Регулятор

Регулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<щ 746416

Союз Советских

Социаниетимееиих

Реепубпии

I (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)м. нл.2(22) Заявлеио 290378 (21) 2595719118-24 с присоединением заявки М2 (23) Приоритет

Опубликовано 0707.80 Бюллетень ¹ 23

G 05 В 13/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 6 2 ° 5 0 (088. 8) Дата опубликования описания 070780 (72) Авторы изобретения

В. В. Королев, К.N. Котов и Я. B. Слекеничс (54) РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к области автоматики, а именно к автоматическим регуляторам технологических процессов с механическими исполнительными органами, ресурс работы которых зависит от числа срабатываний исполнительного механизма, В условиях трудного доступа к такому механизму (как, например, в ядерном реакторе)

его неисправность может привести к авариям с тяжелыми последствиями.

Изобретение может быть использовано в регуляторах мощности ядерных реакторов, в следящих системах радиолокаторов и в других регуляторах с высоким уровнем шумов и при наличии нестацион арного шума.

Известны регуляторы (1) уровня мощности (реакторов), в которых для защиты исполнительного механизма от вредного воздействия шума перед исполнительным механйзмом включается элемент с фиксированной зоной нечувствительности.

Известен также регулятор f23 содержащий последовательно соединенный элемент сравнения, элемент зоны нечувствительности, усилитель мощности, двигатель и исполнительный

ЗО механизм. При ширине зоны нечувствительности больше амплитудного значения шума, последний не проходит через этот элемент и не приводит к срабатыванию и преждевременному .износу исполнительного механизма. Таким образом, увеличивается его полезный ресурс работы и повышается надежность работы всей системы регулирования.

Недостатком известных устройств является то, что введение эоны нечувствительности в регулятор для защиты от помех приводит к снижению точности регулирования, эта точность ухудшается пропорционально увеличению ширины зоны нечувствительности, которая зависит от максимальной амплитуды выбросов шумов, Обычно даже при стационарном во времени шуме амплитуды выбросов имеют большой разброс и меняются во времени случайным образом. Если же шум является нестационарным, то отношение максимальных амплитуд выбросов .шума к мйнимальным возрастает еще больше.

Таким образом, выбирать ширину зоны нечувствительности больше ма —

746416

55 б0

65 симальной амплитуды выбросов из-за ухудшения точности регулирования при фиксированной ширине этой эоны и еж елат ельно.

Однако выбор ширины зоны меньше максимальной амплитуды выбросов приводит к увеличению ложных срабатываний исполнительного механизма и ускоряет выработку его ресурса, т.е. снижает надежность работы регулятора.

Целью изобретения является повышение надежности и точности регулятора в условиях стационарного и нестационарного шума, когда амплитуды выбросов шума имеют большой разброс,,несимметричны относительно полезного сигнала и меняются во времени случайным образом.

Пост авленн ая цель достигается тем, что регулятор содержит блок выделения шума, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами элемента зоны нечувствительности, а вход - с выходом элемента сравнения. В результате этого ширина положительной и отрицательной ветвей зоны нечувствительности автоматически регулируется блоком выделения сигнала шума так, чтобы исключить воэможность попадания сигнала шума на исполнительный механизм.

Автоматическое слежение зоны нечувствительности за амплитудой шума одновременно с повышением надежности улучшает точность регулирования.

На фиг. 1 и 2 представлена блоксхема автоматического регулятора.

Регулятор содержит элемент 1 сравнения, элемент 2 зоны нечувствительности, блок 3 выделения шума, усилитель 4 мощности, двигатель с исполнительным механизмом 5, объект 6 регулирования и обратную связь 7.

На фиг. 2 представлен один из возможных вариантов технической реализации блока 3 выделения шума и элемента 2 с управляемой зоной нечувствительности.

Регулятор работает следующим образом.

Поступающий на элемент сравнения (фиг. 1) входной сигнал X сравнивается с сигналом обратной связи У и

"" в -виде их разности формируется сигнал E.ошибки. Этот сигнал ошибки содержит полезную и шумовую составляющие. Исполнительный механизм 5 должен реагировать на полезную сос-тавляющую и не реагировать на шум.

Это достигается тем, что элемент с зоной нечувствительности выполнен управляемым с двумя дополнительными входами —, и +, каждый иэ кото рых управляет шириной эоны нечувствительности отрицательной и положительной полярности соответственно.

Блок 3 выделения шума (фиг. 2) содержит дифференциатор, состоящий из элементов 8-11, выпрямительные диоды 12-13, сглаживающие фильтры, состоящие из резисторов 14-15 и конденсаторов 16-17, элемент с управляемой зоной нечувствительности состоит из усилителя, содержащего элементы 18-20, который включен в диагональ диодного моста, состоящего из диодов 21-24. Блок выделения шума дифференцирует сигнал ошибки и выделяет более высокочастотную составляющую шума от полезной низкочастотной составляющей. Кроме того, этот блок посредством диодов 12 и 13 разделяет шумовую составляющую на две части — с отрицательной и положительной значениями амплитуд шума, каждая из которых поступает на входы — Uo u

+ Ug соответственно. Таким образом, отрицательные значения амплитуд шума управляют шириной отрицательной ветви зоны нечувствительности, а.положительные — положительной, устанавливая их так, чтобы отрицательная и положительные составляющие шума не попадали в выходной сигнал

U элемента зоны нечувствительности если полезная составляющая ошибки равна нулю.

Включение элемента 18 в диагональ диодного моста и подача управляющих сигналов + U и -U íà противоположную диагональ позволяет управлять шириной пОложительной и отрицательной ветвей эоны нечувствительности независимо.

При наличии полезной составляющей, он а складывается по амплитуде с шумом и смещает часть шумовой составляющей за границу зоны нечувствительности на величину полезной составляющей ошибки E. Таким образом, осуществляется отделение полезного сигнала от шума на выходе управляемой зоны нечувствительности.

Введение управляемой эоны нечувствительности дает положительный эффект: устраняется воэможность попадания шума на исполнительный механизм, за счет чего увеличивается его ресурс работы, повышает чувствительность регулятора к полезной составляющей ошибки на фоне шумов, увеличивая точность регулирования.

Формул а и з о брет ен и я

Ре гул я тор, содержащий последо в ательно соединенные элемент сравнения, элемент эоны нечувствительности, усилитель мощности, двигатель и исполнительный механизм, о т л ичающий ся тем, что сцелью повышения надежности и точности регулятора,он содержит блок выделения

7464 16 иг.

Фиг. 2

Составитель В. Васильев

Редактор Т. Петрова Техред О. Андрейко Корректор ° Р

A. Гриценко

Заказ 3941/36 Тираж 956 Подпи сное

ЦНИИПИ 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

I шума, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами элемента зоны нечувствительности а вход — с выходом элемента сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шульц М. Регулирование энерго тических ядерных реакторов, И.Л., М., 1957, с. 110.

2. Харрер Д. Техника регулирова5 ния ядерных реактоРов, Атомиздат, М., 1967, с. 283-285 (прототип).