Система автоматического управления

Система автоматического управления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ, содержащая блок контроля и задатчик, входы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока сравнения, соединенного выходом через регулятор с входом исполнительного устройства , выход которого соединен с входом объекта управления, вход бло-- ка контроля соедин.ен с выходом объекта управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества регулирования системы путем обеспечения минимально возможного значения управляющего параметра , в нее введен ноль-регулятор, вход которого подключен к выходу блока сравнения, а выход - к входу сл исполнительного устройства. 09 00 ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)4 G 05 B 13 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCXOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3640614/24-24. .(22) 08,09,83 (46) 15.08.85. Бюл. HI 30 (72) А, В. Милай (71) Белорусский комплексный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт топливной промьппленности (53) 62-50(088.8) (56) Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. М.: Машиностроение,.

1973, с. 1 1.

Автоматические приборы и регуляторы. Л.: Машиностроение, 1968, с. 105-140. (54)(57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ, содержащая блок контро-

„„SU„„1173391 ля и задатчик, входы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока сравнения, соединенного выходом через регулятор с входом исполнительного устройства, выход которого соединен с входом объекта управления, вход бло ка контроля соединен с выходом объекта управления, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повьппе" ния качества регулирования системы путем обеспечения минимально возможного значения управляющего параметра, в нее введен ноль-регулятор, вход которого подключен к выходу блока сравнения, а выход — к входу исполнительного устройства.

11? 3391

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для автоматического управления объектами, имеющими нелинейную статическую 5 характеристику (между выходным и управляющим параметрами).

Цель изобретения — повьппение качества регулирования системы путем обеспечения минимально возможного значения управляющего параметра, На фиг, 1 и 2 изображены установившиеся режимы функционирования известной и предлагаемой систем автоматического управления; на фиг, 3 — блок-схема предлагаемой системы автоматического управления; на фиг. 4 — блок-схема ноль-регулятора,.

Система содержйт блок 1 контро- 20 ля, задатчик 2, блок 3 сравнения, регулятор 4, исполнительное устройство 5, объект 6 управления и нольрегулятор 7.

Ноль-регулятор 7 содержит зле- 25 мент HE 8, селектор 9 и формирователь 10.

Система работает следующим образом, Существует целый ряд объектов 50 управления, у которых зависимое;ь между управляющим (Х) и выходным (У) параметрами имеет нелинейный характер, Например, при управлении температурой в топке расходом топлива

35 с ростом расхода температура сначала возрастает, а затем не. колько снижается (за счет неполного сгора— ния топлива). Чем вьппе теплотворная способность топлива, тем быстрее возрастает температура и тем выше максимальное значение (фиг. 1), При брикетировании разл :нных материалов (шерсть, твердое топливо, стружка и т.п,) плотность((прочность),брике- 4 кетов регулируют путем изменения давления прессования. Вначале из материала удаляется воздух, и плотность возрастает быстро, затем по достижении двухфазного состояния (твердое 50 вещество и влага) с ростом давления прессования плотность возрастает незначительно эа счет деформаций макрочастиц материала. Чем лучше деформационные свойства материала, тем быстрее возрастает плотность (фиг. 2 ). Аналогичную характеристику имеет выход химической реакции при управлении расходом катализатора.

При управлении такими объектами зачастую возникает задача обеспечить выход объекта управления в заданном интервале аУ, причем этот интервал находится в зоне существенной нелинейности (фиг. 1 и 2), при управлении топкой нужно поддерживать в ней определенную, необходимую для хода технологического процесса температуру; при управлении прочностью брикетов ее значение нужно поддерживать на обеспечивающем сохранность в процессе транспортировки и хранения уровне, повышение же плотности (прочности )нецелесообразно и сопряжено со значительными знергозатратами; при управлении химическим процессом его целесообразно поддерживать на оптимальном уровне, т,е. в зоне, где отношение выхода реакции к затратам катализатора имеет максимум.

При попадании процесса в точку

А (фиг. 1 и 2) известная система переводит его в точку В. При попадании процесса в точку .В сигнал рассогласования становится равным нулю, и в дальнейшем, пока процесс находится в заданном интервале ьУ, система состояния объекта управления не изменяет. В то же время в ходе, технологического процесса характеристики сырья изменяются, и процесс может перейти в точку С (улучшится тепло— творная способность топлива, деформационные свойства материала, активность катализатора и т,п.). Так как процесс останется в заданном интервале, известная система управления .состояния объекта не изменит. Однако заданную выходную характеристику объекта управления в новых условиях можно получить в точке D, а так как: значение управляющего параметра в этой точке меньше (х с

<х.), то при стабилизации процесса

s точке С неоправданно расходуются материало- и энергоресурсы.

Блок 1 контроля представляет собой датчик, например, температуры, плотности или концентрации. В качестве эадатчика 2, блока 3 сравнения и регулятора 4 можно использовать, например, приборы типа РПИК или РПИБ 2, вырабатывающие управляющее.воздействие в виде импульса, полярность которого определяется знаком сигнала рассогласования, а длительность и скважность †. величиной рассогласования и настройкой, которая г<ыбирается исходя из требо— ваний по качеству управления. Исполнительное устройство 5 представляет собой, например, клапан или дозатор, содержащий на входе интегратор, например, исполнительный механизм типа ПР1М 2, осуществляющий преобразование длительности импульса в угол поворота и изменяккций положение рабочего органа клапана (управление расходом. жидкого катализатора или давлением прессования) или реостата блока питания двигателя дозатора (при подаче твердого топлива или твердого катализатора).

Устройство 1 контроля измеряет текущее значение выходного парамет— ра и подает его в устройство 3 сравнения, где оно сравнивается с задающим воздействием устройства 2. В случае ненулевой разности система работает обычным образом. Регулятор

4 вырабатывает компенсирующее воздействие до тех пор, пока сигнал на его входе не станет равным нулю (процесс попадает в интервал ДУ) .

Если в течение времени сигнал рассогласования равен нулю, ноль-регулятор вырабатывает управляющий сигнал длительностью Т на уменьшение значения управляющего воздействия, Если в течение времени сигнал рассогласования остается равным нулю (в момент подачи сигнала процесс находится в точке С), операция повторяется до тех пор, пока сигнал .

l 73391 4 рассогласования становится отличным от нуля (точка Е), и регулятор

4 через исполнительное устройство

5 компенсирует это изменение, по5 сле чего операция повторяется сначала.

Этот режим работы для предлагаемой системы является установившимся: система поддерживает значение выходного параметра при минимально возможном значении управляющего параметра (совершает автоколебания в заданной области выходного параяетра). .Ноль-регулятор работает следую5 щим образом.

При нулевом сигнале на входе срабатывает элемент HE 8, который подает сигнал на селектор 9. Если длительность нулевого сигнала на входе элемента 8 больше заданного времени, (напряжение на выходе генератора достигает порога срабатывания триггера), то по сигналу селектора 9 формирователь 10 вырабатывает управляющий импульс длительностью Т. Если на входе элемента

8 сохраняется нулевой сигнал, то формирователь 10 через время t фор" мирует следующий сигнал и т.д. до тех пор, пока на входе элемента 8 не появится сигнал, отличный от нуля. Во время действия ненулевого сигнала на входе ci ноль-регулятор управляющих импульсов не формирует.

Настройка ноль-ре гулятора (выбор интервалов времени Т и Т Jocyществляется исходя из требований по качеству управления и динамических свойств объекта управления.

1173391

Составитель Л. Кудрявцев

Редактор Е.Копча Техред О.Неце Корректор Л.Пилипенко

Заказ 5052/47 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4