Пневматический регулятор с переменной структурой Советский патент 1980 года по МПК G05B11/58 G05B13/00 

элемента сравнения 14, переменного дросселя 15 и емкости М. Регулятор собран на элементах промышленной (пневмоагвтоматики УСЭППА. Регулятор .работает следующим образом. На вход регулятора .поступают .сигналы, пропорциональные заданному Р- и текущему РП значениям (регулируемой величины, а также о-порное давление Ро. На выходе элемента .сравнения 1 иолучается сигнал р - р pip вых., - 3 п i 0 Этот сигнал, проходя че.рез реле 2 и в заВИСИМО.СТИ от состояния регулирования (5) через перемеиный дроссель 3 или 4 nocTyinaeT в минусовую камеру элемента 5. На выходе этого элемента .отрабатывается регулирующее воздействие вида Рвы. РВЫХ., -- (Рп я,) - Р„, . ( при лри5,0; РВЫХ- выходной Сигнал фегулятора, - коэффициент усиления регулятора (ь/Сг), S - функция пере1ключения . „ dPn-Ps/ S signTnp .. БФФП работает следующим Образом. Явых., и Рвых.8 РП - РЗ + одновременно поступают на входы элемента ИЛИ 9, на выходе которого олределяется модуль ощибки рассогласования р р pip вых.9 - , . з. t 0 . / Этот сигнал через клапан 10 поступает на .входы элемента сравнения i// звена предварения, где отрабатывается сигнал 4fi.-a + /ЯИ-РЗ -Л,Р - т ОЫХ. 1 f П; Выходной сигнал Явых.,, элемента сравнения звена 1дредва1рения на элементе сравнения 13 сравнивается с сигналом PBHX.J, где определяется знак функции переключения djPn-P, 5 Я вых. Т dt Далее Р вых.,, лоступает в управляющую камеру реле 2 и в зависимо.сти от 5 включает .переменный дроссель 3 или 4. При изменении входного си1гнала Я „ от заданного р р / значения РЗ в зависимости от Тпр--,- должно произойти переключение. Однако при -регулировании инерционных объектов с запаздыванием из-за малости величин j р р звено предварения не обеспечивает четкое и надежное переключение. Для устранения этого недостатка сигнал (Р,, - -РЗ) при помощи генератора импульсных сигналов и клапана формируется в виде (Яп-Яз) (см. фиг. 2, г, Явых.,„). При скачкообразном изменении разрешенных уров„ Яп-Яз ней сигнала, величина У пр -- fполучает свои предельные значения (1 либо 0). Затем квантованный сигнал по уровню (Рп-РЗ) псстушает на входы звена предварения, которое всегда обеспечивает точное и надежное переключение коэффициентов усиления регулятора. Длительность тактов устанавливается при помощи выбора проводимости пневмосопротивления 15 IB зависимости от инерционности объекта управления. Оценим работоспособность устройства. Из-за отсутствия емкости в блоке предварения скорости изменения сигналов в плюсовой камере элемента сравнения и за дросселированной находятся в отношении Tf днф(2) где Гр - постоянная .времени «разряда ; постоянная времени «дифференцирования, численно равная (ПОСТОЯННОЙ времени звена «дроссель - камера. С другой стороны время «разряда р 3-4Гр или ,,;ф. (3) Область нормальных режимов звена предварения оценивается соотношением (Динамические характеристики регуляторов, построенных на УСЭППА, А. И. Бирман, А. А. Тагаевокая, Л. О. Хвилеви.цкий, в книге «Системы и устройства пневмоавтоматики. .Под ред. А. А. Таль, «Наука, 1969, с. 288-1291). 1,2.(4) С учетом формулы (3), (4) имеем р з,,812л ,,767, (5) где Т - период изменения входного сигяала. Для четкого распознавания, момента перехода через экстремум при погрещности элемента аравнения. 0,5% и амплитуде входного сигнала не более 10% требуется, чтобы период следования импульсов Т генератора составлял не менее 0,05 от периода изменения входного сигнала, т. е. ,05Т. . Так как из физических соображений ремя разряда должно быть больше или соизмеримо с периодом следования имлульсов, то ,05Г. Условия (5) и (6) не 1противоречи)вы и, следовательно, достигается поставленная цель. Такая работа БФФП обеспечивает четкое и надежное :пе|реключение параметров регулятора и тем самым улуч1шается качество регулирования инерционных объектов с запаздыванием. Лабораторные испытания регулятора яоказали его работоспособность. Формула изобретения Пневматичесжий регулятор с переменной структурой, содержащий .п ролорциональный блок, .состоящий из последовательно включенных мембранных элемента сравнения и реле, сопла (которого через переменные дроссели подключены к элементу умножения на постоянный коэффициент, выход которого соединен С -выходным усилителем мощности, и -блок формирования фун1кции переключения, состоящий из последовательно включенных первого элемента сравнения, элемента ИЛИ и второго элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом звена предварения, выход второго элемента Сравнения подключен к другому входу мембранного реле пропорционального блока, о т л ич а ю щ и йс я тем, что, с целью повыщения точности работы регулятора, в блоке .формирования функции переключения установлены генератор импульсных сигналов и клапан, причем .выход генератора имлульсных сигналов соединен с управляющей камерой клапана, (Проточная камера которого подключена к выходу элемента ИЛИ, а солло этого клапана с входом звена предварения. Источники информации, (Принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 582494; G 05 В 11/58, 1976. 2.Шигин Е. К. и др. Пневматический пропорционально-интегральный регулятор с переменной структурой. Пневмоавтоматика, М., «Наука, 1972, с. 122 (прототил).

П

Л,

г

f ff/f

пллгшппп

(

to

О

Фиг.2