Регулирующее устройство с релейной характеристикой

Регулирующее устройство с релейной характеристикой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Автор изобретения

А. П. Пашкевич (71) Заявитель

Минский радиотехнический институт (54} РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С РЕЛЕЙНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ

Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования в системах регулирования температурного режима технологических процессов, позиционных приводах промышленных роботовманипуляторов, в системах управления

S металлорежуших и деревообрабатываюших станков, электроннолучевых установок, в сварочных и чертежных машинах, в фотолитографическом оборудовании, следяших

1О системах, автоматических компенсаторах, системах стабилизации летательных аппаратов и т.п.

Известен регулятор с релейной характеристикой, содержаший последовательно

15 соединенные инпикатор экстремумов, релейный блок и нуль-орган, второй ахоп которого присоединен Ко входу инпикато». ра экстремумов, связанного с источником входного сигнала, другие выходы индик тора экстремумов соединены с источником задаюшего сигнала 111 .

Недостатком известного устройства является сложность, связанная с трудностями изготовления индикатора экстремумов.

Наиболее близким по технической сушности к изобретению является регулиру юшее устройство с релейной характеристикой, содержашее блоки сравнения и дифференцируюший элемент, входы которых соединены со входом устройства выход первого блока сравнения соединен со вхс.пом элемента И, другой вход которого через элемент ИЛИ соединен с выходом второго блока сравнения, выход пи ферен цируюшего элемента соединен со входом первого нуль-органа Я.

Недостатком этого устройства являет» ся низкая точность, это объясняется тем, что в установившемся режиме устройство не использует информации о значении регулируемой координаты, а регулирующее воздействие формируется лишь в зависимости от знака производной. При этом для известного устройства харак/ терно наличие постоянной составляюшей ошибки регулирования, величина которой меняется в зависимости от начальных условий, внешних воздействий и т.д.

Hemü изобретения - повышение точности устройства за счет устранения постоянной состивляюшей ошибки регулированияя.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит последовательно соединенные масштабирующий усилитель, сумматор и второй нуль-орган, выход ко- IO торого соединен со вторым входом элемен« та ИЛИ, вход масштабируюшего усилителя соединен с выходом дифференцируюшего элемента, второй вход сумматора соединен с выходом первого нуль-органа, третий вход — со входом диф иренцируюшего элемента, На фиг. 1. представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - фазовые траектории системы.

Устройство содержит блоки сравнения

1 и 2, дифференцируюший элемент 3, элементы И 4 и ИЛИ 5, первый нульорган 6, масштабируюший усилитель 7, сумматор 8, второй нуль-орган 9, 25

Устройство работает следующим обр азом.

Блоки сравнения 1 и 2 фиксируют превышение регулируемой координатой

X соответственно значений 0 и О, где

Q a/(Q

9. сигнал, соответствуюший сумме 5=

=X+Kx+ Мьрix, где К - .,коэффициент усиления усилителя 7;

/9- амплитуда выходного сигнала первого нуль-органа 6.

Второй нуль-органа 9 определяет знак этой суммы и выдает ни второй вход

>/ > Р элемента ИЛИ 5 логический сигнал 1 если530, и "О", если 5 Î. Выходные сигналы блоков сравнения 1 и 2 также

lr 50 соответствуют логической 1 при X)/9 и

Х Ь, а при нарушении одного из неравенств на выходе соответствуюшего блока сравнения появляется логический О", Логические элементы И 4 и ИЛИ "> реапи55 зуют следуюшую логическую функцию (v=(x>a» ((x >b)v(s>a>l, 2 Д причем/ = 1" соответствует отрицательное значение управляющего воздействия на выходе элемента И 4, а У ="О" — положи те льн ое, Устройство работает спедуюшим образом.

При большом отклонении регулируемой координаты Х от заданного значения

®+ 0) /2 выполняется одно из условий: либо X, Ö, )(ЯД, либо X3v3,)(>Ý. В первом случае из (1) следует, что У="1 во втором - у= "О", т,е, на обьект поступает регулируюшее воздействие, противоположное по знаку отклонению

Х-(С1+Ъ) /2. В результате величина X изменяется, приближаясь к значению (Q+Û/2. Пороги срабатывания Q и О блоков сравнения 1 и 2 выбираются так, чтобы исключить сушествование колебаний, амплитуды, большей (Ь-О) /2. Поэтому регулируемая координата попадает в область Q X 5, где управляющее воздейсгапе формируется в зависимости от знака 5. Значение И, входяшее в выражение для g, выбирается равным амплитуде наименьших колебаний, соответствуюшей управлению по знаку производной. Коэффициент усиления К масштабируюшего усилителя 7 определяется из условия квазиоптимапьного по времени установления автакопебаний с амплитудой M и постоянной составляющей ошибки, равной О. В результате, независимо от начальных условий, устройство обеспечивает установление в системе регулирования единственного устойчивого периодического режима амплитуды М, среднее значение которого равно (О-ф) /2.

При настройке устройства сначала устанавливают значения 0 и t) так, чтобы подавить автоколебания амплитуды, большей (Q-ф) /2, Затем величина И подбирается ра. ной амплитуде колебаний, возникаюших в зонеСфМ Ь а значение коэффициента таким, чтобы фазовая траектория, проходяшая через точку (Cf, 0) ипи (3, О) достигала предельного цикла за одно переключение, Таким образом, введение в устройство новых элементов (масштцбируюшего усилителя, сумматора и нуль-органа) позволило исключить постоянную составпяюшую ошибки и .повысить тем самым точность регулирования. Использование этого уст ройства в системах регулирования параметров технологических процессов, в позиционных приводах станков с числовым програмным управлением и т.д. позволит повысить качество выпускаемой продукции (за счет более точного соблюдения технологических режимов). формула изобре тения

Регулирующее устройство с релейной характеристикой, содержащее блоки сравнения и дифференцируюший элемент, входы которых соединены со входом устройства, выход первого блока сравнения соединен со входом элемента И, другой вход кото- рого связан с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго блока сравнения, выход дифференцирующего элемента соединен со входом первого нуль-органа, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точ1662 6 ности регулирования, оно содержит последовател но соединенные масштабируюший усилители, сумматор и второй нуль-орган, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ, вход мас штабируюшего усилителя соединен с ви ходом днфференцирующего элемента, второй вход сумматора соединен с выходом первого нуль-органа, а третий вход

t0. со-входом мф еренцируюшего элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 631864, кл. G 05 В ll/16, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

N 304552, кл. G 05 В 11/16, 1970 (прототип).

881662

iI

Составитель P. Нефедова

Редакт,М. Погорипяк Техред 3. Фанта Корректор С. Ц. екмао

Заказ 9967/69 Тираж 943 Йоднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4