Регулятор для объектов с запаздыванием Советский патент 1980 года по МПК G05B11/26 

(54) РЕГУЛЯТОР ДЛЯ ОБЪЕКТОВ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ

1

Изобретение относится к области средств автоматического регулирования и предназначено для поддержания заданных режимов различных технологических объектов (нагревательных печей, машин для переработки и измельчения сырья, весовых дозаторов непрерывного действия и др.), характеризующихся запаздыванием,значительно затрудняющим устойчивую работу систем автоматического регулирования.

Известны регуляторы для управления объектами с запаздыванием, содержащие датчики, задатчики, усилители, пороговые элементы и генераторы пилообразного напряжения Г. Основным принципом работы подобных регуляторов является выдача импульсов на включение исполнительного двигателя, по амплитуде или длительности пропорциональных величине рассогласования, через промежутки времени, необходимые для обеспечения устойчивости процесса регулирования. В известных регуляторах отстойка от случайных кратковременных возмущений осуществляется введением сглаживающих фильтров или увеличением зоны нечувствительности. Однако сглаживающне фильтры затрудняют работу дифференцирующих цепей, необходимых для улучьчения динамической точности при переходных процессах, а увеличение зоны нечувствительности приводит к увеличесшю статической ошибки регулирозания.

Наиболее близким техническим решеии-ем к даннсму изобогг Н; ы является регулятор, который содержит блок измерения рассогласования Р, триггер, первый и второй выходы которого через первый и второй коммутаторы соответственно соединены с двигателем, а через блок обратной связи - с первыми входами первого и второго блоков задержки, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами триггера 2 .

Известный регулятор имеет малую точность.

Целью изобретения является повышение точности регулятора.

Данная цель достигается тем что регулятор содержит ключи, преобразователь «на

пряжение - временной интервал, третий

блок задержки, вход которого соединен с

третьим выходом триггера и через блок обратной связи - с первым входом преобразователя «напряжение - временной интервал, а выход - с третьим входом триггера, выход блока измерения рассогласования соединен через первый ключ, второй ключ и преобразователь «напряжение - временной интервал соответственно со вторыми входами первого и второго блоков задержки и четвертым входом триггера.

Блок-схема регулятора приведена на чертеже. Регулятор содержит: блок измерения рассогласования 1, ключи 2, 3, блоки задержки 4, 5, 6, преобразователь «напряжение - временной интервал 7, триггер 8, блок обратной связи 9, коммутаторы 10, 11, исполнительный двигатель 12.

Работает регулятор следующим образом.

Блок измерения рассогласования 1 измеряет значение регулируемого параметра объекта и выдает напряжение, полярность и величина которого соответствует знаку и величине отклонения регулируемого параметра от заданного. Это напряжение (сигнал рассогласования) подается на входы потенциальных ключей 2 и 3 и на вход преобразователя «напряжение - временной интервал 7. В схемы потенциальных ключей 2 и 3 введено отпирающее смещение от источника питания, необходимое для того, чтобы при нулевом сигнале рассогласования оба потенциальных ключа 2 и 3 были открыты, при этом на входы блоков задержки 4 и 5 поступал низкий потенциал и их времязадающие цепи были обесточены. При появлении на выходе блока определения рассогласования 1 напряжения запирается один из потенциальных ключей 2 или 3 в зависимости от знака рассогласования, и через небольщую выдержку времени соответствующий блок задержки 4 или 5 выдает импульс, приходящий на вход триггера 8. При этом включается один из тринистров триггера, который включает соответствующий коммутатор 10 или 11,8 результате чего двигатель 12 начинает вращаться в нужную для уменьщения рассогласования сторону. Одновременно включается в работу преобразователь «напряжение - временной интервал 7, который выдает импульс на отключение двигателя 12 через промежуток времени, пропорциональный величине сигнала рассогласования. После этого двигатель 12 обесточивается и остается выключенным на время, определяемое блоком задержки 6, которое равно времени запаздывания в объекте. Эта пауза необходима потому, что изза запаздывания в объекте уменьщение рассогласования на его выходе происходит не сразу же после работы двигателя 12, а отстает на время, равное времени запаздывания. Поэтому после отработки рассогласования двигатель 12 остается выключенным до тех пор, пока на выходе объекта регулируемая величина не примет нового значения, полученного в результате отработки этого рассогласования. Предотвращение ложного включения двигателя 12 во время паузы, а также предотвращение неправильной работы триггера 8 при отработке рассогласования осуществляется путем блокировки работы блоков задержки 2, 3 и преобразователя «напряжение - временной интервал 7 при помощи блока обратной связи 9. По истечению времени паузы блок задержки б выдает импульс, переключающий триггер 8 в следующее состояние, при котором отключается блок обратной связи от блоков задержки 4 и 5, и если на выходе блока измерения рассогласования 1 есть напряжение, через небольщую выдержку времени снова включается двигатель 12,и работа регулятора повторяется.

Испытание опытного образца регулятора показали простоту его настройки, высокое быстродействие и точность работы. Так, зона нечувствительности может регулироваться в пределах от ±0,3 до ±1,5 В, задержки времени могут быть выбраны в пределах от долей секунды до нескольких десятков секунд, существенно расщиряется диапазон изменения продолжительности включения двигателя в зависимости от рассогласования.

Формула изобретения

Регулятор для объектов с запаздыванием, содержащий блок измерения рассогласования и триггер, первый и второй выходы которого через первый и второй коммутаторы соответственно соединены с двигателем, а

через блок обратной связи - с первыми входами первого и второго блоков задержки, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами триггера, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности регулятора, он содержит ключи,

преобразователь «напряжение - временной интервал, третий блок задержки, вход которого соединен с третьим выходом триггера и через блок обратной связи - с первым входом преобразователя «напряжение

временной интервал, а выход - с третьим входом триггера, выход блока измерения рассогласования соединен через первый ключ, второй ключ и преобразователь «напряжение - временной интервал соответственно со вторыми входами первого и второго блоков задержки и четвертым входом триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 453669, кл. G 05 В 11/28, 1975 (прототип).