Устройство для комбинированного регулирования Советский патент 1979 года по МПК G05B11/01 

1

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано при создании систем )афавления тепловыми, химическими, электромеханическими и другими объектами.

Известно устройство для комбинированного регулирования одного параметра по основному и дополнительному каналам управления с использованием в дополнительном канале самостоятельного астатического регулятора 1 . Недостатком этого регулятора является то; что в некоторых случаях дополнительный канал ухудшает динамические свойства системы, так как при относительно малых уровнях сигналов в основном канале влияние дополнительного канала может привести к увеличению колебательности.

Наиболее близким изобретению техническим решением, свободным от вышеперечисленных недостатков является устройство для комбинированного регулирования, содержащее основной регулятор, вход которого связан со входом устройства, а выход - с первым выходом устройства, со вторым выходом которого связан выход вспомогательного регулятора и выход основного регулятора соединен со входом первого нелинейного злемента с регулируемой зоной нечувствительности 2.

Недостатком этого устройства для комбинированного регулирования является то, что при выходе из строя основного регулятора или плохой его работе вся система комбинированного регулирования выходит из строя, либо дает плохое качество регулирования даже при оптимально настроенном вспомогательном регуляторе, так как его работа полностью зависит от основного регулятора.

Целью изобретения является повышение надежности устройства при значительных изменениях нагрузки объекта регулирования и характеристик каналов управления.

Эта цель достигается тем, что устройство содержит сумматор и второй нелинейный элемент с зоной нечувствительности, вход которого соединен со входом основного регулятора, выход - с первым входом сумматора, выход которого связан со входом вспомогательного регулятора, а второй вход - с выходом , первого нелинейного элемента с регулируемой зоной нечувствительности. На чертеже представлена структурная схема системы комбинированного регулирования. Система содержит объект управления 1, основной регулятор 2, элементы сравнения 3 и 4, нелинейнь1е элементы 5 я 6 с регулируе мой зоной нечувствительности, сумматор 7, вспомогательный регулятор 8. Объект регулирования 1 подвержен возмущающим воздействиям - Поддержание регулируемой величины V на заданном уровне ц осуществляется с помощью основного регулятора 2, вырабатывающего регулирующее воздействие MI по первому (основному) каналу управления, и с помощью вспомогательного астатического регулятора 8, вырабатывающего регулирующее воздействие fii по второму (до полнительному) каналу управления. На вход вспомогательного регулятора 8 в качестве ощибки подается выходной сигнал сумматора 7, являющийся суммой сигналов с выходов нелинейных элементов с зоной нечувствительности 5 и 6. На вход нелинейного элемента с зоной нечувствительности 5 поступает разность выходного сигнала основного регулятора 2 и некоторого среднего его значения. Ширина зоны нечувствительности этого нелинейного элемента определяет верхнюю и нижнюю границы (М1ф Дг йф - AI). значения которых подбираются для конкретных условий. В пределах этой зоны выходной сигнал основного регулятора 2 может изменяться, не вызывая изменения регулирующего воздействия по второму каналу. На вход нелинейного элемента с зоной на.чувствительносш 6 поступает сигнал ощибк ; .основного регулятора с элемента сраянеиия 3. Ширина зоны нечувствительности этого элемента определяет пределы изменения ощибки ( - 6i, 61) основного регулятора 2, внутри которьрс ошибка может изменяться, не вызывая изменения регулирз ощего воздействия / по второму каналу управления. Устройство работает следующим образом. Основной регулятор 2 в соответствия со своим законом регул1фования непрерывно вырабатывает регулирующее воздействие i. При изменениях выходного сигнала Hi основного -регулятора 2 внутри зоны нечувствительности нелинейного злемеита 5 с регулируемой зоной нечувствительности и сигнала ощибки регуля; тора 2 внутри зоны нечувствительности нелинейного элемента 6 с зоной нечувствительности воздействие по второму каналу управления остается неизменным, зафиксированным на значении, достигнутом к данному момеяту времени. При выходе регулирующего воздействия MI основного регулятора 2 за установленные пределы зоны нечувствительности в нелинейном элементе 5 и (или) при выходе сигнала опшбки Основного регулятора 2 за установленные пределы зоны нечувствительности в иелинейиом элементе 6 происходит изменение регулирующего воздействия MJ по второму каналу упррления, либо до некоторого предельного (максимального или минимального) значения, либо до момента возвращения выходного сигнала основного регулятора 2 и сигнала его ощибки в установленные пределы. Таким образом, при выходе из строя основного регулятора или его отключешш, или в случае его неудовлетворительной работы, вследствие чего отклонение регулируемого параметра от заданного значения (ощибка основного регулятора 2) превысит установленные пределы зоны нечувствительности в нелинейном элементе 6, вспомогательный регулятор 8 будет поддерживать регулщзуемый параметр внутри зоны нечувствительности. Предложение дополнительно установить в устройстве для комбинированного регулирования сумматор и второй нелинейный злемент с регулируемой зоной нечувствительности, вход которого соединен со входом основного регулятора, выход - с первым входом сумматора, выход которого связан со входом вспомогательного регулятора, а второй вход-с выходом nqJBoro нелинейного элемента с регулируемой зоной неч)шствительности и применение такого устройства позволяет улучвшть качество стабилизации регулируемого параметра и повысить надежность системы управления при значительных изменениях нагрузки объекта регулирования и характеристик каналов управления. Формула изобретения Устройство для комбинированного регулирования, содержащее основной регулятор, вход которого связан со входом устройства, а выход- с первым выходом устройства, со вторым выходом которого связан выход вспомогательного регулятора, выход основного регулятора соединен со входом первого нелинейного злемента с регулируемой зоной нечувствительности, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности, устройство содержит сумматор и второй нелинейный злемент с регулируемой зоной нечувствительности, вход которого соединен со входом основного регулятора, выход- с первым входом сумматоpa, выход которого связан со входом вспомогательного регулятора, а второй вход - с выходом первого нелинейного элемента с регул}фуемой зоной нечувствнтельности.

Испочннкн ннформацнн, прннятые во вннманне прн экспертнзе

1.Менский Б. М. Принцип инвариянтностя

в автоматическом регулировании и управлении, М., Машиностроение, 1972, с. 77, 78, р, Зба,

2.Авторское свидетельство СССР N 189474, кл. G 05 В 11/01,0131.08.65.