SU1004963A1

SU1004963A1 - Adjusting organ control system

Info

Publication number: SU1004963A1
Application number: SU813228901A
Authority: SU
Inventors: Михаил Носонович Глазов; Иосиф Шаевич Фишгал
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4372
Priority date: 1981-01-05
Filing date: 1981-01-05
Publication date: 1983-03-15

Description

Изобретение относитс к автоматике и предназначено дл автоматического и дистанционного управлени различными объектами, требующими ограничени скорости регулирующего органа и использующими дл этого развертывающие устройства на входе след щей системы, управл ющей регулирующим органом. Известна система регулировани тур бомашины, имеюща в своем составе последовательно соединенные задатчик и усилитель, который через исполнительное устройство св зан с регулирующим органом, соединенным с датчиком обратной св зи, подключенным к усилителю . В системе предусмотрен второй канал управлени регулирующим органом посредством того же сервопривода, который в свою очередь через перею1ючающее устройство св зан с последовательно соединенными задатчиком, электроприводом и сравнивающим устройством, на которое поступают сигналы, соответствующие давлению рабочей среды В первом и втором каналах управлени D . Недостатком подобных систем вл етс то, что второй канал-управлени в них должен работать в гор чем резерве . Кроме того, указанна система выполнена только применительно к гидравлическим системам управлени , не содержащим в своем составе развертывающих устройств. Известна также система, содержаща канал автоматического управлени , включающий в себ задатчик, датчик обратной св зи и последовательно соединённые развертывающее устройство, усилитель, сервопривод, св занный с регулирующим органом, канал дистанционного управлени , св занный с сервоприводом , а также переключатели сигналов задани , скорости развертки формирователь скорости развертки и реле времени. Благодар введенным в систему переключателю сигнала задани , формирователю скорости разверт 310 ки и реле времени при включении раз . вергывающего устройства обеспечиваетс возможность быстрого нарастани его выходного сигнала до величины , соответствующей фактическому положению регулирующего органа. Поэтому при дистанционном управлении питание канала автоматического управлени может быть отключено, что позвол ет экономить ресурс аппаратуры, вход щей в канал автоматического управлени С 23. Недостатком этой системы вл етс сложность перехода с дистанционного на автоматическое управление. Дл ocy ществлени такого перехода оператор должен включить переключатель сигналов задани , с помощью которого запус каетс реле времени, обеспечивающее подключение сигнала обратной св зи по положению регулирующего органа на вхо развертывающего устройства и переключение скорости развертки на необходимое врем задержки Это требует значи тельного числа коммутирующих элементов снижающих надежность системы управлеНИЯ . ДругиМ существенным недостатком из вестной системы вл етс то, что она не обеспечивает автоматического согла совани выходных сигналов развертывающего устройства и датчика положени регулирующего органа при заклинивании регулирующего органа. Действительно, если в процессе работы системы происходит временное заклинивание регули-. рующего орсан р то на выходах развертывающего устройства идatчикa положени регулирующего органа возникает рассогласование, которое приводит к быстрому перемещению регулирующего ор гана после устранени заклинивани Во многих случа х скорость перемещени регулирующего органа должна быть ограниченной и такое движение регулирующего органа недопустимо по услови м работы объекта (может приводить к воз никновению аварийных ситуаций). В результате снижаетс надежность управлени объектом. Наиболее близкой по технической сущности к предложенной вл етс система , содержаи4а задатчик, а также последовательно соединенные интегратор , усилитель, исполнительный механизм , регулирующий орган и датчик обратной св зи, примем выход датчика обратной св зи подключен к второму входу усилител С 31, 63 Недостатком данной системы вл етс невозможность индикации заклинивани регулирующего органа, в св зи с чем снижаетс надежность системы. Поставленна цель достигаетс тем, что в систему введены усилительограничитель и блок согласовани и контрол , подсоединенный входом к выходу усилител , а выходом - к второму входу интегратора, первый вход усилител -ограничител подключен к выходу задатчика, второй вход - к выходу ин тегратора . Кроме того, блок согласовани и Контрол содержит две параллельные цепочки , кажда из которых состоит из последовательно соединенных источника эталонного напр жени , операционного усилител , ограничивающего резистора, светодиода и диода, причем выход источника эталонного напр жени подсоединен к светодиоду через токозадающий резистор, вторые входы первого и второго операционйых усилителей соединены K подключены к входам блока согласовани и контрол , первый и второй диоды соединены и подключены к выходу блока согласовани и контрол . На чертеже представлена блок-схема предложенной системы. В состав схемы вход т задатчик 1, развертывающее устройство 2, усилитель-ограничитель 3, интегратор 4 с основным 5 и дополнительным 6 входами , след ща система 7, усилитель 8, исполнительный механизм 9 регулирующий орган 10, датчик 11 обратной св зи, блок 12 согласовани и контрол , дополнительный вход 13 дистанционного управлени , В состав ;;истемы дополнительно введены операционнь1е усилители Т и 15 с неинвертирующими + (первыми) и инвертирующими - (вторыми) входами и две цепи, соедин ющие выходы операционных усилителей 1 и 15 с дополнительным входом 6 интегратора Ц, Эти цепи образованы последовательно соединенными резистором 16 (17) светодиодом 18 (19) и диодом 20(21). Светодиод 18, соединенный с диодом 20, через токозадающий резистор 22 подключен к источнику 23 запирающего напр жени смещени (-Е). Светодиод 19, соединенный с диодом 2|, подключен через другой токозадающий резистор 2Ц ко второму источнику 25 запирающего напр жени смещени (+Е). Источники 23 И 25 подключены к первым (неинвертирующим) входам операционных усилителей 1 и 15. Вторые входы операционных усилителей соединены с выходом усилител 8.The invention relates to automation and is intended for the automatic and remote control of various objects that require the speed of the regulator to be limited and use for this purpose deploying devices at the input of the tracking system controlling the regulator. A known regulation system for a turbomachine, having in its composition a successively connected master and amplifier, which, through an actuator, is connected to a regulator connected to a feedback sensor connected to the amplifier. The system has a second control channel for the regulator by means of the same servo drive, which in turn, via a switchgear device, is connected to a serially connected unit, an electric drive and a comparison device, which receives signals corresponding to the pressure of the working medium In the first and second control channels D. A disadvantage of such systems is that the second control channel in them must operate in a hot standby. In addition, this system is implemented only in relation to hydraulic control systems that do not contain sweepers in their composition. A system is also known that includes an automatic control channel, which includes a setpoint adjuster, a feedback sensor and a sequentially connected sweep device, an amplifier, a servo drive connected to the regulator, a remote control channel connected to the servo drive, and switches for the reference and speed signals sweep shaper sweep speed and time relay. Thanks to the task signal switch entered into the system, the scan rate generator 310 ki and the time relay when turned on once. It is possible for the swinging device to rapidly increase its output signal to a value corresponding to the actual position of the regulator. Therefore, with remote control, the power of the automatic control channel can be turned off, which saves the resource of the equipment included in the automatic control channel C 23. The disadvantage of this system is the difficulty of switching from remote to automatic control. For such a transition, the operator must turn on the task signal switch, which starts the time relay, which connects the feedback signal to the position of the regulator at the input of the sweep device and switches the sweep speed to the required delay time. This requires a significant number of switching elements control system reliability. Another significant drawback of the known system is that it does not automatically match the output signals of the sweep device and the position sensor of the regulator when the regulator is jammed. Indeed, if during system operation a temporary jamming of the regulator occurs. A displacement occurs at the outputs of the sweep device and the position of the regulator, which causes the regulator to move quickly after jamming has been eliminated. In many cases, the speed of movement of the regulator must be limited and such movement of the regulator is unacceptable according to the operating conditions of the object ( lead to emergencies). As a result, the reliability of control of the object is reduced. The closest in technical essence to the proposed is a system containing a master, as well as a series-connected integrator, amplifier, actuator, regulator and feedback sensor, we will accept the output of the feedback sensor connected to the second input of amplifier C 31, 63 The disadvantage of this system is the inability to indicate the jamming of the regulator, and therefore the reliability of the system is reduced. The goal is achieved by introducing an amplifier limiting device and a matching and control unit connected by an input to the amplifier output, and an output to the second input of the integrator, the first input of the limiting amplifier is connected to the output of the setpoint generator, and the second input is connected to the output of the integrator. In addition, the matching and control unit contains two parallel chains, each consisting of a series-connected reference voltage source, an operational amplifier, a limiting resistor, an LED and a diode, with the output of the reference voltage source connected to the LED through a current-creating resistor, the second inputs of the first and the second operational amplifiers are connected K are connected to the inputs of the matching and control unit, the first and second diodes are connected and connected to the output of the matching and control unit l. The drawing shows a block diagram of the proposed system. The circuit includes a setting device 1, a sweep device 2, an amplifier-limiter 3, an integrator 4 with the main 5 and an additional 6 inputs, a tracking system 7, an amplifier 8, an actuator 9, a regulator 10, a feedback sensor 11, a block 12 matching and control, auxiliary input 13 of the remote control, Composition ;; systems additionally introduced operational amplifiers T and 15 with non-inverting + (first) and inverting - (second) inputs and two circuits connecting the outputs of operational amplifiers 1 and 15 with additional input th integrator 6 C, These circuits are formed by series connected resistor 16 (17) 18 LED (19) and diode 20 (21). An LED 18 connected to the diode 20 is connected via a current-carrying resistor 22 to a source 23 of a blocking bias voltage (-E). The LED 19, connected to the diode 2 |, is connected via another current-setting resistor 2C to the second source 25 of the blocking bias voltage (+ E). Sources 23 and 25 are connected to the first (non-inverting) inputs of operational amplifiers 1 and 15. The second inputs of operational amplifiers are connected to the output of amplifier 8.

Работа системы в режиме автоматического управлени происходит следующим образом.The system operates in the automatic control mode as follows.

В исходном состо нии выходные напр жени задатчика 1 (V-), развертывающего устройства 2 (/2), датчика 11 положени (V равны нулю У(0 т.бо регулирующий орган находитс в нулевом положении. При повороте задатчика 1 () на выходе развертывающего устройства 2 формируетс напр жение Vn, измен ющеес с посто нной скоростью (скоростью развертки ), определ емой отношением напр жени ограничени Vj на выходе усилител -ограничител 3 к посто нной интегрировани Т интегратора 4, так как при достаточно большом коэффициенте усилени усилител 3 на вход 5 интегратора 4 поступает посто нное по величине напр жение V практически при любой отличной от нул разности (). След ща система 7 отрабатывает поступающее на ее вход напр жение Vo до тех пор, пока не будет достигнуто равенствоIn the initial state, the output voltages of the setting device 1 (V-), the sweep device 2 (/ 2), the position sensor 11 (V are equal to zero Y (0 because the regulator is in the zero position. When turning the setting device 1 () at the output of the sweep device 2, the voltage Vn is formed, varying with a constant speed (sweep speed), defined by the ratio of the limiting voltage Vj at the output of the amplifier-limiter 3 to the integration constant T of the integrator 4, since at a sufficiently large gain factor of 3 the amplifier input 5 integral At voltage 4, a constant voltage V arrives at almost any difference other than zero (). The following system 7 processes the voltage Vo arriving at its input until it reaches equality

® ° выхода регулирующего органа в заданное положение ® ° of the regulatory body at a predetermined position

Поскольку скорость перемещени регулирующего органа при отсутствии ограничений существенно превышает скорость развертки, при надлежащем коэффициенте усилени усилител 8 рассогласовани регулирующий орган отслеживает сигнал /2 и в любой момент времени . По существу в процессе отработки задани выходное напр жение VQ усилител рассогласовани автоматически подбираетс так что регулирующий орган перемещаетс со скоростью развертки. При этом напр жение VQ по абсолютной величине значительно меньше напр жений ис точников 23 и 25, т.е. -Е , а потому операционные усилители 1 и 15 наход тс в состо ни х, при которых светодиоды 18 и 19 смещены непровод щих направлени х и не свет тс ; Следовательно, цепи, соедин ющие выходы операционных усилителей 1 и 15 с входом 6 интегратора k, разомкнуты. Действительно, при усилитель Т находитс в области отрицательного насыщени и его выходное напр жение V).Since the speed of movement of the regulator, in the absence of restrictions, is substantially higher than the speed of the sweep, with the proper gain of the error amplifier 8, the regulator tracks the signal / 2 at any time. Essentially in the process of setting a job, the output voltage VQ of the error amplifier is automatically selected so that the regulator moves at a scanning rate. At the same time, the absolute value of VQ is much less than the voltages of sources 23 and 25, i.e. -E, and therefore, the operational amplifiers 1 and 15 are in the states in which the LEDs 18 and 19 are displaced in non-conductive directions and are not illuminated; Consequently, the circuits connecting the outputs of the operational amplifiers 1 and 15 to the input 6 of the integrator k are open. Indeed, when the amplifier T is in the region of negative saturation and its output voltage V).

Если обеспечиваетс , то меж- ду анодом и катодом сВетодиода 18 действует отрицательное напр жение, и светодиод 18 закрыт. При этом к аноду диода 20 приложено отрицательное напр жение -Е и диод 20 также закрыт (на катоде диода 20 действует практически нулевое напр жение суммирующей точки - входа 6 интегратора k), Аналогично при VgCE усилитель 15 смещаетЬ в область положительного насыщени и при сеетодиод 19 закрыт. Поэтому к Катоду диода 21 прикладываетс положительное напр жение +Е, закрывающее этот диод„If provided, a negative voltage is applied between the anode and the cathode of the LED 18 and the LED 18 is closed. At the same time, negative voltage -E is applied to the anode of diode 20 and diode 20 is also closed (almost zero voltage of summing point - input 6 of integrator k acts on the cathode of diode 20). Similarly, when VgCE, amplifier 15 shifts to positive saturation and when LED 19 is closed. Therefore, a positive voltage + E is applied to the cathode of diode 21, covering this diode

Таким образом, в режим автоматического управлени , когда след ща система 7 отрабатывает сигнал задани V со скоростью развертки, выход усилители 8 рассогласовани отключен от дополнительного выхода 6 интв;ратора i,и введенный в систему контур, состо щий из операционных усилителей 14 и 15 и соответствующих цепей св зи , не оказывает вли ни на работу системы.Thus, in the automatic control mode, when the tracking system 7 processes the reference signal V with the scanning speed, the output of the error amplifiers 8 is disconnected from the additional output 6 of the intv, rator i, and the circuit introduced into the system, consisting of operational amplifiers 14 and 15 and relevant communication circuits do not affect the operation of the system.

Если же в этом режиме происходит заклинивание регулирующего органа 10, то выходное напр жение усилител 8 рассогласовани возрастает и при ошибке IV2-V -| min имeeмlVв) Е. Величина минимальной ошибки Д,, при которой , определ етс выражением ДIf in this mode the regulator 10 becomes jammed, then the output voltage of the error amplifier 8 increases even with error IV2-V - | min imemlVv) E. The magnitude of the minimum error D ,, for which, is determined by the expression D

,где К - коэфmm кwhere K is the coefficient of

8eight

фициент усилени усилител 8 рассогласовани ,amplification amplifier 8 mismatch,

В зависимости от знака напр жени VQ замыкаетс одна из цепей св зи , соедин юща выход усилител 8 с входом 6 интегратора Ц. Так при VQ.O и VQ -Е на выходе операционного усилител 14 по вл етс положительное напр жение которое при некоторой ошибке и j оказываетс достточным дл открывани светодиода 18 и диода 20, Величина ошибки Д может быть найдена по формулеDepending on the sign of the voltage VQ, one of the communication circuits, connecting the output of amplifier 8 to the input 6 of integrator Ts, closes. Thus, with VQ.O and VQ-E, a positive voltage appears at the output of operational amplifier 14 which with some error and j is sufficient for opening the LED 18 and the diode 20. The magnitude of the error D can be found by the formula

ih ih

R.6 л «о ПR.6 l "o P

11 Ъ -1411 b -14

ROO Ко К, ROO Co.,

22 22

9 где R fR229 where R fR22

сопротивлени резисторов 16 и 22;resistances of resistors 16 and 22;

Vn пороговое напр жение, определ емое суммой пр мых падений на светодиоде 18 и диоде 20;Vn is the threshold voltage determined by the sum of the direct drops on the LED 18 and the diode 20;

Claims

Claim

1 "The control system of the regulatory body containing the master, and

9 Yu04963 10 is also connected in series by an integrator, amplifier, actuator, regulator, feedback sensor, the output of which is connected to the second input of the amplifier, 5 characterized in that, in order to increase reliability, a limiter amplifier and a matching and control unit are introduced into the system connected by the input to the output of the amplifier, Yu and the output to the second input of the integrator, the first input of the amplifier-limiter is connected to the output of the setter, the second input to the output of the integrator.

2. The control system according to claim 1, characterized in that the matching and control unit contains two parallel circuits, each of which consists of 20 connected reference voltage sources, an operational amplifier, a limiting resistor, an LED and a diode, and the reference source output voltage is connected to the LED through a current-sensing resistor, the second inputs of the first and second opation amplifiers are connected and connected to the inputs of the matching and control unit, the first and second diodes are connected and connected enes to the output unit coordination and control.