Регулирующее устройство Советский патент 1979 года по МПК G05B11/14 

(54) РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Htxrrra к предложенному является устройстар, описанное в заявке 2j . Это устройство содержит блок сравнения, выход которого.соединен непос ред .твенйо с перйым и через диф }юреН циатор со вторым входами сумматора, интегратор, выход которого подключен к третьему входу сумматора и входу пер вого регулируемого делителя, двузшозидионный переключатель, второй регулируемый делитель, исполнительный механизм. Основным недостатком этого устрой ства является сравнительно невысокая точность регулирования. Цель изобретения - повышение точности регулирования. Поставленная цель достигается тем, что регулирующее устройство дополнительно содержит первый и второй ключ, расширитель выходных импульсов, первый и второй инвертор, дискриминатор знака, первый и второй элемент И, блок определении модуля ход которого под.ключен к выходу сумматора, а вькод ко входу двухпозиционного переключателя, управляющий вход второго ключа под ключен к выходу двухпозиционного переключателя, сигнальный вход - к выходу Второго регулируемого делителя, а выход - ко входу интегратора, вход первого инвертора подключен к выходу двухпозиционного переключателя, управляющий вход первого ключа подключен к выходу пербого инвертора сигнальный вход - к выходу первого регулируемого делителя, а выход ко входу интегратора, вход расширителя выходных импульсов подключен к выходу двухпсхзиционного переключателя, вход знака дио- йрйминатора подключён к. выхюду сумма тора, вход второго инвертора подключён к выходу дискриминатора .знака и ко вхо ду второго регулируемого делителя, выходы первого н второго элемента И подключены к соответствующим входам .. исполнительного механизма, первые входы соединены с выходом расширителя вы ходных импульсов, второй вход первого элемента И подключен к выходу дискриминатора знака, а второй вход второго элемента И - к выходу второго инвертора. На чертеже представлена блок-схема регулирукицего устройства. В схему включены: блок сравнения 1, дискриминатор 2 анака, дифференциатор 3, внвертор 4, сумматор 5, второй реyлиpyeмьrй делитель 6, блок 7 оп;)едеения модуля, расширитель 8 выходных иш1улЕ сов, двухпозиционкый переключатель 9, первый элемент И 1О, второй ключ 11, второй элемеьгг И 12, первый, инве()тор 13, исполнительный меха11иам 14, первый ключ 15, интегрш-ор. 16, первый регулируемый дели тель 17. Функциональная связь входтз ми сигналами и положением выходного органа .исполнительного механизма имеет следующий вид: К „-100/ i Гde .T,).w ГУо--г- егде у - текущее угловое положение вала или лиуёйное положение штока исполнительного механизма. Уд - начальное положение вала ИЛИ- линейное положеше штока испод- нитеньйого механизма. |;х - алгебраическая сумма входных сигналов; , - сигнал рассогласования; Ц - коэффициент пропорциональности, Т| - время 1ОО% хода исполнительного механизма, Т, - постоянная времени интегрирования, V. - постоянная времени дифференцирования. Коэффициент пропорциональности устройства определяется выражением . 2I „ постоянная времени цепи заряда интегратора 16, С я - постояшая величина на выходе дискриминатора 2 знака, К - коэффициент деления второго регулируемого делителя 6. Постояннее времени интегрирования устройства определяется выражением деТрд - постоянная времени цепи разяда интегратора 16,, К 17 - коэффициент деления первого егулируемого делителя 17. Таким образом, из приведенного выажения (1) видно, что в общем случае, стройством (Ьооиируется пропорциональ- но-интегрально-дифферешшальный ПИД закон регулирования. При отключении дифференциатора уст ройством формируется пропорционально интегральный ПИ закон регулирования, Из выражений (2) и (З) следует, что регулировка параметров динамш еск настроек устройства независимая и определяется только параметрами соответ ствующих цепей заряда и разряда интег ратора, что значительно упрощает про цесс настройки параметров устройства контуре регулирования и расширяет его функциональные возможности. Параметры импульсов, формируемых на выходе элементов И 1Q и 12, а также класс точности устройства определяются параметрами двухпозиционного переключателя 9 и параметрами интегратора 16. Длительность выходного импульса оп ределяется выражением t.(4) где К J, - коэффициент пропорциональности устр,ойства, дЬ - зона возврата (ширина петли гистерезиса) двухпозиционного переключателя 9о Время паузы между импульсами опре деляется выражением L - постоянная времени интегрирования устройства, дЬ - зона возврата (ширина петли гистерезиса) двухпозшшонного переключателя 9. - величина сигнала рассогпаcoBaifflH. Из приведенных выражений видно, что постоянная времени интегрирования устройства Тц и коэффициент пропорциональнс сти Кп не зависит от знака сигнала рассогласования и определякугся только параметрами двухпозиционного перекл1очателя 9 и интегратора 16 Наиличие обратной связи в интеграторе при его разряде обеспечивает сбро интегратора в нулевое положение, если сигнал рассогласования , меныие зон нечувствительности двухпозидионного переключателя и не приводит к ложным срабатываниям устройства, что №тгодно отличает данное устройство от про- тотипа. . Г1редлага(мое устройство может найти широкое применение в пвтокштизи- системах управления технологическими процессами различных отраслей промышленности т.к. благодаря повышению точности -регулирования и стабильности хг рактеристнк регулирующего устройства повышается качество управления широким классом промышленных объектов, а упрощение органов настроек и независимость pe yлнpoвoк динамических параметров облегчает наладку контуров регулирования. Формула из о.б р е т е н и я Регулирующее устройство, содержащее блок сравнения, выход которого соединен непосредственно с первым и через дифференциатор со вторым входами сумматора, интегратор, выход которого подключен к третьему входу сумматора и входу первого регулируемого делителя, двухпозиционный переключатель, второй регулируемый делитель, исполнительный механизм о тличаюшееся тем, что, с целью повышения точности регулирования устройство дополнительно содержит первый и второй ключ, расширитель выходных импульсов, первый и второй инвертор, дискриминатор знака, первый и второй элемент И, блок определения модуля, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход - ко входу двухпозиционного переключателя, управляющий вход второго ключа подключен к Выходу двухпозиционного переключателя, сигнальный вход - к выходу втс рого регулируемого делителя, а выход ко входу интегратора, вход первого инвертора, подключен к выходу двухпозиционного переключателя, управляющий вход первого ключа подключен к выходу первого инвертора, сигнальный вход - к первого регулируемого делителя а выход - ко входу интегратора, вход расширителя выходных импульсов под ключен к выходу двухпсхЗиционного.пе- реключателя, вход дискриминатора знаки, .подключен к выходу сумматора, вход второго инвертора, подключен к выходу дискриминатора знака и ко входу второго регулируемого делителя, выходы первого и второго элемента И подключены к соответствующим входам исполнительного механизма, первые входы соединены с выходом расширителя вы-.

хоаяых импульсов, второй вход первого элемеета И подключен к выходу дискримвявтора знака, а вторЫ вход второго элемевта И к выходу второго ийвертора.

Источники информации, пришгтые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР hfo 445О35, кл. Q ОЗБ 23/19, 09.02.72.

2. Акцептованная заявка.

№ 1364434: Великобритания О5 В11/28, 21.08.74.