Устройство для управления электрическим режимом дуговой электропечи Советский патент 1982 года по МПК H05B7/148 F27D11/10 

опорного значения высшей производной, к дополнительному входу которого подключен выход указанного усилителя, а выход второго блока формирования опорного значения выс шей производной соединен с вторым входом второго блока сравнения, связанного выходом через второй ус литель с входом электрогидравлического преобразователя. На чертеже приведена функционал ная схема устройства для управления. Устройство содержит датчики тока 1 и напряжения 2 фазы дуговой сталеплавильной печи 3, выходы которых соединены со входами вычитаю щего блока 4, выход которого соединен со входом блока 5 дифференцирования, один выход которого сое динен с первым входом блока б срав нения, а остальные - с входами функционального блока 7 формирован опорного значения высшей производн выход которого соединен со вторым входом блока 6, выход которого сое динен со входом усилителя 8, выход которого соединен с одним из входов функционального блока формиров ния опорного значения высшей произ водной 9, выход которого соединен первым входом блока 10 сравнения, выход которого соединен со входом усилителя 11, выход которого соеди со входом электрогидравлического преобразователя 12, подключенного ходом к пе.чи 2, и ко входу блока 1 дифференцирования, один вькод кото го соединен со вторым входом блока 10, а другие - с входами блока 9. Устройство работает следующем образом. Сигнал с выхода электрогидрав-. лического преобразователя дифференцируется блоком 13 дифференцирования {|-р)раз (-порядок дифференциального уравнения ЭГП, р 1-2), Производные вьаюдного сигнала ЭГП (0-ая, 1-ая, ,. .. , (С-р)-ая с выхода блока 13 дифференцирования поступают на входы функцио.нального блока 9, формирующего опорное значение (|-р)-ой производной в соо ветствии с выра:кением .), И) где у -i-ая - производная выходного сигнала ЭГП; а - весовой коэффициент , У- - входное воздействие; yte-p)- опорное значение {1-р.)-ой производной выходной координаты ЭГП. Задавая в (1 ) значения а: и форг руя тем самым желаемое изменение ( Е-р.)ой произврр ноЛ координа7ы у, мы, очевидно, полностью определяем желаемую динамику выходного сигнала у ЭГП. Входным задающим воздействи- емУд служит выход усилителя 8. Разность (-р)-ых производных, опорной и действительной, поступаквдих на входы блока 10 сравнения с функционального блока 9 и блока 13 дифференцирования соответственно, усиленная усилителем 11, приходит на вход ЭГП в виде сигнала управления . L-K,(f,)-V .-ь(Е«1 -), где К - коэффициент усиления усили теля 13. Таким образом, при достаточно большом Ку отработка входного воздействия ур в контуре, состоящем ,из Э,ГП, блока 13 дифференцирования, функционального блока 9, блока 10 сравнения и усилителя 11, будет происходить с динамикой, определяемой желаеьим дифференциальным уравнением (1 ) (1-р )-ого порядка. Принимая во внимание сказанное ранее, дифференциальное уравнение всей системы в целом будет иметь (т+1 -р )-ый порядок, где.(1 р ) порядок синтезировсшного выше контура, am- .порядок дифференциального уравнения остальной части системы. Сигналы Ьи и с1, пропорциональные соответственно нaпpязi eнию и току фазы и снимаемые с датчиков тока 1 и напряжения. 2, поступает н входы вычитающего блока 4, Сигнал рассогласования на выходе блока 4 А Ш-сЗдифференцируется блоком 5 дифференцирования (т 1-p-q ) раз (q 1-2 ). По аналогии с ойисанной вьше частью схемы, производные выходного сигнала (UA-U и сам-сигнал с выхода блока 5 дифференцирования поступает на входы функционального блока 7, формируквдего опорное значение (h-k Ьой произволной в соответствии с выражением .д(1..р(д(). iso где Д - Сигнал на выходе блока 4; b-j - весовой коэффициент;. д(н-К1- опорное зНачениеЛ ; л i Л-(- J А п - di-i 1+m - порядок всей системы; k p+q Задавая в (3 ) значения Ь; , MJ пол ностью определяем желаемую динамику координатыД . В блоке 6 сравнения вычисляется разность между опорным значением (n-k Ьой производной выходной коорд.: наты системы и ее действительным

значением .в каждый момент времени Р дО: - полученными соответственно/ на -выходе функционального блока 7 и- на одном из выходов блока 5 дифференцирования. Усиленная усилителем 8 эта разность является входным задающим воздействием функционального блока 9

Зо--К(Р(д1)))--К1.й(1-1д1и-«) (k )

. .

которое отрабатывается электрогидравлическим преобразователем в силу (1 ), перемещая электроды в сторону уменьшения величины Л на выходе вычитающего блока 4.

Важно отметить, что коэффициенты и Ь надо выбирать, таким образом, чтобы постоянные времени дифференциальных уравнения (1 ) и (3 ) удовлетворяли соотношению

-,,10,

(5)

При этом влияние контура формирования выходной величины ЭГП на динамику всей системы будет незначительным и движение последней будет полностью подчиняться желаемому дифференциальному уравнейию (3).

Таким образом, пред;}агаемое устройство позволяет понизить порядок дифференцирования, что существенно сказывается на точности поддержания выходной величины системы стабили- зации режима горения дуговой сталеплавильной печи.

Кафедрой АСУ НЭТИ совместно с СК НПО Сибэлектротерм были проведены натурные эксперименты по проверке предлагаемого регулятора на действующей печи ДСП-0,3.

Сравнительный ангшиэ работы предлагаемого устройства управления и известного при п б, р 2, q 2j m - 2, 1 4 показал, что дисперсия тока фазы, принятая за показатель качества стабилизации,в предлагаемом устройстве меньше на 15-20% по сравнению с известным.

При этом максимальный порядок дифференцирования был снижен с шести до двух.

Формула изобретения

Устройство для управления электрическим режимом дуговой электропечи, содержащее датчики тока и напряжения, соединенные с входами вы-, читающего блока, выход которого связан с входом блока дифференцирования, один выход которого подключен к первому входу блока сравнения, а его остальные выходы к входам блока формирования опррного значения высшей производной, соединенного вы- ходом с вторым входом блока сравнения, выход которого соединен, с входом усилителя, и электрогидравлический преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повышения качества регулирования путем снижения кратности дифференцирования, оно снабжено вторым блоком дифференцирования, вход которого соединен с выходом электрогидравлического преобразователя, один его выход соединен с первым входом , второго блока .сравнения, а остальные выходы - с входами второго бло- . ка формирования опорного значения высшей производной, к дополнительному входу которого подключен выход указанного усилителя, а выход второго блока формирования опорного значения высшей производной соединен с вторым входом второго блока сравнения, связанного выходом . через второй усилитель с входом электрогидравлического преобразователя .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

599378, кл. Н 05 В 7/148, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 2395526/07, кл. Н 05 В 7/148, 1980.

jfЧ5

I///L