал, пронорциопальный величине регулируемого параметра, сравнивают с входным сигналом, }силивают и подают на вход системы управлеиия.

Иа чертеже приведена принциииальная схема управления для осуп1ествления предлагаемого способа, где / - задающее устройство (выдает задание уставки регулируемого параметра X.,), 2 - усилитель системы регулирования, 3 - исполнительный орган, -1 - объект регулирования, 5 - датчик-измеритель фактического значения регулируемого параметра Хф, 6 - суммируюихая точка системы регулирова)П1я, 7 - дополтипельный усилитель, выдает корректирующий сигнал (сигнал обратной связи) -i.Y,, и 8 - суммирующая точка дополнительного уснлителя для сравнения сигиала со входа усилителя системы с сигналом от датчика-измерителя регулируемого иараметра.

К сигналу уставки Х от задаюи1его устройства / и проходян его через усилнтель 2 и исполнительный орган 3 для воздействия на объект регулирова1Н1я 4 с датчиком-измерителем регулируемого иараметра 5 добавляется в суммирую1цей точке 6 сигнал от доиолнительного уснлителя 7. На входе этого усчлителя в суммируюгпей точке 8 сравнивают в 1ротнвофазе сигнал на входе усилнтеля 2 системы регулнрования (сигиал берут после суммирующей точки 6 пепосредственио с входных зажимов уснлителя 2 с сигналом Хф от датчнка-измерителя 5 регулируемого параметра объекта и устанавливают разность этих сигналов равной нулю при соответствии сигнала уставки фактическому значению регулируемого параметра, т. е. при номинальных (расчетных) условиях работы объекта регулирования.

Вьишдной сигнал дополнительного усилителя 7 подают в суммируюн ую точку 6 системы рёгулированпя, ycTaniaвливая его совпадающим по фазе с сигналом уставки Xу, когда он (заданное значение регулируемого параметра) больше сигнала от датчнка-измерителя 5 (фактическое значение рег лируемого параметра) и в противофазе с IHIM, когда сигнал уставки меньше сигнала от датчнкаизмерителя 5. При этом коэффипнент нередачи сигнала с входа усилителя 2 до суммируюи;ей точки 6 устанавливают равным (для астатического регулирования) или близким (для С1атического регулирования) к едшнще.

Таким образом, через дополнительный усилитель 7 осуществляют обратную связь по разности сигналов на входе системы регулирования (усилителя 2) и от датчика-измерителя 5 регулируемого параметра объекта 4. Как при астатическом, так и при статическом регулировании корректируюп;пй сигнал -J,V,, дополнительногО усилителя 7 будет равен нулю. если фактическое значение регул11руемо1о параметра будет равно заданному.

При несоответствии этих сигналов на в)1ходе дополнительного уеплителя 7 появляется корректирующий сигнал -J.Yj,, который, складьгзая.еь с соответствуюигим знаком, в оуммируюи1:ей точке 6 с сигиалом уставки А ,,, подается па вход усилителя 2 и одповремепио па вход допол1п-1телыюго усилителя 7, где виовь производитея его С) с сигналом от датчика-измергггеля 5, и результат сравпепия после прохождеиия через дополиительиый усилитель 7 подается вновь в суммнрующую точку 6 и т. д., то есть происходит непрерывный процесс роста величины корректирующего сигнала.

Копечиая величина этого снгнала, а следовательно, степень компенсации отклонения фактического зиачения регулируемого параметра от задаппого зпачеппя зависит от выбраипого коэффициента передачи сигнала с входа усилителя 2 в суммирующую точку 6.

Как показывает математпческпй апализ, чем ближе этот коэффициеит к единице, тем выше степепь ко.мпепсацип, а при коэффициеите передачи, равном едипицс, компеисация будет гюлпой. Поэтому, если устаиовить коэффициент передачи равным едиипце, получим астатический закон регулировагп1я, если близки.м к единице, то - статнческий закон регулирования (с положительным нли отриц тельиым статизмом). Таким образом обеспечивается простой переход от одного закона регулирования к другому и обратно.

Как видим, регулирующее воздействие при статическом регулироваиии сохраняется и тогда, когда фактическое значение регулируемого параметра равно заданному. При несоответствии этих сигиалов сигна.чу уставки , добавляется лишь корректируюи1ий сигнал для компенсации в той или нпой степей и возникшсго песоответствия.

Астатическая система регулироваиия ио нредла1аемо.му способу отличается от статической лишь различным значением коэффициента иередачи. Ошибка регулирования может

быть уменьшена без увеличепия коэффициента усиления усилителя систем регулироваиия. Кроме того, при астатическом регулировании зопа нечувствптель.пости может быть зиачптелыю спижепа за счет того, что система не

содержит астатического элемента, наиример электродвигателя.

Предлагаемый иовышает также быстродействие системы регулирова1Н1Я. Этот эффект получается за счет того, что в первонг.чальный момент переходно1ч) пронесеа, например при подаче или изменении еигиала уставки, ироисход1гг кратковремеииая форсировка возбуждения уснлителя 2. Эта форсирогвка обеснечнвается благодаря тому, что сигнал со

входа усилителя 2 появляется па выходе дополнительного усилителя 7 неско.чько раиыие сигнала от датчика-из.мерителя 5, и неирерынный процесс в перв)1Й мо.мент несоответствия этих С1-пналов обесиечивает кратков1)ел1снну|(

форсировку усилителя 2.

В качестве донолиительного усилнтеля 7 может быт15 использован любой тпп усилителя - электронный, магнитный и т. д.

Выбора того или inioiO Tinia доиол11 1тельного усилителя 7 и его характеристик (статических и дииамически.х) определяется в оеповиом техиически.ми т|)ебоваииями к системе регулироваиия и проявлепия в нужной стеиеии эффектов от иредполагаемого изобретения.

Коэффнциеит иередачи дополпптельного уеилителя 7 устаиав.тивается таким, чтобы общий коэффициеит передачи еигиала со входа усилителя 2 (этот сигнал может быть взят нолноетью или частично с делителя папряже1П1я) иепосредственпо с его входпых зажимов до суммируюгцей точки был рав1п 1М или близким к единице в зависимости от требуемого закона регулироваипя.

П р е д м е т и з о б р е т е н и я

Снособ автоматичеекого ре1Ллироваиия по отклонению регулируемой величины от задаиного зиаче1н-(я входно -о еигиала, отличающийся тем, что, е целью иовышеиня точности и быстродействия регулирования, В1 1ходиой сигнал, иронорциональиый величине регулируемого параметра, сравнивают с входным си;-палом, результат сравиеиия усиливают и суммир -1от с входным сигпалом.

.

8