CS213435B1 - číslicový regulátor proporcionálního typu - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení číslicového regulátoru proporcionálního typu.

Dosud se pro regulaci soustav bez nároků ne integrační a derivační složku využívá především dvoupolohových, tak zvaných reléových regulátorů nebo neúplně využitých regulátorů s proporcionální, integrační a derivační složkou.

Nevýhodou dvoupolohové regulace jsou trvalé kmity výstupní veličiny v rovnovážném stavu, jež jsou v mnoha případech jedinou překážkou pro jejich použití. Nejjednoduáší dvoupolohové systémy jsou čsote nestabilní a je nutno u nich zavádět korekční členy, nebo snižovat zesílení k odstranění autoescilaci. ^xre stabilizaci se upravuje frekvenční charakteristika lineární části systému, zavádí se pásmo necitlivosti nebo tachometrická zpětná vazba. Regulátory s proporcionální, integrační a derivační složkou založené na mikroprocesorech nebo realizované přímo ve formě obvodu s vysokou integrací jsou pro uvažované případy nákladné a složité

Výhody řešení podle vynálezu odstraňují nevýhody dvoupolohové regulace při zachování krátké doby regulace vyplývající z velmi dobrých dynamických parametrů, jež jsou pro daný typ regulace charakteristické. Řešení podle vynálezu mýže být využito též jako doplňující element stávajících regulátorů s proporcionální, integrační a derivační složkou, “ejich správné nastavení může být problematické při velkých nárocích na kvalitu řízení, neboť je-li optimální z hlediska změny nastavované veličiny, není zpravidla optimální z hlediska jejího udržování vůči poruchám. Častým řešením je spojení dvoupolohové regulace pro režim servomechanismu a regulátoru s proporcionální, integrální a derivační složkou pro vlastní regulaci. Tímto uspořádáním lze dosáhnout lepších dynamických parametrů. Toto spojení bylo dosud

213 '435 užíván· u procesorově orientovaných regulátorů vyhodnocením proceeu soustavy a přechodem na přísluSneu část programu. Zapojením podle vynálezu lze tento princip využít i pro neprocesorově orientované regulátory respektive u procesorových typů dosáhnout rychlejšího regulačního zásahu v režimu eervomechanismu. Zapejení podle vynálezu předčí dosavadní způsoby regulace rachlosti, neb_eI frekvence vzorkování je omezena převážně rychlostí převodníků. Vzhledem k jednoduchému nastavení žádané hodnoty je navržené zapojení vhodné pro nejnižší úroveň hierarchických řídicích systémů. Z delších výhod lze uvést malý příkon, malé rozměry, velkou spolehlivost a též i možnast výroby ve formě jediného integrovaného obvodu.

Podstata číslicového regulátoru proporcionálního typu podle vynáleze spočívá v tom, že blok nastavení žádané hodnaty je propojen s řízeným číslicovým systémem přes rozdílový blok a přes blok paměti pro transformaci odchylky žádané hodnaty na regulační zásah, přičemž vstupy žádané hodnaty rozdílového bloku jsou propojeny s výstupy bloku nastavení žádané hodnoty a vstupy současného stavu řízení veličiny rozdílového bloku jsou propojeny s výstupy řízeného číslicového systém

Příklad provedení číslicového regulátoru proporcionálního typu podle vynálezu je znázorněn na výkresu představujícím blokové schéma tehoto regulátoru.

Na výkresu jsou výstupy 1.1, 1.2 až l.k bloku 1 nestavení žádané hodnoty propojeny s řízeným číslicovým systémem 4 přes rozdílový blok 2 a blok paměti 3 pro transformaci odchylky žádané hodnaty na regulační zásah, přičemž vstupy 2.1, 2.2 sž 2,k žádané hodnoty rozdílového bloku 2 jsou propojeny s výstupy bloku 1_ nastavení žádané hodnoty a vstupy 2,k+l, 2,kt-2 až 2.k*-k současného stavu řízené veličiny rozdílového bloku 2 jsou propojeny ae výstupy 41.1.41.2, až 41,k řízeného číslicového systému, výstupy 21.1,21,2 až 21.k rozdílavého bloku 2 jsou připojeny na vstupy 3.1,3.2 až 3.k bloku paměti 2 Ρ^Γ· transformaci odchylky žádané hodnoty na regulační zásah, jehož výstupy 31.1,31.2 až 31.n jsou napojeny na vstupy 4.1. 4.2 až 4,n řízeného číslicového systému 4.

Zapejení podle vynálezu funguje tak, že v rozdílovém bloku 2 je zjištěna odchylka současného stavu řízené veličiny 2.k+l, 2,k+2,až 2.k+k. V pamětovém bloku 2 P^ro transformaci odchylky žádané hodnoty 3.1,3«2,až 3«k na regulační zásah 4.1, 4.2, až 4,n je zavedena zpravidla nelineární charakteristika převádějící velikost odchylky ne zesílení. Základním tvarem je releová charakteristika s pásmem necitlivosti, ne němž je superponována oblast s malým zesílením pro stavy blízké rovnovážnému stovu. Pro větší odchylky od současného nastavení žádané hodnoty dojde k rychlému pepř. skokovému nárůstů zesílení. Konkrétní tvar charakteristiky je závislý na parametrech regulované soustavy a požadované kvalitě regulace. Charakteristika může být i nesimetrická vzhledem k polaritě odchylky, což je výhodné například pro soustavy obsahující motory jejichž brzdění probíhá podle jiných charakteristik než akcelerace.

Vynálezu je možno s výhodou použít v celé oblosti automatizační techniky zejména v případech, kde dvoupolohová regulace nemohla být použita pro trvalé kmity výstupní veličiny nebo z důvodu nestability. Zapojení lze použít i pro regulaci analogových soustav prostřednictvím vhodných převodníků. Značnou výhodou je rychlost zapojení, která umožňuje vysokou vzorkovací frekvenci, a tím i použití pro soustavy s velmi malými časovými konstantami.

Claims (1)

1. číslicový regulátor proporcionálního typu obsahující blok nastavení žádané hodnoty, vyznačený tím, že blok (1) nestavení žádané hodnoty je propojen s řízeným číslicovým systémem (4) přes rozdílový blok (2)v sérii s blokem (3) paměti pro transformaci odchylky žádané hodnoty na regulační zásah, přičemž vstupy (2.1,2.2, sž 2.k) žádané hodnaty rozdílového bloku (2) jsou propojeny s výstupy bloku (1) nastavení žádané hodnaty a vstupy (2.k+l,2.k+2,až 2.k+k)saučasného stavu řízené veličiny razdílovéha bloku (2)jsou propojeny a výstupy I4.1,4.í,až 41.k)řízeného číslicového systému.