Экстремальный регулятор

Экстремальный регулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

3kfte...- .:1М.- :ЫМ библи «,ч» МБА

0 П И С А Н И E » 640255

ИЗОБРЕТЕН И Я

Союз Советскмк

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВН„."„:ЕХЕйЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.07.77 (21) 2506582/18-24 с присоединением заявки № (51) М Кл -

G 05В 13, 00

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.12.78. Бюллетень ¹ 48 (53) УДК 62.50(088.8) (45) Дата опубликования описания 30.12.78 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения В. И. Кубанцев и М. Ю. Спиридонов (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизации предприятий промышленности строительных материалов (54) ЭКСТРЕМАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР

Предлагаемое устройство относится к области автоматического регулирования инерционных объектов с транспортным запаздыванием. К таким объектам можно отнести роторные мельницы-мешалки для приготовления шликерной массы, щелевые печи для обжига плитки, измельчительные агрегаты в цементной промышленности.

Известен экстремальный регулятор, обеспечивающий оптимизацию работы инерционных объектов на основе получения информации о второй производной от выходной координаты объекта, например для оптимизации процесса сжигания топлива в нагревательном устройстве используется один из вариантов способа регулирования по знаку второй производной (1).

Для оптимизации работы двигателя внутреннего сгорания применяется экстремальный регулятор (2), наиболее близкий к изобретению. Он содержит исполнительный механизм, преобразователь напряжение временной интервал и последовательно соединенные датчик регулируемого сигнала, первый дифференциатор, второй дифференциатор и сумматор, к второму входу которого подсоединен выход блока выделения модуля, к третьему входу — выход источника опорного напряжения, а к четвертому — вход блока выделения модуля и выход первого дифференциатора.

Малая точность и устойчивость регулятора — недостатки известного регулятора.

С целью повышения точности и устойчивости регулятора, он содержит первый коммутатор, последовательно соединенные источник регулируемого опорного сигнала и второй коммутатор и последовательно соединенные счетчик импульсов, триггер и третий коммутатор, выход которого подключен

10 к входу исполнительного механизма. Выход сумматора соединен с вторым входом второго коммутатора, выход второго коммутатора через преобразователь напряжение— временной интервал — с входом счетчика

15 импульсов, выход которого через первый коммутатор соединен с вторым входом третьего коммутатора и третьим входом второго коммутатора.

Сущность изобретения заключается в

20 том, что регулятор снабжен счетчиком импульсов и блоком коммутации, имеющим две коммутирующие цепи. Первая коммутирующая цепь соединена с выходом сумматора и входом блока преобразования на25 пряжения во временной интервал. Вторая коммутирующая цепь соединяет выход последнего триггера с исполнительным механизмом.

Структурная схема предлагаемого устЗО ройства приведена на чертеже.

К выходу объекта 1 оптимизации под640255 ключен датчик 2 регулируемого сигнала, выход которого подсоединен к первому дифференциатору 3, сигнал которого одновременно подается на второй дифференциатор

4, на вход блока 5 выделения модуля и на вход сумматора 6. На входы сумматора 6 поступают сигналы с выхода блока 5 выделения модуля, с выхода дифференциатора

4 и источника 7 опорного сигнала. Второй коммутатор 8 соединяет поочередно выход сумматора 6 и выход источника 9 регулируемого опорного сигнала с входом преобразователя 10 напряжение — временной интервал. Сигнал с выхода преобразователя напряжение — временной интервал подастся на вход счетчика 11 импульсов, выход которого подключен к счетному входу триггера

12 и входу первого коммутатора 13. Выход триггера 12 через третий коммутатор 14 подсоединен к исполнительному механизму

15, воздействующему на объект 1 оптимизации. Первый коммутатор синхронно переключает обе коммутирующие цепи второго и третьего коммутаторов.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства.

Сигнал Уь пропорциональный первой производной выходной координаты объекта 1 оптимизации, с выхода дифференциатора 3 одновременно проходит на блок 5 выделения модуля и вход сумматора 6. На входы сумматора поступает сигнал У от блока 5 выделения модуля, сигнал У от дифференциатора 4 и сигнал U< от источника 7 опорного сигнала. Таким образом, выходной сигнал сумматора равен

h() =e, +Ie, I+п.+>.

Коммутатор 8 поочередно подключает к входу преобразователя 10 напряжение— временной интервал выход сумматора 6 и выход источника 9 регулируемого опорного сигнала. Сигнал с выхода преобразователя напряжение †временн интервал поступает на счетчик 11 импульсов. Коммутатор 13 синхронно переключает обе коммутирующие цепи одновременно с появлением сигнала на выходе счетчика 11 импульсов.

Коммутатор 14 отключает выход триггера

12 от исполнительного механизма 15, обесточивая цепь питания последнего.

Таким образом, время движения исполнительного механизма в одну сторону определяется величиной выходного сигнала сумматора, коэффициентом пересчета счетчика импульсов и крутизной выходного сигнала элемента сканирования в преобразователе напряжение — временной интервал. Время неподвижного состояния исполнительного механизма определяется величиной выходного напряжения источника регулируемого опорного сигнала, коэффициентом пересчета счетчика импульсов и крутизной выходного сигнала элемента сканирования в преобразователе напряжение †временн интервал.

>о

4О

4

Величина опорного сигнала U<, крутизна выходного сигнала элемента сканирования в преобразователе напряжение — временной интервал, напряжение источника регулируемого опорного сигнала могут быть выбраны из условий получения требуемой амплитуды выходной координаты объекта оптимизации и требуемой скорости выхода в область экстремума. Величина напряжения источника регулируемого опорного сигнала и коэффициент пересчета счетчика импульсов выбираются с учетом величины транспортного запаздывания объекта.

Таким образом, предлагаемый регулятор позволяет осуществить оптимальное регулирование инерционного объекта с транспортным запаздыванием в условиях интенсивных помех с большой скоростью выхода в район экстремума, снижает потери на поиск, а следовательно, увеличивает точность и обеспечивает устойчивость системы независимо от начальных условий, улучшает режим работы исполнительного механизма, уменьшает инерционность последнего.

Техническая реализация регулятора достаточно простая и может быть осуществлена на типовых элементах серийного выпуска, Формула изобретения

Экстремальный регулятор, содержащий исполнительный механизм, преобразователь напряжение †временн интервал и последовательно соединенные датчик регулируемого сигнала, первый дифференциатор, второй дифференциатор и сумматор, к второму входу которого подсоединен выход блока выделения модуля, к третьему входу — выход источника опорного напряжения, а к четвертому — вход блока выделения модуля и выход первого дифференциатора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения точности и устойчивости регулятора, он содержит первый коммутатор, последовательно соединенные источник регулируемого опорного сигнала и второй коммутатор и последовательно соединенные счетчик импульсов, триггер и третий коммутатор, выход которого соединен с входом исполнительного механизма, выход сумматора соединен с вторым входом второго коммутатора, выход которого соединен через преобразователь напряжение — временной интервал с входом счетчика импульсов, выход которого через первый коммутатор соединен с вторым входом третьего коммутатора и третьим входом второго коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 140114, кл. G 05В 13/02, 1961.

2. Авторское свидетельство СССР № 525927, кл. G 05В 13/00, 1976.

640255

Составитель А. Лащев

Техред Н. Рыбкина

Редактор И. Грузова

Корректор Е. Хмелева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2215/6 Изд. № 776 Тираж 1005 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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