RU2773623C1 - Струйно-пневматический пропорционально-интегральный (пи) регулятор - Google Patents

Струйно-пневматический пропорционально-интегральный (пи) регулятор Download PDF

Info

Publication number
RU2773623C1
RU2773623C1 RU2021122114A RU2021122114A RU2773623C1 RU 2773623 C1 RU2773623 C1 RU 2773623C1 RU 2021122114 A RU2021122114 A RU 2021122114A RU 2021122114 A RU2021122114 A RU 2021122114A RU 2773623 C1 RU2773623 C1 RU 2773623C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
controller
integral
pneumatic
nozzle
proportional
Prior art date
Application number
RU2021122114A
Other languages
English (en)
Inventor
Валерий Анатольевич Макаров
Филипп Андреевич Королев
Андрей Валерьевич Макаров
Роман Евгеньевич Тютяев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА - Российский технологический университет»
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА - Российский технологический университет» filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «МИРЭА - Российский технологический университет»
Application granted granted Critical
Publication of RU2773623C1 publication Critical patent/RU2773623C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к пневматическим регуляторам. Технический результат заключается в повышении точности регулирования. Струйно-пневматический пропорционально-интегральный регулятор, представляющий собой пропорциональный регулятор, в положительной обратной связи которого расположено расходное интегральное звено, причем П-регулятор состоит из чувствительного элемента - пластины, подвешенной на газовой опоре, входной дифференциальной струйной схемы, считывающего элемента в виде узла типа «сопло-заслонка», охваченного двумя компенсационными соплами, расположенными до и после пневматического мембранного усилителя мощности, образующего регенеративную обратную связь с коэффициентом усиления, большим единицы; в интегральное звено входит переменное сопротивление, изменяющее постоянную времени интегрирования, параллельно расположенный постоянный объём и точный мембранный повторитель, связанный с соплом положительной обратной связи. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области пневматических автоматических регуляторов.
Из уровня техники известен пневматический пропорционально-интегральный (ПИ) регулятор, состоящий из мембранных пропорционального регулятора и интегрального звена, соединенных с помощью сумматора [1]. Пропорциональный регулятор включает в себя элемент сравнения, в обратной связи которого расположен делитель, состоящий из переменного и постоянного сопротивлений, изменение соотношения проводимостей которых приводит к изменению коэффициента усиления разности входных давлений. Интегральное звено выполнено на базе апериодического звена, состоящего из переменного сопротивления и постоянного объема, включенных в цепь положительной обратной связи для изменения постоянной времени интегрирования.
Недостатком такого ПИ-регулятора является низкая точность, обусловленная нелинейной характеристикой мембранных чувствительных элементов.
Технический результат, который достигается в настоящем изобретении, заключается в повышении точности регулирования за счет использования в пропорциональном регуляторе линейной компенсационной схемы, основанной на силовом действии струи на подвижную преграду, и за счет выполнения операции интегрирования с помощью расходного интегрального звена.
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].
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 по пропорционально-интегральному закону регулирования.
Более конкретно, технический результат достигается тем, что струйно-пневматический пропорционально-интегральный регулятор состоит из пропорционального регулятора, в положительной обратной связи которого расположено расходное интегральное звено, отличающегося тем, что пропорциональный регулятор включает в себя чувствительный элемент - пластину, подвешенную на газовой опоре, входную дифференциальную струйную схему, считывающий элемент в виде узла типа «сопло-заслонка», охваченный двумя компенсационными соплами, расположенными до и после пневматического мембранного усилителя мощности, образующего регенеративную обратную связь с коэффициентом усиления, большим единицы, а расходное интегральное звено состоит из переменного сопротивления, изменяющего постоянную времени интегрирования, постоянного объёма и точного мембранного повторителя, связанного с соплом смещения нулевой точки, нормально расположенным к пластине.
На фиг. 1 представлена схема струйно-пневматического пропорционально-интегрального регулятора, состоящего из пропорционального регулятора и инерционного звена. В пропорциональный регулятор входит чувствительный элемент - пластина 1, подвешенная на газовой опоре 2. Входная дифференциальная схема, включающая сопла 3, из которых вытекают струи воздуха под давлением
Figure 00000001
и
Figure 00000002
. Для регистрации угла поворота пластины 1 под действием силовых действий струй предусмотрен считывающий узел, выполненный в виде сопла 4 и заслонки 5, жестко закрепленной на пластине 1. Между соплом 4 и питающим дросселем 6 расположена камера 7, связанная с входом усилителя мощности 8. Выходной канал усилителя 8 соединен с вторичным прибором 9 и соплом обратной связи 10. Для компенсации силового действия струи, исходящей из сопла 4, предусмотрено компенсационное сопло 11, соединенное с междроссельной камерой 7. Изменение коэффициента к усиления П-регулятора достигается путем вращения винта 12 и последующим изменением соотношения плеч
Figure 00000003
и
Figure 00000004
, определяющих соответственно расстояния от осей симметрии газовой опоры 2 до входных сопел 3 и от газовой опоры 2 до оси сопла 4. Сопло 4 совместно с усилителем 8 и соплом обратной связи 10 образует регенеративную обратную связь, которая обуславливает равновесие подвижной системы.
Интегральное звено, расположенное в положительной обратной связи пропорционального регулятора, включает в себя переменное сопротивление 13, постоянный объем 14, точный повторитель 15, на который подано давление питания через постоянный дроссель 16. Выходной канал повторителя 15 соединен с соплом 17смещения нулевой точки. Изменением проводимости переменного сопротивления 13 можно менять постоянную времени интегрирования
Figure 00000005
где
Figure 00000006
- проводимость переменного сопротивления 11,
Figure 00000007
- газовая постоянная,
Figure 00000008
- абсолютная температура.
Выходной сигнал
Figure 00000009
равен:
Figure 00000010
Источники информации
1. Дмитриев В.Н., Градецкий В.Г. Основы пневмоавтоматики. М.: «Машиностроение», 1973. С. 197-199.
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.

Claims (1)

  1. Струйно-пневматический пропорционально-интегральный регулятор, представляющий собой пропорциональный регулятор, в положительной обратной связи которого расположено расходное интегральное звено, причем регулятор состоит из чувствительного элемента - пластины, подвешенной на газовой опоре, входной дифференциальной струйной схемы, считывающего элемента в виде узла типа «сопло-заслонка», охваченного двумя компенсационными соплами, расположенными до и после пневматического мембранного усилителя мощности, образующего регенеративную обратную связь с коэффициентом усиления, большим единицы, и отличающийся тем, что в интегральное звено входит переменное сопротивление, изменяющее постоянную времени интегрирования, параллельно расположенный постоянный объем и точный расходный мембранный повторитель, связанный с соплом смещения нулевой точки.
RU2021122114A 2021-07-26 Струйно-пневматический пропорционально-интегральный (пи) регулятор RU2773623C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2773623C1 true RU2773623C1 (ru) 2022-06-06

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2817551C1 (ru) * 2023-07-24 2024-04-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" Струйно-пневматическая система регулирования соотношения двух параметров

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7437911B2 (en) * 2004-12-15 2008-10-21 Asml Holding N.V. Method and system for operating an air gauge at programmable or constant standoff
US20170350922A1 (en) * 2015-01-16 2017-12-07 Siemens Aktiengesellschaft Optoelectric Measuring Device And Method For Measuring An Electrical Current
RU2676362C1 (ru) * 2018-05-04 2018-12-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" Струйно-пневматический пропорциональный регулятор
RU2680614C1 (ru) * 2018-05-04 2019-02-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" Струйно-фотокомпенсационный пропорциональный регулятор

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7437911B2 (en) * 2004-12-15 2008-10-21 Asml Holding N.V. Method and system for operating an air gauge at programmable or constant standoff
US20170350922A1 (en) * 2015-01-16 2017-12-07 Siemens Aktiengesellschaft Optoelectric Measuring Device And Method For Measuring An Electrical Current
RU2676362C1 (ru) * 2018-05-04 2018-12-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" Струйно-пневматический пропорциональный регулятор
RU2680614C1 (ru) * 2018-05-04 2019-02-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" Струйно-фотокомпенсационный пропорциональный регулятор

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2817551C1 (ru) * 2023-07-24 2024-04-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" Струйно-пневматическая система регулирования соотношения двух параметров

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH07502809A (ja) 圧力ゲージのテスト装置
US3862644A (en) Flow control
RU2773623C1 (ru) Струйно-пневматический пропорционально-интегральный (пи) регулятор
US2482254A (en) Fuel-air ratio control system
US2042374A (en) Apparatus for regulating and/or measuring the flow of fluids
JPH01106207A (ja) 流体圧式送り機構の位置調節装置
US2420415A (en) Control system
RU2768107C1 (ru) Струйно-пневматический пропорционально-интегрально-дифференциальный (пид) регулятор
RU2768104C1 (ru) Струйно-пневматический интегральный регулятор
RU2788576C1 (ru) Струйно-фотокомпенсационный полупостоянно работающий пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) регулятор
RU2773233C1 (ru) Струйно-пневматический полупостоянно работающий пропорционально-интегральный (пи) регулятор
RU2773115C1 (ru) Струйно-пневматический полупропорциональный регулятор
US2915079A (en) Air-pressure-operated proportional band adjustment
RU2786624C1 (ru) Струйно-пневматический блок предварения и дифференцирования
US2755421A (en) Device for proportional electric control
RU2817551C1 (ru) Струйно-пневматическая система регулирования соотношения двух параметров
RU2781763C1 (ru) Струйно-фотокомпенсационный пропорционально-интегральный (пи) регулятор
RU2781762C1 (ru) Струйно-фотокомпенсационный пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) регулятор
RU2788577C1 (ru) Струйно-фотокомпенсационный полупропорциональный регулятор
RU2788575C1 (ru) Струйно-фотокомпенсационный полупостоянно работающий пропорционально-интегральный (пи) регулятор
US2264511A (en) Measuring and controlling system
US2754053A (en) Computing system
SU728119A1 (ru) Регул тор давлени воздуха в форкамере аэродинамической трубы
US3048185A (en) Variable increment pressure regulator
RU2685433C1 (ru) Пневматический датчик плотности газов