Импульсный регулятор Советский патент 1983 года по МПК G05B11/16 

454) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к системам автоматического регулирования и управления и может быть применено для управления объектами с переменными параметрами, в частности со значительным изменением коэффициента усиления в зависимости от режимного фактора, например от нагрузки, а также с несимметричной динамической характеристикой, зависящей отзнака возмущающего воздействия.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является импульсныйРегулятор по основному авт.св. № 744437, содержащий последовательно соединенные сумматор, ключ, усилитель,- исполнительный механизм, объект, выходом подключенный к первому входу сумматора, второй и третий вход которого соединены через соответствующие преобразователи напряжения и элементы И со вторым и третьим выходом усилителя и с первым и вторым входами блока задержки, третий вход которого соединен с выходом сумматора и входом генератора- импульсов, выход генератора импульсов подключен ко вторым входам Элементов И Г13«

Недостатком известного устройства при подключении к объекту с переменным коэффициентом усиления в зависимости от нагрузки является низкая точность регулирования, так как регулятор не компенсирует изменение коэффициента усиления объекта в зависимости от нагрузки.

Целью изобретения является повыщенйе качества регулирования и расширение функциональных, возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что регулятор содержит датчик положения выходного вала исполнительного механизма, выход которого соединен с. вторыми входами преобразователей напряжения, а вход соедине со вторым выходом исполнительного механизма.

На чертеже представлена блок-схема регулятора.

Регулятор содержит сумматор 1,усилитель 2 (например, трехпозиционный релейный), состоящий из релейного элемента 3 и реле 4 и 5, объект 6, преобразователи 7 и 8 напряжения числа импульсов в постоянный ток, эле;менты И 9 и 10, генератор 11 импульсов, исполнительный механизм 12,блок 13 задержки, ключ 14, датчик 15 положения выходного вала исполнительного . механизма (например, с токовым выходом) . Регулятор работает следующим обра зом. Сигнал рассогласования с сумматора 1 поступает через ключ 14, при на личии сигнала на его управляющем вхо де, на входы трехпозиционного релейного элемента 3, генератора 11 и пер вый вход блока 13 задержки, В зависи мости от полярности сигнала рассогласования включается одно из реле 4 или 5, которое в свою очередв включает исполнительный механизм 12 на обработку возникшего рассогласования, а также управляет элементом И 9 или 10, разрешая проходить импульсам от генератора 11 в преобразователь 7 ИЛ.И 8 напряжения, в котором сигналы преобразуются из импульсов в постоянный ток и подаются на сумматор 1. Сигнал с включенного реле подается на второй или третий вход блока 13 задержки. Когда сигнал рассогласования становится меньше зоны нечувствительности, релейный элемент 3, реле 4 или 5 отпускаются. рдновременно запускается блок 13 задержки, ключ 14 закрывается и отключа тся исполнительный механизм 12, вследствие чего прекращается поступление импульсов с генератора 11 на преобразователи 7 и 8.. Сигнал рассогласования, поступая на вход генератора 11 импульсов и первый вход блока 13 задержки ,непрерывно управляет частотой генератора 11 и длительностью паузы между управляющими импульсами. Таким образом управлением длительностью паузы межд импульсами на выходе релейного усилителя 2 с помощью блока 13 задержки и ключа 14 достигается частотноимпульсная модуляция. Благодаря управлению частотой генератора 11 и на личию преобразователя регулятор осу: цествляет широтную модуляцию управляю щих импульсов. Длительность управляю щих импульсов прямо, а паузы обратно пропорциональны величине сигнала рас согласования. Коэффициенты усиления преобразова телей 7 и 8 при заданной нагрузке регулируются вручную, вследствие чег возможна компенсация изменения коэффициента усиления объекта в зависимости от знака рассогласования. При переменном режиме сигнал датчика положения выходного вала исполнительного механизма пропорциональный нагрузке, воздействуя на преобразовате ли напряжения, автоматически непрерывно изменяет в заданном отношении коэффициенты усиления преобразователей напряжения в соответствии с изменением нагрузки, что позволяет,сохраняя качество неизменным, повысить точность регулирования. При наличии сигнала рассогласования, превышающего зону нечувствительности релейного элемента, реле каждый раз включается вновь и. цикл повторяется пока величина сигнала рассогласования не станет меньше зоны нечувствительности. Вследствие того, что в регуляторе одновременно осуществляется широтноймпульсная и частотно-импульсная модуляция сигнала рассогласования, коэффициент усиления регулятора будет переменнЕосм, зависящим от знака сигнала рассогласования. Кроме того, в регуляторе автоматически подстраивается коэффициент усиления элементов обратной связи в зависимости от нагрузки. Внедрение предлагаемого изобретения в промышленных системах регулирования технологи|реских процессов позволяет достигнуть высокого качества регулирования при повышенной устойчивости и точности, так как при изменении динамических свойств объекта настроечные параметры регулятора подстраиваются автоматически. Эта особенность делает регулятор самонастраивающимся. Стоимость автоматической системы регулирования с применением предлагаемого регулятора значительно ниже, чем, например, система с переменной структурой, дающая тот же эффект. Поэтому внедрение предлагаемого импульсного регулятора позволит получить значительный экономический эффект. Формула изобретения Импульсный регулятор по авт.св. № 744437, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования и расширения функциональных возможностей, регулятор содержит датчик положения выходного вала исполнительного механизма, выход, которого соединен с вторыми входами преобразователей напряжения, а вход соединен с вторым выходом исполнительного механизма, . I Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 744437,- кл. G 05 В 11/16, 1978 (прототип).I