Аналоговое регулирующее устройство Советский патент 1979 года по МПК G05B11/01 

Предпагаемое устройство относится / к средствам автоматизации управпениа технопогическими процессами в различных отраслях Промышпенности и мощ&г быть применено, например, при регупировании параметров теппоэнергета- ческях установок, в частности,- давпения, температуры..

Известны аналоговые регулирующие устройства, содержащие усилитель с подкшочениыми к нему эпементами динамической обратной связи и блоком настройки Д - составляющей закона авто матического регулиров .

Недостатком таких устройств является невозможность независимой настройки П -составляющей закона автоматическогр регулирования.

Известно также регулирующее устройство, содержащее помимо усипитепя формирователя закона автоматического регупировайия самостоятельную цепь, связи с нагрузкой в режиме днстан ционного управления за счет присоединекия к выходу усилитепя следящей систе мы, не связанной с его входом 2j.

Это устройство не обеспечивает высокой надежности при переключении с автоматического режима работы в дистанционный, так как структурно оно состоит из большого числа элементов и связей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является анапоговое регулирующее устройство, со держащее последовательно соединенные интегрирукяиий блок, переключатель ре5жвма работы и усилитель, выход которого через последовательно соединенные первый согласуюший блок в дифферен-пирукшжй блок соединен с первым вхо;дом антегрируюшего блока: и блок дистангшониого управпення, который через формирователь сигнала соединён со . вторым входом перекшочатепя режима работы з|.

Передаточная функция такого устройства имеет вид

(Р) «п(1+«ЛР тГ- Так как настройка -fj -составл5ио щей закона автоматического регулирования осуществпяется параметром Т j , впияюшим на настройку Д -составляю- щей, это отрицательно сказывается на надежности и точности работы устройства. Из-за имеющейся непосредственной связи между блоками интегрирования и дифференцирования и блоком формирования сигнала дистанционного управления устройство не может обеспечить сохранение взаимонезависи(Узости настроек параметров автоматического и дистанционного управления. Это также снижает надежность и точность работы устройствво

llenisjo настоящего изобретения является повышение надежности и точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве установлены блок настройки и второй согласующий блок, приЧем второй выход первого согласующего блока через блок настройки соединен со Входом интегрирующего блока, а выход усилителя через второй согласующий блок соединен со вторым входом фор-,; мирователя сигнааа.

Введение второго согласующего блока позволяет независимо настраивать цепи автоматического и дистанционного управпения, что уже само по себе повышает надежность и точность работы устройства. Кроме того указанный блок обеспечивает .необходимые условия для работы блока настройки. Наличие блока настройки, включенного по предложенной схеме, позволяет при П- и ПД- настройках сохранять в работе элемент формирования И- составляющей, что способствует безударному переключению режимов работы устройства, и, следовательно, повыщению его точности. Кроме того, настройка И- и Д- составляющих закона автоматического регулирования мо. жет осуществляться в&аимонезависимо что также повыщает надежность и точность работы регулирующего устройства

На фиг. 1 изображена структурная схема; на фиг. 2 - пример конкретного выполнения электрической схемы аналогового регулирующего устройства.

Аналоговое регулирующее устройство (см, фш% 1.) включает в себя

поспедовательно соединенные между собой интегрирующий блок 1, переключатель режима рабо1Ъ1 2, усипитепь 3, на выход которого включены два согласующих блока 4 и 5с Согласующий блок 4 одним из своих выходов через дифференцирующий блок 6 соединен с одним из входов блока 1, а другим - через, блок настройки 7 соединен с другим входом блойа 1. Согласующий блок 5 своим вы

.ходом соединен с одним из входов формирователя сигнала, 8, ко второму входу которого подключен выход блока дистанционного управления 9. Выход формирователя сигналав соединен со вторым вход ом перекшочателя 2.

В автоматич.еском режиме работы устройства (см. фиг. 2) усилитель 3

. постоянного тока с управляемым высокочастотным генератором через трансформатор Тр1, движок нагрузочного делителя R7 согласующего блока 4, конденсатор С2 интегрирующего блока 1 и нормально замкнутые контакты Р1/1 реле Р1 переключателя 2 охвачен отрицательной обратной связью. При этом потенциальный уровень сигнала обратной связи на нагрузке вторичной обмотки Па трансформатора Тр1 определяется соединением ее с движком потенцио - метрического делителя одинарной мостовой схемы в блоке настройки 7, включенного относительно общей шины. Движок потенциометра через емкость С1 в дифференцирующем блоке 6 соединен с контуром отрицательной обратной связи в точке между конденсатором С2 блока 1 и делителем блока 6 Одновременно к контуру отрицательной обратной связи через делитель R4-I блока 1 подключен движок потенциометра Rl-П мостовой схемы в блоке 7«

Движки потенциометрических делителей R1-1 и Rl-n жестко связаны;между собой, а неподвижные лепестки попарно объединены перекрестным соединением.

В режиме дистанционного управления вход усилителя 3 через нормально разомкнутые контакты Р1/2 соединен с 1 О цепыо формирователя сигнала 8 При этом усилитель 3 через трансформатор Тр1 по ваюричной обмотке согласующего блока 5, соединенной с одного конца с общей щиной, а с другого с емкостью СЗ в формирователе 8, охвачен отрицательной обратной связью. . Формирователь 8 через резистор R5 соединен с кнопками Кн1 и Кн2 блока дистанционного управления 9, в состав которо го входят два источника разнопопярного постоянного напряжения. Устройство работает следующим образом. В автоматическом режиме входной сигнал V разделяется на три состав ляющих, которые одновременно по трем каналам поступают на входы контура от рицательной обратной связи, образован.ной интегриру юшим блоком 1, переключателем режима работы 2, усилителем 3, согласующим блоком 4 и дифференцирующим блоком 6, В результате прохождения сигнала по первому канапу на выходе устройст ва формируется сигнал У(1-К )% При прохождении сигнала X по втopo y каналу на выходе формируется сигнал ( прохождении сигнала Х потретьему каналу на выходе формируется сигнал У Кр Кд« Тр- X . Суммируясь на выходе устройства, все три составляющие У, У и 5 образуют общий выходной сигнал .li..X. Полученная характеристика преобразования входного сигнала содержит все три составляющие ПИД-закона автомати ческого регулирования, которые могут вводиться со своим коэффициентом передачи независимо друг от друга, В частности, применение в качестве блока настройки потенциометрического моста, собранного по схеме, показанной на фиг. 2, позволяет выполнить независимую настройку И-составляющей закона автоматического регулирования. При этом мост работает так, что один из спаренных потенциометров (Rl-П) формирует И- и П-составляющие закона регулирования, а другой (R1-1)-автомати чески компенсирует изменяющуюся при этом П-составляющую, в результате чего достигается требуемая настройка И-составляющей. Исключение любой составляющей закона регулирования не связано с изменением структуры устройства. Эти особенности позволяют уст ройству работать в автоматическом режиме с высокой надежностью и точност В дистанционном режиме работы выходной сигнал устройства формируется замкнутым контуром, образованным переключателем режима работы 2, усилителем 3, согласующим блоком 5 и фо мирователем сигнала 8 при воздействии блока 9, Благодаря использованию отдельного согласующего блока 5 настройка формирователя сигнала 8 не влияет на настройку блоков, обеспечивоющих Заботу устройства в автоматическом режиме, наоборот, наличие в структуре устройства согласующего блока 4 позво гшет настраивать автоматический режим независимо от настройки дистанциошюго. Постоянство структуры устройства в обоих режимах его работы способствует сохранению значения выходного сигнала в момент переключения с автоматического режима работы в дистанционный и обратно. Использование новых элементов и связей позволяет: улучшить эксплуатационные характеристики за счет упрощения процесса настройки величин параметров закона автоматического регулирования; повысить точность за счет сохранения настройки автоматического режима работы при изменении настройки дистанционного и наоборот, а также за счет улучшения динамики изменения выходного сигнала при переключении режима работы повысить надежность за счет обеспечения постоянства структуры цепи автоматического режима работы при изменении требуемого закона автоматического регулирования. По оценкам, сделанным в ходе разработки, точность и надежность устройства повыщазотся в два раза по сравнению с известными. Испытания, проведеннь1е на опытном образце, выполненном по принципиальной схеме (см. фиг. 2), подтвердили целесообразность усоверщенствования известного ращения. Формула игзобретения Аналоговое регулирующее устройство, содержащее последовательно соединен- ньгё интегрирующий блок, перекгаочатель режима работы и усилитель, выход которого через последовательно соединенные первый согласующий блок и дифференцирующий блок соединен с первым входом интегрирующего блока, и блок дистанционного управления, который че- рез формирователь сигнала соединен со вторым входом переключателя режима