RU2773115C1 - Jet-pneumatic semi-proportional regulator - Google Patents
Jet-pneumatic semi-proportional regulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2773115C1 RU2773115C1 RU2021123508A RU2021123508A RU2773115C1 RU 2773115 C1 RU2773115 C1 RU 2773115C1 RU 2021123508 A RU2021123508 A RU 2021123508A RU 2021123508 A RU2021123508 A RU 2021123508A RU 2773115 C1 RU2773115 C1 RU 2773115C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- jet
- pneumatic
- regulator
- speed
- threshold element
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating Effects 0.000 description 2
- 210000002832 Shoulder Anatomy 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области пневматических автоматических регуляторов. The invention relates to the field of pneumatic automatic regulators.
Из уровня техники известен пневматический полупропорциональный регулятор, принцип действия которого основан на использовании управляющего воздействия в зависимости от знака ошибки, равной разности между значением контролируемого параметра и его заданием, а также от скорости изменения этой ошибки [1]. Полупропорциональный регулятор состоит из пропорционального регулятора, узла задержки на такт и узла формирования управляющей команды на отключение регулятора. Пропорциональный регулятор включает в себя элемент сравнения, в обратной связи которого расположен делитель, состоящий из переменного и постоянного дросселей, изменение соотношения проводимостей которых приводит к изменению коэффициента усиления разности входных давлений. Узел формирования управляющей команды на отключение регулятора при отклонении регулируемой величины и её скорости от задания состоит из элементов сравнения и узла предварения, реализующих регулирующее воздействие в зависимости от величины и знака сигнала ошибки и её производной. Все комплектующие прототипа выполнены из мембранных элементов универсальной системы УСЭППА.A pneumatic semi-proportional controller is known from the prior art, the principle of operation of which is based on the use of a control action depending on the sign of the error, equal to the difference between the value of the controlled parameter and its reference, as well as on the rate of change of this error [1]. A semi-proportional controller consists of a proportional controller, a delay unit for a cycle, and a unit for generating a control command to turn off the regulator. The proportional controller includes a comparison element, in the feedback of which there is a divider consisting of variable and constant chokes, the change in the conductance ratio of which leads to a change in the gain of the input pressure difference. The node for generating the control command to turn off the controller when the controlled value and its speed deviate from the reference consists of comparison elements and a preliminary node that implement the control action depending on the magnitude and sign of the error signal and its derivative. All components of the prototype are made of membrane elements of the USEPPA universal system.
Недостатком такого полупропорционального регулятора является низкие динамические свойства, присущие мембранным элементам,The disadvantage of such a semi-proportional regulator is the low dynamic properties inherent in membrane elements,
Технический результат, который достигается в настоящем изобретении, заключается в повышении быстродействия регулирования за счет использования в полупропорциональном регуляторе компенсационной схемы, основанной на силовом действии струи на подвижную преграду.The technical result achieved in the present invention is to increase the speed of regulation through the use of a compensation scheme in a semi-proportional regulator based on the force action of the jet on a moving barrier.
Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности прототипом является пропорциональный регулятор, состоящий из подвижной части, включающей в себя пластину, подвешенную на газовой опоре, входной дифференциальной пневматической схемы, считывающего элемента в виде узла типа «считывающее сопло-заслонка», пневматического мембранного усилителя мощности, при этом подвижная часть представляет собой пластину, жестко соединенную с двумя соплами газовой опоры, а считывающий элемент охвачен двумя соплами, расположенными до и после пневматического мембранного усилителя мощности, образующего регенеративную обратную связь с коэффициентом усиления, большим единицы. Обеспечивается повышение чувствительности и быстродействия за счет использования измерительной компенсационной схемы силового действия струи на подвижную преграду и регистрации этого воздействия с помощью пневматической компенсационной схемы [2].The prototype closest to the proposed solution in technical essence is a proportional regulator, consisting of a movable part, including a plate suspended on a gas support, an input differential pneumatic circuit, a reading element in the form of a "reading nozzle-shutter" type assembly, a pneumatic membrane power amplifier , while the movable part is a plate rigidly connected to two nozzles of the gas support, and the reading element is covered by two nozzles located before and after the pneumatic membrane power amplifier, which forms a regenerative feedback with a gain greater than one. An increase in sensitivity and speed is provided through the use of a measuring compensation circuit for the force action of the jet on a moving barrier and registration of this effect using a pneumatic compensation circuit [2].
Принципом работы указанного решения, как и настоящего изобретения, является применение измерительной компенсационной схемы, основанной на силовом действии струи на подвижную преграду, однако настоящее изобретение реализует работу регулятора в полупостоянном режиме.The principle of operation of this solution, as well as the present invention, is the use of a measuring compensation circuit based on the force action of the jet on a moving barrier, however, the present invention implements the operation of the regulator in a semi-permanent mode.
Более конкретно, технический результат достигается тем, что струйно-пневматический полупропорциональный регулятор состоит из пропорционального регулятора, узла формирования управляющей команды на отключение регулятора при отклонении регулируемой величины и её скорости от задания, отличающийся тем, что выход струйно-пневматического пропорционального регулятора соединен через отключающее реле с двумя параллельно расположенными струйно-пневматическими элементами сравнения, причем первый элемент сравнения включает встречно расположенные по отношению к чувствительному элементу - пластине сопла, связанные с выходом регулятора и с пороговым элементом знака ошибки, а второй элемент сравнения содержит сопла, соединенные с блоком предварения и пороговым элементом определения знака скорости. More specifically, the technical result is achieved by the fact that the jet-pneumatic semi-proportional controller consists of a proportional controller, a node for generating a control command to turn off the controller when the controlled value and its speed deviate from the target, characterized in that the output of the jet-pneumatic proportional controller is connected through a trip relay with two parallel jet-pneumatic comparison elements, the first comparison element includes nozzles located opposite to the sensitive element - the plate, connected to the regulator output and to the threshold element of the error sign, and the second comparison element contains nozzles connected to the preliminary block and the threshold element for determining the speed sign.
На фиг.1 представлена схема струйно-пневматического полупропорционального регулятора, состоящего из пропорционального регулятора 1 и узла 2 формирования управляющей команды на отключение регулятора при отклонении регулируемой величины и ее скорости от задания. Все блоки регулятора представляют собой струйно-пневматические устройства одинаковой конструкции чувствительных элементов, мембранных усилителей и обратных связей. В пропорциональный регулятор 1 и в узел 2 входят: чувствительный элемент - пластина 3, подвешенная на газовой опоре 4. Входной узел регулятора 5 представлен соплами 6 и 7, находящихся под давлением переменного параметра и давлением задания соответственно. Для регистрации угла поворота пластины под действием струй предусмотрен считывающий узел, выполненный в виде сопла 8 и заслонки 9, жестко закрепленной на пластине 4. Между соплом 8 и питающим дросселем 10 расположена междроссельная камера 11, связанная с входом усилителя мощности 12. Выход усилителя 12 связан с входом элемента 13, реализующего функцию «Запрет» и управляемым командой от элемента 30, и с соплом обратной связи 14. Для смещения нулевой точки регулятора используется сопло 15, находящееся под давлением . Для компенсации силового действия струи, исходящей из сопла 8, предусмотрено компенсационное сопло 16, соединенное с междроссельной камерой 11. Сопло 8 совместно с усилителем 12 и соплом обратной связи 14 образует регенеративную обратную связь, которая придает стабильное исходное положение подвижной системе. Figure 1 shows a diagram of a jet-pneumatic semi-proportional controller, consisting of a
Изменение коэффициента усиления пропорционального регулятора 1 достигается путем вращения винта 17 и последующим изменением соотношения плеч и , определяющих расстояния от осей симметрии газовой опоры 4 до входных сопел 6 и 7, и от газовой опоры 4 до оси симметрии заслонки 9 соответственно.Gain change proportional regulatorone achieved by turning the screw17and subsequent change in the ratio of the shoulders and, which determine the distances from the axes of symmetry of the gas supportfour to inlet nozzles6 and7, and from the gas supportfour to damper symmetry axis9 respectively.
Выход пропорционального регулятора равен:Proportional controller output equals:
Узел 2 формирует управляющую команду на отключение регулятора при отклонении регулируемой величины и ее скорости от задания, и состоят из двух пороговых элементов 18, 19 и одного блока предварения 20. Node 2 forms a control command to turn off the controller when the controlled value and its speed deviate from the setpoint, and consist of two
Пороговый элемент 18 определяет знак ошибки между опорным давлением и выходным давлением регулятора . При положительном знаке ошибки выходной сигнал порогового элемента 18 выдает сигнал . При отрицательном - - выдается сигнал . threshold elementeighteen determines the sign of the error between the reference pressure and outlet pressure of the regulator. With a positive error sign threshold element outputeighteen gives a signal. With a negative - a signal is given.
Блок предварения 20 включает интегральное звено, состоящее из переменного сопротивления 21, устанавливающего постоянную времени предварения, емкости постоянного объема 22, точного расходного повторителя 23 и выходного сопла 24, расположенное нормально к пластине 4. Питание расходного повторителя 23 осуществляется через постоянный дроссель 25. Входное сопло 26 блока предварения связано с выходом регулятора , а выход блока предварения 20 равен: Preblocktwenty includes an integral link consisting of a variable resistance21, which sets the lead time constant, the constant volume capacitance22, precise expendable repeater23 and outlet nozzle24, located normal to the platefour. Expendable Repeater Power23 carried out through a constant choke25. inlet nozzle26 preblock connected to the output of the regulator , and the output of the prefix blocktwenty equals:
где - постоянная времени блока предварения 20; - объем емкости 22; - проводимость переменного сопротивления 21. where - preblock time constanttwenty; - container volume22; - conductivity variable resistance21.
Выходной канал блока предварения 20 связан с соплом 27 порогового элемента 19, на который также поступают сигнал через сопло 28 и сигнал выхода регулятора для его сокращения через сопло 29. The output channel of the pre-block 20 is connected to the
Положительному знаку скорости соответствует выходной сигнал порогового элемента 19 , отрицательному - .The positive sign of the speed corresponds to the output signal of the
Оба дискретных сигнала с двух пороговых элементов и поступают на вход элемента 30, реализующего функцию равнозначности:Both discrete signals from two threshold elements and arrive at the input of the elementthirty, which implements the equivalence function:
Сигнал служит командой, определяющей условия отключения регулятора с помощью элемента 26, работающему по функции «Запрет». При , когда знаки ошибки и ее скорости не совпадают, то есть , регулируемая величина приближается к заданному значению. При , когда знаки и совпадают (), регулируемая величина удаляется от заданного значения.Signal serves as a command that determines the conditions for turning off the
[1] Берендс Т.К., Ефремова Т.К., Тагаевская А.А., Юдицкий С.А. Элементы и схемы пневмоавтоматики. М., Машиностроение, 1976. С.144-146.[1] Berends T.K., Efremova T.K., Tagaevskaya A.A., Yuditsky S.A. Elements and diagrams of pneumatic automation. M., Mashinostroenie, 1976. S.144-146.
[2] Патент РФ №2018116604, 04.05.2018. Струйно-пневматический пропорциональный регулятор // Патент России №2676362, 28.12.2018. Бюл. № 1. / Макаров В.А., Королев Ф.А., Тютяев Р.Е., Макаров А.В. [2] Patent of the Russian Federation No. 2018116604, 05/04/2018. Jet-pneumatic proportional regulator // Patent of Russia No. 2676362, 12/28/2018. Bull. No. 1. / Makarov V.A., Korolev F.A., Tyutyaev R.E., Makarov A.V.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2773115C1 true RU2773115C1 (en) | 2022-05-30 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU746412A1 (en) * | 1978-03-27 | 1980-07-07 | Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Комплексной Автоматизации В Нефтяной И Химической Промышленности | Pneumatic proportional regulator |
SU840796A1 (en) * | 1978-12-21 | 1981-06-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательскийи Проектно-Конструкторский Институтавтоматизации Производственных Про-Цессов B Промышленности | Pneumatic regulator |
RU2274883C2 (en) * | 2004-06-28 | 2006-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Stream three-positional adjuster |
RU2421734C1 (en) * | 2009-12-25 | 2011-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Method for pneumatic conversion of body acceleration to velocity and device for implementing said method |
RU2676362C1 (en) * | 2018-05-04 | 2018-12-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Jet-pneumatic proportional regulator |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU746412A1 (en) * | 1978-03-27 | 1980-07-07 | Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Комплексной Автоматизации В Нефтяной И Химической Промышленности | Pneumatic proportional regulator |
SU840796A1 (en) * | 1978-12-21 | 1981-06-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательскийи Проектно-Конструкторский Институтавтоматизации Производственных Про-Цессов B Промышленности | Pneumatic regulator |
RU2274883C2 (en) * | 2004-06-28 | 2006-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Stream three-positional adjuster |
RU2421734C1 (en) * | 2009-12-25 | 2011-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Method for pneumatic conversion of body acceleration to velocity and device for implementing said method |
RU2676362C1 (en) * | 2018-05-04 | 2018-12-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Jet-pneumatic proportional regulator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4481967A (en) | Control circuit for current to pressure converter | |
RU2676362C1 (en) | Jet-pneumatic proportional regulator | |
US4677357A (en) | Furnace draft control with remote control feature | |
RU2773115C1 (en) | Jet-pneumatic semi-proportional regulator | |
SE420639B (en) | SIGNAL CONVERTER UNIT FOR CONVERTING AN ELECTRICAL CONTROL SIGNAL TO A PNEUMATIC SIGNAL WITH A PIEZOELECTRIC ELEMENT | |
US2420415A (en) | Control system | |
RU2773233C1 (en) | Jet-pneumatic semi-continuously operating proportional-integral (pi) regulator | |
SE459356B (en) | FIRST REINFORCEMENT VALVE CONTROLS A 2-STEP HYDRAULIC FLOW CONTROLLER | |
US12001227B2 (en) | Operating method for a valve system, control unit and computer program product | |
RU2773623C1 (en) | Jet-pneumatic proportional-integral (pi) controller | |
RU2768105C1 (en) | Jet-pneumatic semi-permanently working proportional-integral-differential (pid) regulator | |
RU2768104C1 (en) | Jet-pneumatic integral regulator | |
RU2788577C1 (en) | Jet-photocompensated semi-proportional regulator | |
RU2788575C1 (en) | Jet-photocompensation semi-continuously operating proportional-integral (pi) regulator | |
RU2786624C1 (en) | Jet-pneumatic preliminary and differentiation unit | |
RU2768107C1 (en) | Jet-pneumatic proportional-integral-differential (pid) regulator | |
RU2788576C1 (en) | Jet-photocompensation semi-continuously operating proportional-integral-differential (pid) regulator | |
US3469592A (en) | Fluid signal summing modulator and amplifier | |
US3696830A (en) | Flow control system employing a series reference resistor | |
RU2817551C1 (en) | Jet-pneumatic system for controlling ratio of two parameters | |
US2762385A (en) | Controllers having reset action | |
US2630824A (en) | Control apparatus | |
US4201336A (en) | Fluidic square root extractor | |
US2917696A (en) | Electronic regulating circuits provided with feed-back of output to input | |
RU2781763C1 (en) | Jet-photo compensation proportional-integral (pi) controller |