Способ улучшения динамических характеристик электрических регулирующих устройств

Способ улучшения динамических характеристик электрических регулирующих устройств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

т

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

R АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

257572

Союз Соеетскиз

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства М

Кл. 21с, 46/50

Заявлено 22.1Х.1964 (№ 921780j26-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 20.Х1,1969. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 16.IV.1970

МПК G 05f

УД 1; 621.398 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Сосете Министров

СССР

Авторы изобретения

А. У. Ялышев, Д. В. Свечариик, В. А. Павленко и В. А. Царьков

Заявитель

Научно-исследовательский институт теплоэиергетического приборостроения

СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ЭЛ ЕКТР ИЧ ЕСКИХ РЕГУЛ И РУЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Известные способы улучшения динамических характеристик, например, электрических регулирующих устройств на одном усилителе и RC-элементах имеют либо в определенном диапазоне независимые настройки и ограниченную величину отношения постоянной времени дифференцирования (Т.):к постоянной времени и интегрирования (Т„), либо при взаимном влиянии настроек параметров

ПИД-закона неограниченный сверху предел этого отношения; причем величина отношеТ ния — =). ограничена снизу значением у, 30) О.

Предлагаемый способ позволяет добиться независимости настроек всех параметров

ПИД-закона регулирования (пропорциональной, интегральной и дифференциальной частей), получить любую требуемую величину отношения постоянной времени дифференцирования к постоянной времени интегрирования, реализовать при малых номиналах RCэлементов динамической связи большие значения постоянных времени интегрирования и дифференцирования. Этот способ отличается тем, что входной сигнал, подводимый ко входу регулятора, в определенных регулируемых пропорциях (задан IbIx долях входного сигнала, или усиленных величинах его, или их комбинациях) одновременно вводят как во входную, выходную цепи усилителя, так и в динамические цепи обратной связи, формирующие необходимый закон регулирования.

Обобщенные структурные схемы электрического ПИД-регулятора по предлагаемому способу пред"тавл"-ны на фпг. 1 — 8 со следующими обозначениями:

Х, 1 — соответственно входной и выходной сигналы регулятора; пунктиром условно показано устройство, ооеспечпвающее регулировку и задание ча "тей (фХ, уХ, аХ, Х) входного сигнала; (т1-.Х, уХ, аХ, «X) — соогветствующпе части входного сигнала, подавае. IbIQ непосред=твенно в интегрирующую и дифференцирующуIî ЯС-цепочки, вход и выход усилителя; K, — коэффициент усиления разомкну;ого по цепи обратной связи усилителя; е — величина сигнала на входе усилителя; Д,, — входное сопротивление усилитеIII IIo постоянному ток, R С„, С сопротивления и конденсаторы динамической связи; РУ часть выходного сигнала, подаваемая в обратную связь. Если принять:

К, îî и R,» - со, то обобщенная, передаточная функция ПИД-регулятора запишется:

V(S) Кр 1,-т S

30 К, 1-- -,т„ь и /

257572

R C (., — a) (ф — -) т, j — ь т Р «Сд (т — а) (ф — ") (ф — ) 1+ (а — а) (1 — а) У = Я С ((— а) -+Я, Ra

á (C а)+

Rg т„= R,c„ с (ф — а) + (Т вЂ” а) Cè (ф — а) + . (;« — а) с

С„ (ф — а) Принятый алгоритм

Фиг.

Кр т

0,5

7=0 — 1; ф=0,25 R„=Rg R;

С„=С,,=С а=1=0

2RC

21 ЯС

0,5

RC — — 1 (1) RC

0,5

1=0-1

0,25

2RC

21 RC

7=0 1

Рс

1=0

0,5

RC1

1=0 — 1 где К вЂ” динамический коэффициент усиления (зона пропорциональности);

У, ) „ — соответственно постоянные временй дифференцирования и интегрирования; т, Х= — коэффициент, характеризующий т величину отношения постоянной времени дифференцирования к постоянной времени интегрирования.

Для структуры фиг. 1 справедливо:

К Я (и ) ) + я + ()

Т =Я С (ф — и) 1+ + („- — а) (ф — а) 1+ + (— а)

Т„= R,С„ (ф — а) Для структуры фиг. 2 справедливо:

< = — (< — )+ (ф — )+ (- —.);

1 Г Я С и Си т=0,5 — 1; - =1 О а=0,5; 1=0

Ra=Re=R; С.=С,=С

- =0 — 1; ф=0,5; а=.=О Яи=Р;

Rя=0 5 C„=Cä=С и =Я; Ra=2R) С„=С С =2С; ф — а=0,5 a=0,51, =0,5а

1=0 — 1

Ra=Re — — R; С„=С,=С v=0 — 1; ф — а=0,25 а=0,751, (=0,5-

Rg — — Rg — — R; Си — — Cg — — С a=0,51; =0 ф=0,5(1+1), т=Π— 1

Риси (("=. — а)+ — (ф — a) .л (. и)

R Cu

В качестве конкретного примера реализации предлагаемого способа могут быть указаны варианты и и g — регулятора с отношет нием от нуля до единицы, в которых в

10 ти качестве. устройства, обеспечивающего регулировку и задание частей (фХ, уХ, аХ...) и т. д, входного сигнала в определенных пропорциях, применен обычный потенциометрический делитель. Все данные сведены в таблицу

Предлагаемый способ может найти широкое применение при разработке современных регуляторов для различных отраслей промышленностии.

Предмет изобретения

Способ улучшения динамических характеристик, например, электрических регулирующ их устройств с пропорционально-интегральным и пропорционально-интегрально-дифференциальным законами регулирования, основанный на использовании операционного усилителя и динамических обратных связей, отличаюшийся тем, что. с целью получения независимости и расширения диапазона настроек всех параметров:пропорциональноЗ5 интегрального и пропорционально-интегрально-дифференциального законов регулирования, входной сигнал, подводимый ко входу регулятора, в определенных регулируемьх пропорциях (заданных долях входного сиг.

Таблица

257572.ала, или усиленных величинах его, или и» омбинациях) одновременно вводят как во ходную, выходную цепи усилителя, так и в динамические цепи обратной связи, формирующие необходимый закон регулирования, 257572 Ри8. Рог, b Ри8. 5

9 а8. 7

Редактор Б. Б. Федотов Техред Л. В. Куклина Корректор С. М. Сигал

Заказ 776(3 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2