Шаговый регулятор
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К, АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советски к
Социалистические
Республик 964578 (61) Дополнительное к авт. свид-ву 1" 744436 (22) Заявлено 02. 03. 81 {21) 3251698/18-24 (5l )NL. Кл. . 6 05 В 11/14 с присоединением заявки ¹
Веуюретееииме комитет
С.CCP в делам изобретений и открытий (23) П рнорнтет (53) УДК 62-50 (088.8) Опубликовано 07. 10 . 82. Бюллетень № 37
Дата опубликования описания 07. 10 . 82 (72) Авторы изобретения
И.-А.А.Вирбалис и А,-А.П.Раджюнас
Каунасский политехнический институт им. Антанаса чМъжусб 1 ! е1ЕнТц . (71} Заявитель (54) ШАГОВЫй РЕГУЛЯТОР
Изобретение относится к области нелинейного импульсного регулирования технических процессов.
По основному авт. св. н. 744436 известен шаговый регулятор, который содержит первый сумматор, первый вход которого соединен с входом регулятора, а выход. - с входом импульсного элемента, и последовательно соединенные основной трехпозиционный релейный элемент, блок деления и регулирующий орган, связанный через объект регулирования с вторым входом
nepsoro сумматора, второй сумматор и последовательно соединенные .счетчик тактов, пороговый элемент и блок сброса, первый и второй выходы которого соединены, соответственно, со сбросовыми входами второго суммато" ра и счетчика тактов, -причем вход и второго сумматора подключен к перво» му выходу импульсного элемента, а выход - ко входу основного трехпозиционного релейного элемента, выход которого соединен с вторым входом блока сброса, второй выход импульсного элемента соединен с входом счетчика тактов, выход которого подключен к управляющему входу блока деле" ния (1 ).
Недостатком известного регулятора является его малое быстродействие при необходимости обеспечить большую точность регулирования. Так, при заданной точности регулирования
+0,51 и выбранном пороге срабатывания порогового элемента т 6 максимальная величина шага может быть выбрана такой, чтобы регулируемый параметр изменялся не более, чем на 6Ф,. иначе .. возможны незатухающие колебания.
Если отношение максимального и ми" нимального значений диапазона регулируемых значений составляет 10, ре-. гулирующий параметр близок к максимальному значению, а задано минимальное, то отличаться между собой они
96457
50 будут на 10003 и для отработки потребуется более 160 шагов.
Целью изобретения является новышение быстродействия при заданной точности регулирования. 5
Указанная цель достигается тем, что в известный шаговый регулятор введен дополнительный трехпозиционный релейный элемент, вход которого подключен к выходу импульсного зле- 30 мента, а выход " к входу регулирующего органа.
На чертеже .приведена блок-схема шагового регулятора.
Регулятор содержит первый сум- матор 1, первый вход которого соединен с входом устройства, а выходс входом импульсного элемента 2.
Первый выход импульсного элемента
2 соединен с дополнительными трехпозиционным релейным элементом 3, а также с последовательным соединени1 . ем второго сумматора 4, основного трех-, позиционного релейного элемента 5, блока 6 деления, регулирующего органа2
7 и объекта 8 регулирования, выход которого подключен ко второму входу первого сумматора 1. Выход дополнительного трехпозиционного релейного элемента подключен к дополнительному входу регулирующего органа 7.у Второй выход импульсного элемента 2 подключен к счетчику 9 тактов, соединенному через пороговый элемент 10 с блоком
1i сброса. Второй вход блока li сброса подключен к выходу основного трехпозиционного релейного элемента 5, а выходы, соответственно, к сбросовым входам второго сумматора 4 и счетчика
9 тактов. Выход последнего подклю40 чен к управляющему .входу блока 6 деления.
Регулятор работает следующим obразом.
Импульсный элемент 2 разбивает процесс регулирования на такты. В пер45 вом сумматоре 1 определяется значение отклонения bx(t) регулируемой величины от заданной. В момент включения регулятора содержание сумматора 1 и счетчика тактов 9 - нуль.
В момент срабаты вания импульсно го элемента 2 отклонение bx(n) сравнивается с числами Ьти -б„, в дополнительном трехпозиционном релейном элементе 3. Одновременно во второй сумматор 4 записывается значение отклонения лх(п), а в счетчик так-. тов 9 записывается едйница. Вели"
8 4 чина отклонения b х(п), составляющая содержание второго сумматора 4, сравниваетсяя также в основном трехпозиционном релейном звене 5 с числами
+ б и -6(бсбщ). Возможны три случая. дальнейшего поведения регулятора в з ависи мости от вели чины д х (и) .
Если дх(п)>б„„, то на выходе основного трехпозиционно релейного элемента 5 появится сигнал +С или
-С (в зависимости от знака ьх(п), который через блок 6 деления с коэффициейтом деления единица (заданным содержанием счетчика тактов 9) поступает на основной вход регулирующего органа 7. Одновременно этот сигнал поступает на блок 11 сброса, который сбрасывает содержание сум"
° матора 4 и счетчика 9 тактов на нуль.
На выходе дополнительного трехпозиционного релейного элемента 3 появля; ется соответственно сигнал +С„„ или
-С „, который поступает на дополни" тельный вход регулирующего органа 7.
Регулирующий орган передвинется на. шаг +(С,„+С) или - (С,„+С) . Направление движения регулирующего органа должно быть таки,м, чтобы уменьшить отклонение b x.
Еслиб< jbx(n)1(6 сигнал +C или
-С появляется только на выходе основного трехпозиционного релейного элемента 5. Регулирующий орган 7 при этом передвинется на шаг +C или
-С, а блок 11 сброса обнуляет второй сумматор 4 и счетчик 9 тактов. Если (bx (n)t < 6, то сигналы отсутствуют на выходе обоих трехпозиционных релейных элементов. Обнуления второго сумматора 4 и счетчика 9 тактов не происходит. Во втором сумма-. торе 4 запоминается значение дх(1).
В следующем такте к содержанию счет" чика тактов (т.е. единица) добавляется еще единица, а текущее значение отклонения во втором сумматоре
4 сумьируется с предыдущим дх(1).
Полученная сумма S g сравнивается в основном трехпозиционном релейном элементе с числами +6, Если при этом оказывается ISgl G, то исполнительный механизм передвигают в зависимости от знака S на + вЂ, так как с выходной сигнал основного трехпозиционного релейного элемента 5 делится в блоке 6 деления на содержание счетчика 9 тактов, т,е. на два.
При этом содержание сумматора 4 и счетчика 9 т ктов обнуляются. Если
5 9645 !
5 1с;6, то сумма S< запоминается во:втором сумматоре 4 и очередное срабатывание имгульсного элемента :2 начинает следующий такт регулирования. В этом также производятся аналогичные операции. Если в каком-то такте и окажется, что 5 1),Ь, то выходной сигнал основного трехпозиционного релейного элемента 5 будет делится íà k. Если же через заданное число. тактов регулирования
1 окажется, что lsg(ch,. то срабатывает пороговый элемент 10. Его выходной сигнал воздействует на блок сброса 11, который обнуляет содержание сумматора .3 и счетчика тактов
9. При этом регулирующий орган не передви гается.
В дополнительном трехпозиционном релейном элементе 3 значение 1дх(п)! с 6,„сравнивается в каждом такте.
Поэтому, если окажется, so )ax(n)l>i 6„, при содержании счетчика тактов. к, то регулирующий орган Ьудет передвигаться на (С + ) или на -(С +
+с)
Предложенный шаговый регулятор при обеспечении заданной точности позволяет значительно увеличить .быстродействие процесса регулирования. 39
Пример. Пусть регулируоций орган полностью открыт. При этом ре гулируемая величина Х имеет какое-то максимальное значение Х . Регули.ровать необходимо с точностью +0,53.
Значение Х, соответствующее 201-ов от максимального llpH заданном пороговом значении счетчика тактов т,=б.
Первоначально значение Х=Х составляtA ет. 5004 от регулируемого. Порог сраба4о тывания основного трехпозиционного . релейного элемента для оЬеспечения необходимои †î÷íîñ должен быть =
=0,5.6=3 . Под его воздействием регулирующий орган не должен менять
° регулируемую величину больше чем на
63-ов, в противном случае возможны незатухающие колебания. Тогда при применении известного регулятора для достижения регулируемой величины
S0 нужно не менее 83 шагов. Если порог срабатывания дополнительного,трехпо78 d зиционного элемента выбран4 =203
ffl то под его воздействием можно ме-. нять регулируемую величину на 40 .
При этом для достижения д х<6 нужно
tn не Ьолее 13-ти шагов и дпя достижения ах < о нужно еще не более 6-ти шагов. Значит, Ьыстродействие в данном случае возрастает больше чем в
4 раза. Кроме того, при резком изменении задающей величины предложенный регулятор Ьудет реагировать оперативнее,так как дополнительный трехпозиционный релейный элемент определяет .отклонение zx в каждом такте, а в известном регуляторе реакция Ьудет зависеть от того, сколько отклонений просуммировано во втором сумматоре, причем в любом случае она
Ьудет значительно слаЬее.
Предложенный шаговый регулятор применен для регулирования расхода глинозема в бумажн м производстве.
На входе деиствует случайная поме-, ха, максимальное значение которой не пр ышает 34. Выбрав 6 =63 и 5 =403 гп мож получит ь погрешност ь регулиро" вания не более 0,5ã. при устойчивом процессе, а время установления лю»
boro заданного значения расхода из диапазона расходов, отношение максимального. и минимального значений которых met< о . не превышает 2-3 мин
Я а
Ф
min что примерно в 5 раз Ьыстрее, чем при применении известного регулято ра для решения аналогичной задачи.
Формула изобретения шаговый регулятор по авт, св.
ti" 744436, отличающийся .тем, что, с целью повышения его быстродействия, в него введен дополнительный трехпозиционный релейный элемент, вход которого подключен к выходу импульсного элемента, а выход - к входу регулирующего органа.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР
И 744436, кл. 6 Ц5 8 11/14, 1978 (прототип).
964578
Составитель В.фунтова
Техред Л. Пекарь Корректор Н.Король
Редактор П.Коссей
Филиал 1Н1П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Заказ 7 27 2 Тираж 91 Подписное
ВНИИПИ Государственного коиитета СССР по делаи изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Рауаская на6., д, 4/5