Многоканальное регулирующее устройство Советский патент 1977 года по МПК H05K10/00 G05B11/32 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при построении систем повышенной надежности. Известно многоканальное регулирующее устройство 1, содержащее в каждом канале датчик, задатчик, блок измерения и релейный блок, общие на все каналы два мажоритарных блока, к входам которых подключены выходы «Больше и «Меньше релейных блоков, и исполнительный механизм. Устройство реализует интегральный закон регулирования, что ограничивает область его применения. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является многоканальное регулирующее устройство 2, содержащее в каждом канале датчик и задатчик, подключенные к блоку измерения, релейный блок и блок обратной связи, первый и второй мажоритарные блоки и исполнительный механизм, причем к входам мажоритарных блоков подключены соответственно первые выходы релейных блоков, а выходы мажоритарных блоков соединены соответственно с первым и вторым входами блоков обратной связи каналов и входами исполнительного механизма. Устройство 2 реализует пропорциональноинтегральный закон регулирования, что расширяет область его применения. Недостатками этого устройства являются низкое качество регулирования при изменении динамических характеристик объекта регулирования, а также возможность больших отклонений иараметров объекта регулирования в результате работы регулирующего устройства. Цель изобретения - улучшение динамических характеристик устройства. Это достигается введением в каждый канал устройства блока коммутации, суммирующего усилителя, командного блока, нелиней юго блока, датчика второго параметра, который соединен с третьим входом блока обратной связи, выходом подкл)оченного к одному входу суммирующего }силителя, другой вход которого соединен с выходом блока измерения, вы.ход - с входом релейного блока и через нелинейный блок с первым входом блока коммутации, первый выход которого соединен с четвертым входом блока обратной связи, второй вход - с вторым выходо.м релейного блока, второй выход - с входом соответствующего мажоритарного блока, а управляющий вход - с выходом командного блока. Блок обратной связи может быть вы1ю.лнен в виде последовательно соединенных интегратора, суммирующего усилителя и инвертирующего усилителя, иричем выход инвертирующего усилителя соединен через ключ с входом интегратора, выход суммирующего усилителя- с выходом блока обратной связи, управляющие входы ключа - соответстйенно с первым и вторым, .второй вход сзммирующего усилителя - с третьим, а второй вход интегратора- с четвертым иходом блока обратной связи.

Структурная схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит задатчик I, датчик 2, блок 3 измерения, суммирующий усилитель 4, релейный блок 5, блок 6 коммутации, мажоритарные блоки 7, 8, реализующие логику «т из п, исполнительный механизм 9, датчик 10 второго параметра, блок 11 обратной связи, нелинейный блок 12 в виде, например, диода, командный блок 13.

Блок И обратной связи включает в себя интегратор 14, суммирующий усилитель 15, инвертирующий усилитель 16 и ключ 17. Блок 6 коммутации содержит ключи 18 и 19.

Работа устройства рассмотрена нри л 3 и /п 2.

Устройство работает следующим образом.

При отклонении первого регулируемого параметра от заданного зиачеиия на выходе блока 3 измерения появляется сигнал ощибки. Этот сигнал поступает через усилитель 4 на релейный блок 5. После достижения сигналом на выходе блока 4 уровня срабатывания блока 5, определяемого зоной нечувствительности этого блока, блок 5 срабатывает и на его выходе появляется сигнал «Больще или «Меньше. При срабатывании в одну сторону релейных блоков 5 двух каналов на выходе соответствующего мал-соритарного блока 7 или 8 образуется единичный унравляющнй сигнал, вызывающий перемещение исполнительного механизма 9, что приводит к соответствующему измеиеиию второго, а затем и первого регулируемого параметра.

Выходным сигналом сработавщего мажоритарного блока 7(8) ключи 17 в блоках 11 переводятся в разомкнутое состояние, в результате чего сигнал иа выходе усилителя запоминается и перестает отслеживать изменение сигнала от датчика 10. Сигнал изменения второго параметра поступает с выхода усилителя 15 на вход усилителя 4 в протнвофазе с сигналом ошибки с блока 3, вызывая снятие выходного сигнала блока 5, после того как суммарный сигнал на входе блока 5 станет меньше уровня отпускания.

Когда число сработавших в одну сторону каналов станет меньше двух, мажоритарный блок 7(8) переводится в состояние с иулевым выходным сигналом. Это вызывает прекращение перемещения исполнительного механизма 9, а также замыкание ключа 17. После замыкания ключа 17 выходное напряжение интегратора 14 изменяется со скоростью, зависящей от уровня напряжения па выходе инвертирующего усилителя 16, что приводит к иовторному срабатыванию релейного блока 5 в ту же сторону. После уменьшения отклонения первого регулируемого параметра возможно формирование выходных сигналов другой полярности. Процесс регулирования заканчивается после возвращения первого регулируемого параметра к заданному значению. F.cjiH в процессе регулирования командный блок 13 формирует выходной единичный сигпал запрета, то ключ 19 размыкается. Срабатывание командных блоков 13, по мере Б двух каналах вызывает прекращение перемещения исполиптельного механизма 9 в

сторону, способствующую дальнейшему нежелательному изменению контролируемого блоком 13 параметра.

Выходным сигналом блока 13 замыкается ключ 18, разрешая работу обраттшй связи,

охватывающей усилитель 4 через блоки 12, 14, 15. Обратная связь односторонне ограничивает напряжение на выходе усилителя 4. После снятия сигнала запрета с вы.хода блока 13 исполнительный механизм 9 включается

не сразу, а только после разряда емкости усилителя.

В случае, если до снятия сигнала запрета цронсходит уменьшение сигнала ощибки блока 3, то напряжение на выходе усилителя 4

изменяется в другую сторону, не ограниченную о,братной связью. При этом релейный блок 5 срабатывает в сторону, где отсутствует запрет, и работа устройства происходит по нормальной схеме с участием мажоритарных блоков 7 и 8 в управлении работой блоков 11 обратной связи.

Технико-экономический эффект от применения изобретения - улучщение динамики регулирования при изменении динамических характеристик объекта регулирования, а также при формировании ц последуюн ем снятии сигналов занрета на перемещение исполнительного механизма.

Формула изобретения

1. Многоканальное регулирующее устройство, содержащее в каждом канале датчик и

задатчик, подключенные к блоку измерения, релейный блок и блок обратной связи, первый и второй мажоритарные блоки и исполнительный механизм, причем к входам мажоритарных блоков подключены соответственпо нервые выходы релейных блоков, а выходы мажоритарных блоков соединены соответственно с первым и вторым входами блоков-обратпой связи каналов и входами исполнительного механизма, отличающееся тем,

что, с целью улучшения динамических характеристик устройства, в каждый каиал введены блок коммутации, суммирующий усилитель, командный блок, нелинейный блок и датчик второго параметра, который соединен

с третьим входом блока обратной связи, выход которого соединен с одним входом суммирующего усилителя, другой вход которого соединен с выходом блока измерения, выход - с входом релейного блока и через нелинейный блок с первым входом блока коммутации, первый выход которого соединен с четвертым входом блока обратной связи, второй вход соединен с вторым выходом релейного блока, второй выход - с входом соответствующего мажоритарного блока, а управляющий вход - с выходом командного блока.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок обратной связи выполнен в виде последовательно соединенных интегратора, суммирующего усилителя и инвертирующего усилителя, причем выход инвертирующего усилителя соединен через ключ с входом интегратора, выход суммируюн1его усилителя - с выходом блока обратной связи, управляющие входы ключа - соответственно с первым и вторым, второй вход суммирующего усилителя - с третьим, а второй вход интегратора- с четвертым входом блока обратной связи.

Источники информации, принятые БО внимание при экспертизе

1. Управление ядерными энергетическими установками. Вып. I. М., «Атомиздат 1966, с. 47, рис. 8.

2. Авторское свидетельство СССР № 505997, кл. G05B 11/32, 1972.