Релейное управляющее устройство Советский патент 1974 года по МПК G05B13/00 

1

Устройство относится к регуляторам систем управления медленно меняющимися процессами с релейными исполнительными органами.

Известные устройства содержат экстремальный регулятор с релейными элементами и релейный коммутатор, подключенные совместно с исполнительным органом.

В предлагаемом устройстве входы и выхоцы экстремального и импульсного регуляторов соответственно объединены, вход цепи обратной связи импульсного регулятора соединен через дополнительно установленное дифференцирующее звено с инвертирующими входами двухпозндионных релейных элементов экстремального регулятора, которые соединены с сигнальными входами этих элементов через последовательно включенные концевой контакт исполнительных органов, апериодическое звено и буферный усилитель. Это уменьщает выработку ресурса исполнительных органов, увеличивает точность отработки и улучшает качество переходных процессов.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Релейное унравляющее устройство содержит экстремальный регулятор 1, импульсный регулятор 2, исполнительные органы (ИО), селектор 4 знака сигнала, двухпозиционные релейные элементы 5 и 6, обмотки 7 исполнительных органов, концевую контактную группу

8-10 сигнализаторов срабатывания, апериодические звенья 11-13, согласующие буферные усилители 14-16, дифференцирующее звено 17 и трехпозиционный релейный элемент 18.

Источник входного сигнала соединен с селектором 4 знака сигнала экстремального регулятора 1 и с трехнозиционным релейным элементом 18 импульсного регулятора 2. Один выход (выход положительного сигнала) селектора 4 связан с сигнальным входом 5 релейного элемента Бис одним из контактов концевой грунпы 8 РЮ 3. Другой контакт группы 8 соединен с входом звена И, выход которого подключен ко входу усилителя 14, а выход усилителя 14 связан с выключающим инвертирующим входом 5 элемента 5. Выход элемента 5 соединен с соответствующей обмоткой 7 ИО 3.

Другой выход (выход отрицательного сигнала) селектора 4 подключен к сигнальному входу 6 релейного элемента 6 и к одному из контактов группы 9 ИО 3. Другой контакт этой группы соединен с входом апериодического звена 12, выход которого связан со входом согласующего усилителя 15. Выход согласующего усилителя 15 соединен с инвертирующим входом 6 релейного элемента 6, выход которого подключен к соответствующей обмотке 7 ИО 3.

Выходы трехпозиционного релейного элемента 18 соединены с соответствующими обмотками 7 ИО 3. Один контакт группы 10 ИО 3 связан с источником постоянного сигнала, другой - с входом согласующего усилителя 16 и с входом дифференцирующего звена 17. Выход усилителя 16 соединен с входом апериодического звена 13, выход которого подключен к инвертирующему входу 18. Выход дифференцирующего звена 17 соединен с инвертирующими входами релейных элементов 5 и 6.

Устройство работает следующим образом. На вход устройства от датчика поступает положительное возрастающее напряжение, которое в какой-то момент меньще величины порога срабатывания релейных элементов. Этот сигнал, проходя через селектор 4 знака, поступает на сигнальные входы 5 и 18. При достижении границы зоны нечувствительности элементы 5 и 18 включаются. Выходные сигналы этих элементов поступают на обмотку 7 соответствующего знака ИО 3, который срабатывает, в результате контакты 8-10 замыкаются. На апериодическое звено И поступает напряжение входного сигнала, а на апериодическое звено 13 через усилитель 16 - от источника постоянного сигнала. По окончании переходных процессов в апериодическом звене 11, вызванных срабатыванием контактов 8, на вход усилителя 14 поступает сигнал, близкий по форме входному сигналу и имеющий некоторое запаздывание относительно последнего. Запаздывание выходного сигнала апериодического звена И зависит от постоянной времени на заряд этого звена. Если коэффициент передачи усилителя 14 равен 1, то через некоторое время напряжение на включающем входе 5 и на выключающем входе 5 элемента 5 становится одинаковым, и релейный элемент 5 выключается.

С этого момента закон управления формируется импульсным регулятором 2, и устройство работает следующим образом. , Конденсатор апериодического звена 13 за время действия релейного регулятора 1 через контакты 10 и усилитель 16 заряжается до какого-то значения напряжения. Так как в регуляторах подобного вида коэффициент передачи обратной связи больще 1, а коэффициент передачи цепи 8-11-14 выбирается в пределах от 1 до 2, то к моменту выключения элемента 5 элемент 18 выключается напряжением на конденсаторе звена 13. Поэтому длительность первого включения ИО определяется только работой экстремального регулягора 1.

После формирования первого импульса и выключения МО 3 конденсатор апериодического звена 13 разряжается до тех пор, пока сигнал на входе 18 не станет больше сигнала на входе 18 на величину гистерезиса релейного элемента 18.

После этого элемент 18 срабатывает, включается ИО 3 и конденсатор звена 13 подзаряжается до тех пор, пока суммарный сигнал на входах 18 и 18 не станет меньще порога отпускания элемента 18. Далее процесс протекает аналогично описанному выше до тех пор, пока сигнал не попадает в зону нечувствительности. Этот процесс определяется работой импульсного регулятора 2. Дифференцирующее звено 17 служит для

формирования минимально допустимого по длительности импульса, который необходим для обеспечения малых скоростей на цикле или для отработки малых возмущений.

Формирование минимального импульса происходит следующим образом.

В момент достижения границы зоны нечувствительности включается ИО 3 и при замыкании контактов 10 на дифференцирующее звено 17 подается напряжение. На выключающем входе 5 элемента 5 действует напряжение, величина которого выбирается больщей чем напряжение на включающем входе 5 в начале зоны включения. При этом элемент 5 выключается на время, величина которого зависит от постоянной времени звена 17 и длительности минимального импульса, формируемого импульсным регулятором 2 на пороге срабатывания. Если скорость процесса мала, то минимальный импульс обеспечивает приведение системы в зону нечувствительности. Если скорость процесса велика, то за счет интенсивного приращения позиционной ощибки первый импульс, формируемый импульсным регулятором, имеет такую величину, что к момент)

окончания его формирования включается элемент 5 и управление переходит на экстремальный регулятор 1. При другом знаке сигнала рассогласования устройство работает с использованием релейного элемента 6.

т-г

Предмет изобретения

Релейное управляющее устройство, содержащее экстремальный регулятор, выполненный на двух двухпозиционных релейных элементах, апериодических звеньях и буферных усилителях, импульсный регулятор, выполненный на трехпозиционном релейном элементе, охваченном инерционной обратной связью, и концевые контакты исполнительных органов,

отличающееся тем, что, с целью уменьшения выработки ресурса исполнительных органов, увеличения точности в установившемся режиме и улучшения качества переходных процессов, в нем входы и выходы экстремального и импульсного регуляторов соответственно объединены,, вход цепи обратной связи импульсного регулятора соединен через дополнительно установленное дифференцирующее звено с инвертирующими входами двухпозиционных релейных элементов экстремального регулятора, которые соединены с сигнальными входами этих элементов через последовательно включенные концевой контакт исполнительных органов, апериодическое звено и буферный усилитель.