Известно устройство для автоматического регулирования толщины полосы на непрерывном стане холодной прокатки, воздействующее на скорость клети по сигналу микрометра. Устройство содержит задатчик толщины, интегрально-пропорционально - дифференциальный усилитель, а также корректор, изменяющий коэффициент усиления по этим каналам в функции скорости клети. Устройство настроено на определенный характер переходного процесса, поддерживаемый при всех скоростях прокатки за счет изменения коэффициента усиления.
Однако такое устройство не использует всех возможностей но быстродействию, особенно на малых скоростях прокатки, когда транспортное запаздывание велико и коэффициент усиления регулятора мал из-за малого коэффициента усиления корректора. Увеличение коэффициента усиления корректора недопустимо, так как оно ведет к увеличению перерегулирования.
С целью форсирования обработки возмущения независимо от величины запаздывания в системе параллельно корректору предлагаемого устройства введено нелинейное дифференцирующее звено, выход которого подключен ко входу пропорционально-интегралыюдифферепциального усилителя.
предлагаемого устройства; па фиг. 2 - пример выполпения нелинейного дифференциального звена.
Измеритель 1 толщины (натяжения) полосы через задатчик 2 толщины 3 (натяжения) и через корректор 4 коэффициента усиления включен на вход ннтегрально-пропорцнональио-днфференцнального (ИИД) усилителя 5, выход которого включен на систему 6 управления скоростью клети. Управляющий вход корректора соединен с измер 1телем 7 скорости клети. Выход задатчика 2 через инерционное звено 8 и нелинейное дифференцирующее звено 9 включен нараллельно корректору 4 на вход ИИД усилителя 5.
Устройство работает следуюни1м образом.
ИИД усилитель 5, предварительно настроенный на минимизацию запаздывания в системе 6 электропривода иодгонкой пронорционально-дифференциальиыхсоставляющих
сигиала усилителя 5, задает темн изменення скорости (положения) электропривода в соответствии с суммарным запаздыванием в контуре регулпровання из условия заданного характера нереходпого процесса в нем
(I)
К„-/.
ta - суммарное запаздывание в контуре
регулнропанн.я, сек;
а - ностоянная, задающая характер переходного процесса.
При иере)егулирова11ие переходного процесса Корректор 4 иоддерживает fl.:0,5 ирн всех изменениях запаздывания 1з, изменяя Л ,,, нанример, в функции скорости нолосы. Дальнейшее увеличение а ведет к увеличению неререгулнроваиия (ири , неререгулнрованне 50%). Таким образом, полностью нсчернываются возможности повышения быстроденствня регулирования за счет уменьшения запаздывания (усиления ПД-составляюгцих) н за счет ноддержания максимально допустимого темпа интегрирования (максимально допустимого перерегулирования) .
Предлагается .дальнейшее увеличение быстродействия получать за счет введения параллельпого корректору 4 разомкпутого капала, который увеличивает темп иптегрирова1П1я усилителя 5 без увеличения перерегули юваиия нереходпого нродесса. Такой канал образуется с номон1,ыо нелинейного днфферснцируюпюго звена 9, нелпнейность котороio заключается в том, что он дифференцирует нарастающий сигнал отклонения толщины (натяжения) и блокирует дифференцирование при уменьшеиии этого сигнала.
Под действием такого капала усилитель 5 совер1нает пронорцнональное возмущению (нарастанию отклонення) изменение воздействия на систе.чу электропривода, не реагируя, на отработку этого возмущения (уменьшение возмущения).
Если коэффициент усиления контура регулирования, проходящего через нелинейное дифференцирующее устройство, выбрать меньшим едииицы, то его действие ограничивается увеличением темпа обработки возмущения п не распространяется на перерегулирование благодаря блокированию дифференцирования. Практически теми отработки через этот канал можно нзменить скачком, но этого не доиускает система 6.
Ииерциоииое звено 8 иа входе нелинейного дпфференцнрующего устройства ограничнвает темн его работы донустнмой велнчнной.
На фиг. 2 иоказаи пример выполнеиия нелинейного днфференцирующего звена на входе иитегрирующего усилителя 5, собранного иа операционном усилителе с помощью конденсатора в обратной связи Cj. Основной сигнал усилителя, соединенный с корректором 4, подается через вход 10 на сопротивление R. Сигнал с инерционного звена 8 подается иа вход п. Диоды и D разделяют
этот сигнал по полярности, пропуская его или через коиденсатор €2 при положительной полярности или через конденсатор Сз при отрицательной иолярности. Далее этот сигнал через сопротивление Rz и диод DS или через соиротивление R и диод Dt, подается на вход усилителя 5. Перед конденсаторами Cz и Сз на землю включены сопротивления 4 и R, а за ними - диоды D- и D,.
Дифференцирующее устройство работает следующим образом.
Сигнал со входа // через конденсатор Са или Сз воздействует на усилитель 5, образуя нроиорциональный канал с коэффициентом
усиления, равнымCi/C или Ci/Сз
С Г (- - -).По такой канал образуется
CjCg
ТОЛЬКО в период нарастания сигнала со входа 10, когда конденсатор Сз или Сз заряжается.
В период спадания сигиала со входа // диод DS или DS шунтирует вход усилителя, а копденсатор Cz или Сз разряжается через эти диоды и через сопротивления Ri или Rs. Интегрирующий усилитель 5 благодаря конденсатору Ci запоминает сигнал, пропорциональный максимальному сигналу со входа 11. Таким образом, приведеиная на фиг. 2 схема обеспечивает создание пропорциоиально-запоминающего канала.
Пропорционально-запоминающий канал, образованный нелинейным дифференцирующим звеном 9 (фиг. 1), создает параметрическое изменение скорости клети и, следовательно, отработку толщины полосы.
Сигнал отработки (спадание сигиала со входа //) не проходит через пропорционально-запоминающий канал, поэтому его можно считать разомкнутым и при расчете коэффициента усиления не учитывать транспортное
запаздывание, т. е. рассчитывать на максимальное быстродействие, допустимое электроприводом клети. Инерционное звено 8 ограничивает быстродействие величиной, допустимой электроприводом.
Предмет изобретения
Устройство для автоматического регулирования, нанрнмер, толщииы полосы на непрерыБном прокатном стапе, включающее корректор коэффициента усиления и интегрально-проиорционально-дифференциальный усилитель, отличающееся тем, что, с целью форсирования отработки возмущения независимо
от величины запаздывания в системе, параллельно корректору введено нелинейное дифференцирующее звено, выход которого подключен к входу указанного усилителя.
Л
4
Фиг. 2
