Позиционное регулирующее устройство
Патент 570028
Авторы
Классы МПК
Позиционное регулирующее устройство
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистимеских
Республик
Оп ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ (и) 570028 (61); Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.11.75 (21) 2192626/24 (51) M. Кл. 605В 11/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.08.77. Бюллетень № 31 (4S) Дата опубликования описания 23.11.77
Государстаеннын комнтат
Соаата Мнннотроа СССР оо делам нэобретвннй н аткрытнй (53) УДК 62 — 50(088.8) (72) Авторы изобретения
Ю. П. Скейрис и В. В. Попов (7! ) Заявитель
Всесоюзный проектно-конструкторский и научно — исследовательский инсппут автоматизации. пищевой промышленности, (54) ПОЗИЦИОННОЕ РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
Изобретение относится к области автоматики, а именно к устройствам для автоматического позиционного регулирования параметров различных технологических процессов и может быть использовано во всех отраслях народного хозяиства для регулировании температуры, уровня, давления и т.д.
Известны регулирующие устройства, работающие с электрическим исполнительным механизмом, который перемещается со скоростью, определяемой отклонением регулируемого параметра от заданно:о значения, что соответствует интегральному закону регулирования, отличающемуся неустойчивостью и приводящему в системах регулирования с большим запаздыванием к недопустимому перерегулированию. Стремление снизить амплитуды автоколебаний приводит к уменьшению средней скор(KTH о|работки сигнала, а это при непрерывно действующих на систему случайных возмущениях ухудшает способность системы к парированию возмулюлий 11), (2) .
Наиболее близким к изобретению по технической су цности является регулирующее устройство, со|юржашее генераторы импульсов, выходы которых подключены к первому входу логического.волока, второи вход которого соединен с датчиком сигнала, первый и второй выходы логического блока подключены соответственно через первый и второй усилители к первому и второму входам исполнительного механизма (31 °
Недостатком данного устройства является то, что вне пределов зоны нечувствительности регулирующее воздействие остается постоянным независимо от величины возмущения, а это при боль1р шом запасе по регулирующему воздействию и больших запаздываниях может привести к большой амплитуде автоколебаний или к срыву автоколебании при малом запасе по регулирующему воздействию.
15 Целью изобретения является повышение точ ности и надежности устройства.
Достигается это благодаря тому, что в известное устройство дополнительно введены инвертор и дифференцирующий элемент, причем выход датgp чика сигнала через дифференцирующий элемент подключен к первым входам первого и второго генераторов импульсов и к третьему входу логического блока, третий выход которого соединен с вторым входом второго генератора импульсов и через инвертор - с вторым входом первого генера570028
3 тора импульсов. Кроме того, логический блок содержит элементы И, Запрет и счетчик импульсов, к первому входу которого и первым входам элементов И и Запрет подключен первьй вход логического блока, второй вход которого соединен с вторыми входами элементов И и Запрет, третий вход логического блока соединен с вторым входом счетчика импульсов, а выходы элементов И, Запрет и счетчика импульсов соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами логического блока.
На чертеже приведена структурная схема позиционного регулирующего устройства.
Устройство содержит датчик сигнала 1, дифференцирукиций элемент 2, два генератора импульсов 3 и 4, два усилителя 5 и 6, исполнительньй механизм 7, инвертор 8, логический блок 9, который содержит элементы И 10, Запрет 11 и счетчик импульсов 12 на двух триггерах 13 и 14.
Работа устройства происходит следующим образом. В момент, когда регулируемый параметр проходит через заданное значение, выходной сигнал датчика 1 скачком изменяет свое значение. Импульс, возникающий при этом на выходе дифференцирующего элемента 2, устанавливает счетчик 12 на триггерах 13 и 14 в исходное состояние и одновременно ориентирует генераторы 3 и 4 таким образом, чтобы при последуницем поступлении на их вход единичного сигнала генерация начиналась с выдачи импульса. При этом начинает свою работу генератор 3, иа вход которого поступает разрешающий сигнал с выхода инвертора 8. Выданньй генератором 3 импульс заданной длительности ht проходит через элементы И10 или Запрет11 (в зависимости от наличия или отсутствия сигнала на втходе датчика сигнала) на вход соответствующего усилителя (5 или 6), управляющего работой исполнительного механизма 7, Кроме Tot о, этот импульс опрокидывает триггер 13 счетчика импульсов 12, устанавливая его в положение, соответствуницее "1" на его выходе. Исполнительньй механизм 7 повора ывается на некоторьй угол, обеспечивающий регулирующее воздействие, направленное в сторону ликвидации возникшего рассогласования между регулируемым параметром и его заданным значением.
Величина этого воздействия (длительность импульса ht, выдаваемого генератором импульсов 3} выбирается с таким расчетом, чтобы она была достаточной для преодоления отклонений регулируемого параметра, вызванных возмущениями, частота которых соизмерима с частотой автоколебаний (практически ниже последней в несколько раз) .
После прохода через заданное значение регулируемый параметр в течение отрезка времени, равного эквивалентному запаздыванию в системе, будет продолжать изменяться в прежнем направлении, а затем, пройдя через максимум, начнет движение к заданному значению под действием упомянутого выше регулирующего воздействия.
5
l0
4
Если величина этого сигнала достаточна (с некоторым запасом) для того, чтобы заставить регулируемьй параметр пройти через заданное значение, то этот переход произойдет до выдачи генератором 3 очередного импульса: периоды следования импульсов на выходе генераторов 3 и 4 устанавливаются при настройке регулирующего устройства равными или незначительно превышающими удвоенное время запаздывания в системе. При переходе регулируемого параметра через заданное значение генераторы 3 и 4 и триггеры 13 и 14 счетчика 12 окажутся вновь ориентированными в исходное состояние, после чего описанный процесс повторится с тем отличием, что теперь будет работать другой усилитель. Таков "нормальньй" алгоритм функционирования устройства.
Если регулирующего воздействия недостаточно для изменения полярности рассогласования (срыв автоколебаний), либо имеет место значительная асимметрия полуциклов, на выходе генератора импульсов 3 успевает появиться второй импульс. Этот импульс опрокидывает триггер 14 счетчика 12 в результате чего происходит переключение с генератора 3 на генератор 4. Счетчик импульсов 12 выполнен с блокировкой (показана на чертеже пунктиром), препятствующей поступлению на его вход продвигающих импульсов после опрокидывания триггера 14. Генератор 4 корректирующих импульсов длительностью etc (At будет работать до тех: пор, пока регулируемый параметр вновь не достигнет эаданчого значения, после чего произойдет новое переключение на генератор импульсов 3.
Таким образом, парирование относительно высокочастотных и небольших по величине возмущений устройство осуществляет по позиционному ал-, горитму, а низкочастотных (эначительных по амплитудам) - по интегральному.
Использование предлагаемого устройства обеспечивает о сравнению с известным устройством следующие преимушества: повышение точности (уменьшение амплитуд автоколебаний) за счет выбора основного регулирую/ щего воздействия небольшой величины, достаточной для парирования относительных высокочастотных и небольших по величине возмущений; повышение надежности (устойчивости работы) при больших по амплитудам низкочастотных возмущениях вследствие того, что дополнительно, кроме основного регулирующего воздействия, будет . формироваться корректирующее воздействие, которое обеспечит парирование указанных возмущений, Формула изобретения
1. Позиционное регулирующее устройство, содержащее генераторы импульсов, выходы которых подключены к первому входу логического блока, второй вход которого соединен с дзтчкком сигнэлз, 570028 (.осгавитель А. Лащев
Техред 3. Фанта
Рсдакзор I;. Гон ир
Корректор А. Власенко
Заказ 3053/41
Тираж 1095 Подпи сное
Ц11ИИПИ I осударственного комитета (овета Министров СССР по делам изобретений и открьпий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5
Филиал ППГ! "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
5 первый и второй выходы логического блока подключены соответственно через первый и второй усилители к первому и второму входам исполнительного механизма, о тл и ча юще е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности устройства, оно содержит инвертор и дифференцирующий элемент, причем выход датчика сигнала через диффеоенцирующий элемент подключен к первым входам первого и второго генераторов импульсов и к третьему входу логического блока, третий выход которого соединен с вторым входом второго генератора импульсов и через инвертор - с вторым входом первого генератора импульсов.
2. Устройство по п.1, о тли ча ющее ся тем, что в нем логический блок содержит элементы И, Запрет и счетчик импульсов, к первому входу
6 которого и первым входам элементов И и Запре. подключен первый вход логического блока, второй вход которого соединен с вторыми входами элементов И и Запрет, третий вход логического блока
5 соединен с вторым входом счетчика импульсов, а выходы элементов И, Запрет и счетчика импульсов соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами логического блока.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР N 446026, М.кл G 05 В 11/14, 13.03,73.
2. Авторское свидетельство СССР N 417768, М. Кл. G 05 В 11/30, 25.01.72.
3. Авторское свидетельство СССР N 408271, М.Кл. G 05 В 11/26, 27.07.71.