Устройство для регулирования давления в декомпрессионной камере Советский патент 1981 года по МПК G05D16/20 

Изобретение относится к области автоматического регулирования и предназначено для автоматического программного регулирования давления газа, например, в камере газодинамической установки или барокамере испытательных стендов по сложным трапедаеобразным программам. По основному авт.св. NS 345477 известно устройство для регулирования давления в декомпрессионной камере. Оно содержит чувствительный элемент и задающее устройство, соединенные с блоком управления линией сброса и подачи, содержащи ми h параллельных каналов, в которых последовательно установлены клапаны и калиброван ные диафрагмы, причем в декомпрессионной камере установлены датчики обратной связи, подключенные к клапанам. Это устройство осуществляет позиционное регулирование давления в камере при постоян ном задании. Поскольку используется позиционный способ регулирования, точность стабилизации давления ниже, чем при применении регулятора непрерывного действия. Изменение задания приводит к переключению халибро- вочных диафрагм, чем обеспечивается коррекция динамических характеристик, необходимая для стабилизации давления на новом значении. Такое построение устройства не позволяет обеспечивать с заданной точностью программу из-за возникновения колебаиий в переходных режимах. Целью изобретения является повьппение точности работы устройства, в особенности при отслеживании програмк трапециевидной формы с большими темпами изменения задающего сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены релейный элемент и последовательно соединенные блок дифф енциро- вания, выпрямительный элемент и интегратор, выход которого связан со.вторым входом выходного исполнительного механизма. Другой вход интегратора соединен с выходом релейного элемента, вход которого подключен к вы-. ходу выпрямительного элемента, а вход блока дифференцирования соединен с выходом задатчика давления. На чертеже приведена структурная схема предложенного устройства. Оно содержит баллон 1, являющийся источником газа высокого давления (линией подачи который через входной дроссель 2 соединен с камерой 3, имеющей выходной дроссель 4, связывающий камеру 3 с атмосферой (линия сброса). Давление в камере 3 измеряется чувствительным элементом - датчиком, давления 5, сигнал с выхода которого суммируется с сигн лом задающего устройства - Эадатчика 6 давления в блоке сравнения 7. Первый выход блока сравнения 7 соединён с входным дросселем 2 через последовательно соединенные блоки регулирования 8, усилитель 9 и входной исполнительный механизм 10, входящие в основной контур регулирования. Блоки 8 и 9 охвачены отрицательной обратной связью через блок стабилизации 11, представляющий собой апериодическое звено первого порядка. Второй выход блока сравнения 7 соединен с выходным дросселем 4 через последовательн соединенные бчок регулирования 12 и выходн исполнительный механизм 13, входящие в дополнительный контур регулирования. Параллель но блоку 12 в дополнительном контуре между выходом задатчика давления 6 и входом выходного исполнительного механизма 13 включе на цепочка, состоящая из блока дифференциро вания 14, выпрямительного элемента 15, кото рый пропускает сигнал, соответствующий ниспадающей части программы интегратора 16 и релейного элемента 17. Релейный элемент 17 при отсутствии сигнала на его входе сбрасывает сигнал на интеграторе 16. Эта цепочка осуществляет выделение ниспадающих участков программы с целью увеличения сечения выход ного дросселя 4 при падении давления в камере 3. Блоки регулирования 8 и 12 представляют собой пропорционально-дифференциальные (ПД) регуляторы. Блоки 7-13 составляют блок управления. Датчики обратной связи и п каналов линий сброса и подачи на чер теже не показаны. Устройство работает следующим образом. В исходном положении входной дроссель 2 и выходной дроссель 4 закрыты. При включении задатчика давления 6 на его выходе появляется сигнал, пропорциональный требуемому давлению в камере 3. Сигнал рассогласования между этим (заданным) значением давления на задатчике 6 и фактическим значением, измеренным датчиком 5, поступает на входы блоков регулирования 8 и 12 с разными знаками таким образом, что при от ставании значения давления в камере заданного программой входной дроссель 2 открывается. Постуггаюишй из баллона 1 через дроссель 2 газ меняет давление в камере 3 таким образом, что сигнал рассогласования между показаниями датчика давления 5 и задатчика давяешш 6 стремится к нулю. При изменении знака сигнала рассогласования, т.е. при повышении давления в камере 3 выше требуемого по программе основной контур регулирования прикрывает дроссель 2, а дополнительный контур регулирования приоткрывает гфоссель 4, который стравливает воздух в атмосферу. Когда сигнал задатчика давления 6 увеличивается ГОШ постоянен, на выходе интегратора 16 сигнал отсутствует. При сбросе давления в камере 3 на выходе интегратора 16 появляется сигнал, увеличивающийся пропорционально скорости и времени уменьщения сигнала задатчика давления 6. Выходной дроссель 4 открывается пропорционально сумме сигналов с интегратора 16 и блока регулирования 12, обеспечивая необходимый для отслеживания расход воздуха из камеры 3. Входной дроссель 2 при этом выполняет вспомогательную роль, приоткрываясь при падении давления в камере 3 ниже требуемого по программе. Таким образом, устройство обеспечивает точность отслеживания программ при изменении динамических характеристик объекта, и может работать на ряде режимов без изменения настроек, что значительно упрощает его эксплуатацию и снимает расходы по подготовке эксперимента за счет )Т1леньщения количества пробных экспериментов. Формула изобретения Устройство для регулирования давления в декомпрессионной камере по авт.св. №345477, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно Содержит релейный элемент и последовательно соединенные блок дифференцирования, выпрямительный элемент н интегратор, выход которого связан с вторым входом выходного исполнительного механизма, другой вход интегратора - с выходом релейного элемента, вход которого подключен к выходу выпрямительного элемента, а вход блока дифференцирования соединен с выходом задагтка давления. Источники информации, принятые во BHHMaiiHe при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 345477, кл. G 05 О 16/20, 1970 (прототип).

г