Релейная система регулирования Советский патент 1980 года по МПК G05B11/16 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах автоматического регулирования с релейным элементом в качестве задающего органа. В известных системах автоматического регулирования для повышения быстродействия используют релейные эл-ементы, вьтол- няющие функции задающего l или усили тельного органа 2 . Такая система обьр но содержит датчик релейного типа, выход которого подключен к приводу исполнитель- кого органа, жестко связанного с указанны датчиком. Вследствие связи с релейным датчиком привад системы работает в режиме автоколебаний, устранение которых возможно лишь при ухудщении динамических и точностных показателей системы. Низкое качество регулирования в релейной системе обусловлено, главным образом, ее неустойчивостью. Известна система регулирования, содержащая блок задержки и привод, выход которого связан с двух по зин ионным датчиком рассогласования з Эта система содержит также концевые выключатели и усилитель. Выход привода жестко связан с нормально замкнутыми контактами указанных концевых выключателей. Вход элемента задержки связан с нормально разомкнутыми элементами концевых выключателей, а выход подключен к входу привода. Известная система обеспечивает реверс привода по сигналу датчика и его торможуние в течение заданного времени при подходе исполнительного органа к одному из крайних положений, огфеделяемых концевыми выключателями. Недостатком известной системы является ее низкая устойчивость, что связано с наличием автоколебаний, присущих релейной системе регулирования, а, следовательно, и низкая точность. Цель изобретения - повышение точности системы. Это достигается тем, что она содержит , два блока совпадения и фо мирователь сигнала изменения знака, первый вход которого связан с первым выходом двухпоаиционного датчика рассогласования и первым входом первого блока совпадения, второй вход - с вторы выходом двухпозилионного датчика рассогласования и через инвертор - с первым вдсодом второго блока совпадения, выход через блок задержки- со вторыми входа ми блоков совпадения, выходы которьцс подключены к соответствующим 1зходам привода. Такая система обеспечивает задержку отработки Нриводом сигнала датчика в каждом из двух его положений. Время, задержки, задаваемое предваритеыгьно, отсчитывается с момента изменения знака сигнала на выходе датчика. Включени привода и перемещение им исполнительно го органа в-соответствии с направлением изменения состояния объекта регулирования осуществляется по истечении заданной вьздержки времени. Поскольку коррекцид положения испол нительного органа осуществляется не мгновенно, как в чисто релейном режим а по истечении некоторого времени, то за счет- введения временного лю(()та устр няются автоколебания, возникающие при релейном регулировании, это позволит . повысить устойчивость и точность системы. На чертеже показана функциональная схема системы. Она содержит привод 1 исполнительно го органа, связанный с двухпозиционным датчиком 2 рассогласования, а также блоком 3 задержки. Выходы + и - двухпозиционного датчика 2 рассюгласова ния подключены к фсфмирователю 4 сигнала изменения знака. Выход + подклю чен также ко входу блока 5 совпадения, а выход - - через инвертор 6 ко вход блока 7 совпадения. Ко входам блоков 5 и 7 совпадения подключен также выход блока 3 задержки, а выходы указанных блоков совпадения соединены с приводом 1, жестко связанным с датчиком 2 . Система работает следующим образом При отклонении регулируемой величины относительно текущего положения исполнительного органа на одном из выходов Ч- или -; двухп9зиционно|го датчи ка рассогласования 2 появится сигнал, который поступит на вход блока 5 или 7 совпадения (через инвертор б) и через 7 5 .4х)рмирователь 4 сигнала изменения сигнала знака, вьщающий сигнал изменения знака отклонения, на вход блока 3 задержки. По истечении заданной выдержки времени на выходе последнего появится сигнал, который поступит на вторые входы блоков 5 и или 7 совпадения в зависимости от знака отклонения входной величины. С выхода блоков 5 или 7 совпадения сигнал отклонения поступит на вход привода 1, который перемещает исполнительный орган в направлении компенсации указанного отклонения до момента изменения знака сигнала двухпозиционного датчика 2 рассогласования (далее - просто датчика), т.е. до момента полной компенсации отклонения входной величины. Сигнал на выходе датчика 2 во время отработки приводом 1 отклонения входной величины изменится за счет воздействия на датчик 2 жесткой обратной связи с приводом 1 исполнительного органа. В момент изменения знака сигнала на выходе датчика 2 формирователь 4 сигнала изменения знака (далее - просто формирователь) сбрасывает на выходе блока 3 задержки предьщуишй сигнал и, тем самьш, отключает привод 1. В то же время формирователь 4 вьщает на блок 3 задержки новый сигнал на включение задержки. Этот сигнал регистрирует отклонение входной величины в другую сторону. Компенсация этого отклонения также произойдет по истечении заданной вьщержки времени. Изменение знака отклонения входной величины, а, следовательно, и знака сигнала на выходе датчика 2 может произойти до истечения заданной вьщержки времени. В этом случае привод 1 не будет включен, а отсчет заданного времени возобновляется. Таким образом, релейная система будет работать с временным люфтом. Величину времени задержки. выбираЕот в зависимости от требуемой точности регулирования скорости изменения входной величины и скоростных характеристик привода. Введение временного люфта, т.е, временной зоны нечувствительности облегчает режим работы релейной системы, так как снижается частота колебаний исполнительного органа и обеспечивается возможность устранения автоколебаний. Это позволяет устойчивость и точности/ системы регулирювания. 5 Технике - экономический эффект изобретения заключается в повышении качества рег ттирования за счет устранения возможности возникновения в системе неконтролируемых автоколебаний. В отпичие от иаве тных решений по устранению автоколебаний (введение зоны нечувствительности по пути, введение корректирующих, цепей, повышение частоты стационарных колебаний) предложенное устройство обеспечивает устойчивый ре жим работы другим, более простым и, в ряде случаев, более приемлемым способом. Система может быть испольс ована в случаях, когда известна максимальная скорость изменения входной величины, ч позволяет выбирать время задержки в зависимости от требуемой точности perj лирования. В качестве объекта применен предложенной системы могут быть раз« личные копирующие автоматы, устройст для направления электрода по стыку, автоматические системы экстремального регулирования и т.д. Формула изобретения Релейная система регулирования, содержащая блок задержки и привод, вы- 56 ход которого связан с двухпозиционным датчиком рассогласования, отличающаяся тем, что, с цепЬЮ повышения точности системы, она содержит инвертор, два блока совпадения и рователь сигнала изменения знака, первый вход которого связан с первым выходом двухпозиционного датчика рассогласования и иервым входом первого блока совпадения, второй вход - с вторым выходом двухпозиционного датчика рассогласования и через инвертор - с первым вхйдом второго блока совпадения, выход - через блок задержки - со вторыми родами блоков совпадения, выходы которых подключены к соответствующим входам пpvшoдa. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Львов Н. С. Автоматизация направления сварочной головки по -стыку. М., Мащиностроениё, 1966, с. . 2.Техническая кибернетика. Теория автоматического регулирования. Книга 3. Часть И. Теория нестационарных, нелинейных и самонастраивающихся систем автоматического регртирования. Под ред. В. В. Солодовникова. М.,Мащиностроение, 1969, с. 121. 3.Авторское сввдетельство СССР № 511565, кл. G 05 В 11/14, 1974 (прототип).