SU1432455A1 - Multifunction regulator - Google Patents

Multifunction regulator Download PDF

Info

Publication number
SU1432455A1
SU1432455A1 SU864088653A SU4088653A SU1432455A1 SU 1432455 A1 SU1432455 A1 SU 1432455A1 SU 864088653 A SU864088653 A SU 864088653A SU 4088653 A SU4088653 A SU 4088653A SU 1432455 A1 SU1432455 A1 SU 1432455A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
amplifier
input
adder
output
rectifier
Prior art date
Application number
SU864088653A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Абрамович Какузин
Виктор Иванович Крысенко
Владимир Яковлевич Майстренко
Александр Владимирович Щербинин
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3403
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-3403 filed Critical Предприятие П/Я А-3403
Priority to SU864088653A priority Critical patent/SU1432455A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1432455A1 publication Critical patent/SU1432455A1/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и может быть использовано при создании систем регулировани  теплоэнергетических и электроэнергетических объектов и процессов, а также при управлении приводами станков и механизмов . Цель изобретени  - повышение качества процессов регулировани  и расширение области использовани . Регул тор содержит первый усилитель 1, блок 2 дифференцировани , первый выпр митель 3, второй выпр митель 4, первьй 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 сумматоры, делитель 9 напр жени , усилитель 10 с переменным коэффициентом усилени , нелинейный блок 11 типа насьпцение, второй усилитель ,12, инерционное звено 13, исполнительный механизм 14. Поставленна  цель достигаетс  за счет введени  в структуру регул тора канала функционального преобразовани  двух координат в составе двух сумматоров 7 и 8, двух выпр мителей 3 и 4, делител  9 напр жени , нелинейного блока 11 типа насыщение и усилител  10 с переменным коэффициентом усилени . В результате достигаетс  возможность измен ть коэффициент усилени  регул тора в завис1-смости от режима. 1 ил. t i /)The invention relates to automation and can be used in the creation of systems for regulating thermal power and electric power facilities and processes, as well as in controlling the drives of machine tools and mechanisms. The purpose of the invention is to improve the quality of regulatory processes and expand the scope of use. The regulator contains the first amplifier 1, differentiation unit 2, first rectifier 3, second rectifier 4, first 5, second 6, third 7 and fourth 8 adders, voltage divider 9, variable gain amplifier 10, nonlinear unit 11 of type natspit, second amplifier, 12, inertial link 13, actuator 14. The goal is achieved by introducing into the channel control structure a functional transformation of two coordinates consisting of two adders 7 and 8, two rectifiers 3 and 4, voltage divider 9, neli eynogo type saturation unit 11 and the amplifier 10 with a variable gain coefficient. As a result, it is possible to vary the gain of the regulator depending on the mode. 1 il. t i /)

Description

Z  Z

0000

tctc

((

ел елate

11431143

Изобретение относитс  к автоматике и может быть использовано при создании систем регулировани  теплоэнергетическими и электроэнергетическими объектами и процессами, а также при управлении приводами станков и меха- ниамов.The invention relates to automation and can be used in the creation of control systems by heat-and-power and electric power facilities and processes, as well as in the control of the drives of machines and mechanisms.

Цель изобретени  - повышение качества процессов регулировани  и рас- ширение области использовани .The purpose of the invention is to improve the quality of control processes and expand the field of use.

На чертеже гфедставлена блок-схема регул тора.In the drawing there is a block diagram of the regulator.

Регул тор содержит первьй усилиRegulator contains first effort

Входной сигнал X, поступает на входы усилител  1., блока 2 диффер цировани  и на сумматор 7. На вто вход сумматора 7 поступает сигналThe input signal X is fed to the inputs of the amplifier 1., the block 2 of the differentiation and the adder 7. At the WTO input of the adder 7 receives a signal

тель 1, блок 2 дифференцировани , пер-}5 Х. Выходные сигналы усилител  1body 1, differentiation unit 2, trans-} 5 X. Output signals of amplifier 1

вый 3 и второй 4 выпр мители, первый 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 сумматоры, делитель 9 напр жени , усилитель 10 с переменным коэффициентом усилени , нелинейный блок 11 типа на-20 сьпцение, второй усилитель 12, инерционное звено 13, исполнительный механизм 14.3 and 2 second rectifiers, the first 5, the second 6, the third 7 and the fourth 8 adders, the voltage divider 9, the amplifier 10 with variable gain, the nonlinear unit 11 of type 2020, the second amplifier 12, the inertial link 13, actuator 14.

Передаточные функции блоков регул тора имеют вид первого усилител  1 W(P)-K, где К, - коэффициент усилени  усилител J блока 2 дифференцировани  W(P) , где Kj - коэффициент усилени  дифференциатора; усилител  10 с переменным коэффициентом усилени  W,o(P) KjCX), где К.СХ) - регулируемый коэффициент усилени , второго усилител  12 W,(P) 7 Д К, - коэффициент усилени  , инерционКвThe transfer functions of the regulator blocks have the form of the first amplifier 1 W (P) -K, where K, is the gain of amplifier J of differentiation unit 2 W (P), where Kj is the gain of the differentiator; amplifier 10 with variable gain W, o (P) KjCX), where K.CX) is the adjustable gain factor, the second amplifier 12 W, (P) 7 D K, is the gain factor, inertia

2525

30thirty

кого звена 13 W,,(P)whom level 13 W ,, (P)

6 й 6 th

-Де 35 De 35

коэффициент усилени  и посто нна  времени этого звена; исполни тельного механизма 14 W..(P) the gain and constant time of this link; 14 W .. (P)

где Ту посто нна  времени интегри: ровани .where Tu is the time constant of the integra: rovani.

.Обозначим выходные сигналы первого усилител  1 Х блока 2 дифферен-. цировани  2 Х, первого сумматора 5 Xj, третьего сумматора 7 Х первого выпр мител  3 Х, делител  9 напр жени  Xtt, четвертого сумматора 8 Х,, .. Denote the output signals of the first amplifier 1 X block 2 differential. Cycling 2 X, the first adder 5 Xj, the third adder 7 X the first rectifier 3 X, the divider 9 voltage Xtt, the fourth adder 8 X ,.

4040

4545

6 второго 6 second

го элементаth element

выпр мител  4 Х,, нелинейно- насыщение rectifier 4 X ,, nonlinear saturation

1t типа1t type

а I ( iniiei паиоыцспш: С переменньм коэффициен-and I (iniiei paioitspsh: With variable coefficient

усилител booster

том усилени  Х,, инерционного звенаvolume gain X ,, inertial link

13 X,,, второго сумматора 6 К,.13 X ,,, the second adder 6 K ,.

Тогда уравнени  св зи сигналов регул тора имеют видThen the equations of the regulator signals are

X, + Х + |Хб1 X, + X + | Hb1

Л4L4

IX, - X, IX, - X,

МО.MO

Хо 1х ,|IX . - X,Ho 1x, | ix. - X,

7 7

5555

XX

иand

у у .y

А л,,,And l ,,,

и блока 2 дифференцировани  посту ют на сумматор 5, а с сумматора 7 . на вход выпр мител  3. С выхода в р мител  3 сигнал поступает на пе вход сумматора 8, на второй вход торого поступает сигнал с выхода лител  9. С выхода сумматора 8 си нал подаетс  на вход выпр мител  С выхода выпр мител  4 сигнал пос пает на вход нелинейного блока 11 типа насьпцение, с выхода которо на второй вход усилител  10 с пер менным коэффициентом усилени , на вый вход которого поступает сигна с сумматора 5. Выход усилител  1 переменным коэффициентом усилени  соединен на вход сумматора 6, вых которого подключен на вход усилит 12, охваченного инерционным звено 13 по закону отрицательной обратн св зи. Выход усилител  12 соедине с входом исполнительного механизмand the differentiation unit 2 is placed on the adder 5, and from the adder 7. to the input of the rectifier 3. From the output to the receiver 3, the signal goes to the ne input of the adder 8, to the second input of the signal from the output of the switch 9. From the output of the adder 8, the signal goes to the input of the rectifier From the output of the rectifier 4 the signal goes to the input of a nonlinear unit 11 of a type, the tip, from the output of which is to the second input of the amplifier 10 with a variable gain factor, the input of which receives a signal from the adder 5. The output of the amplifier 1 is connected by a variable gain to the input of the adder 6, the output of which is connected to the input of the amplifier 12 covered in Operative link 13 according to the law of negative feedback. The output of the amplifier 12 is connected to the input of the actuator

При первоначальном подключении регул тора к объему усилител  10 переменным коэффициентом усилени  танавливаетс  малый коэффициент у лени , что способствует плавному гону объекта регулировани  вдоль ницы области ограничений и постеп ному переходу его в режим стабили ции. По мере уменьшени  входных с налов X, и Xj коэффициент усилени усилител  10 увеличиваетс , а в р ме стабилизации при определенных ках с помощью нелинейного блока типа насьщение он устанавливает оптимальным дл  данного режима ст лизации.At the initial connection of the regulator to the volume of the amplifier 10, the variable gain factor reduces the small coefficient of laziness, which contributes to the smooth control of the control object along the limit area and gradually transitioning it to the stabilization mode. As input inputs from X and Xj decrease, the gain of amplifier 10 increases, and in the stabilization period, with certain levels, using a non-linear saturation block, it is optimal for this mode of stabilization.

Как известно, усилители с упра емым коэффициентом усилени  увели вают его пр мо пропорционально вх ному сигналу, в то же врем  практ систем автоматического регулирова свидетельствует о том, что дл  плAs is well known, amplifiers with an adjustable gain increase it in direct proportion to the input signal, while at the same time the practice of automatic control systems indicates that for PL

К,, Х,, X.K ,, X ,, X.

К„ Х,„при Х.„ XK „X,„ with X. „X

° °

чоwhat

где Xwhere is x

00

1one

допустима  величина, определ юща  переход в режим стабилизации.a value defining the transition to stabilization mode is permissible.

Регул тор работает следукнцим образом .The regulator operates in the following manner.

Входной сигнал X, поступает на входы усилител  1., блока 2 дифференцировани  и на сумматор 7. На второй вход сумматора 7 поступает сигналThe input signal X is fed to the inputs of the amplifier 1., block 2 differentiation and the adder 7. The second input of the adder 7 receives the signal

Х. Выходные сигналы усилител  1X. Output signals amplifier 1

5 Х. Выходные сигналы усилител  15 X. Output signals amplifier 1

00

5five

00

5five

00

5five

5five

и блока 2 дифференцировани  поступают на сумматор 5, а с сумматора 7 - .на вход выпр мител  3. С выхода выпр мител  3 сигнал поступает на первый вход сумматора 8, на второй вход которого поступает сигнал с выхода делител  9. С выхода сумматора 8 сигнал подаетс  на вход выпр мител  4. С выхода выпр мител  4 сигнал поступает на вход нелинейного блока 11 типа насьпцение, с выхода которого - на второй вход усилител  10 с переменным коэффициентом усилени , на первый вход которого поступает сигнал с сумматора 5. Выход усилител  10 с переменным коэффициентом усилени  подсоединен на вход сумматора 6, выход которого подключен на вход усилител  12, охваченного инерционным звеном 13 по закону отрицательной обратной св зи. Выход усилител  12 соединен с входом исполнительного механизма 14.and the differentiation unit 2 goes to the adder 5, and from the adder 7 - to the input of the rectifier 3. From the output of the rectifier 3, the signal arrives at the first input of the adder 8, to the second input of which a signal comes from the output of the divider 9. From the output of the adder 8 the signal is fed to the input of the rectifier 4. From the output of the rectifier 4, the signal is fed to the input of a nonlinear block 11 of the type, the tip of which is output to the second input of the amplifier 10 with a variable gain, the first input of which receives a signal from the adder 5. The output of the amplifier is 10 s variable coefficient Amplifier amplifier is connected to the input of the adder 6, the output of which is connected to the input of the amplifier 12 covered by the inertial link 13 according to the law of negative feedback. The output of the amplifier 12 is connected to the input of the actuator 14.

При первоначальном подключении регул тора к объему усилител  10 с переменным коэффициентом усилени  устанавливаетс  малый коэффициент усилени , что способствует плавному разгону объекта регулировани  вдоль границы области ограничений и постепенному переходу его в режим стабилизации . По мере уменьшени  входных сигналов X, и Xj коэффициент усилени  усилител  10 увеличиваетс , а в режиме стабилизации при определенных ошибках с помощью нелинейного блока 11 типа насьщение он устанавливаетс  оптимальным дл  данного режима стабилизации .When the regulator is initially connected to the volume of the amplifier 10 with a variable gain, a small gain is established, which contributes to the smooth acceleration of the control object along the boundary of the region of limitation and its gradual transition to the stabilization mode. As the input signals X, and Xj decrease, the gain of amplifier 10 increases, and in stabilization mode with certain errors using the nonlinear block 11 of the nastia type, it becomes optimal for this stabilization mode.

Как известно, усилители с управл емым коэффициентом усилени  увеличивают его пр мо пропорционально входному сигналу, в то же врем  практика систем автоматического регулировани  свидетельствует о том, что дл  плав31As is well known, amplifiers with controlled gain increase it directly in proportion to the input signal, while the practice of automatic control systems indicates that for smooth 31

него разгона необходимо мен ть коэффициент усилени  от меньшего к большему . Поскольку ошибка регулировани  при разгоне по координатам Х и Х, измен етс  от максимального к минимальному , то с помощью элементов 3, 4, 9 и 11 реализуетс  обратно пропорциональна  зависимость от ошибки регулировани . Начальный коэффициент усилени  управл емого усилител  10 можно установить достаточно калым, в 40-80 раз меньше коэффициента усилени  на режиме стабилизации, а в дальнейшем в регул торе автоматически будет выбиратьс  необходимый коэффициент дл  прохождени  допустимой области по ограничени м.for its acceleration it is necessary to change the gain factor from smaller to larger. Since the control error during acceleration along the coordinates X and X, varies from maximum to minimum, then using elements 3, 4, 9, and 11, the dependence on the control error is inversely proportional. The initial gain of the controllable amplifier 10 can be set sufficiently high, 40-80 times less than the gain in the stabilization mode, and later on the controller will automatically select the necessary coefficient to cover the allowable area of the limits m.

Известно, что передаточна  функци  ПИД-регул тора имеет видIt is known that the transfer function of the PID controller is

1 + Т(Р1 + T (P

1one

+ т;-р),(1) . и+ t; -р), (1). and

коэффициент усилени ; оператор Лапласа; посто нна  времени интегрировани ,gain factor; Laplace operator; constant integration time,

посто нна  времени дифференцировани . передаточную функцию constant differentiation time. transfer function

ТиР +TiR +

Т«РT "P

laliP.laliP.

(2)(2)

Передаточна  функци  регул тора с учетом передаточных функций блоков равнаThe transfer function of the controller, taking into account the transfer functions of the blocks, is equal to

W fP) - WpW - x(pjW fP) - WpW - x (pj

K5(X,,j)j, K5 (X ,, j) j,

1 +1 +

() J() J

К,, J K ,, J

Из сравнени  следует, чтоFrom the comparison it follows that

) Кр(Х); Т,) Cr (X); T,

выражений (2) и (4)expressions (2) and (4)

. .

к,to,

TJ-iTJ-i

Kili.Kili.

к,to,

(4)(four)

(5) следует расчет Т(5) should be calculated T

к,т, 5) k, t, 5)

к.to.

к. ТаK. Ta

Таким образом, изменение Kj(X) не вносит изменени  в значени  остальных параметров регул тора.Thus, the change in Kj (X) does not change the value of the other parameters of the controller.

Благодар  введению в структуру регул тора канала функ1у5онального преобразовани  двух координат в составе двух сумматоров, двух выпр мителей , делител  напр жени , нелинейного блока типа насыщение и усилител  с переменным коэффициентом усилени  достигаетс  возможность изменить коэффициент усилени  регул тора , что позвол ет осуществить с помощью одного регул тора три оп- тимальньк режима : разгон, торможение и стабилизацию, повысить качество процессов регулировани , сократить объем оборудовани ,увеличить функциональную гибкость и расширить область использовани .By introducing into the channel regulator structure a functional two-coordinate transformation of two adders, two rectifiers, a voltage divider, a nonlinear block such as saturation, and an amplifier with a variable gain, it is possible to change the gain of the regulator, which allows tori three optimal modes: acceleration, braking and stabilization, improve the quality of control processes, reduce the amount of equipment, increase functional flexibility and expand the scope of use.

Claims (1)

20 Формула изобретени 20 claims . .  ; ; 2525 30thirty с with 3535 4040 4545 5050 ТT 5555 Многофункциональный регул тор, содержащий первый усилитель, последовательно соединенные блок дифференцировани  и первый сумматор, последовательно соединенные второй сумматор , второй усилитель и инерционное звено, первый вход многофункционального регул тора соединен с входом первого усилител  и входом блока Дифференцировани , выход первого усилител  подключен к второму входу первого сумматора, выход второго усилител  соединен через исполнительный механизм с выходом многофункционального регул тора, выход инерционного звена соединен с вторым входом второго сумматора, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  качества процессов регулировани  и расширени  области использовани , в него введены делитель напр жени  и последовательно соединенные третий сумматор , первый выпр митель, четвертый сумматор, второй выпр митель, нелинейный блок типа насьщение и уси- литель с переменным коэффициентом усилени , причем второй вход многофункционального регул тора подсоединен к.первому входу третьего сумматора , второй вход которого подключен к входу блока дифференцировани , выход делител  напр жени  соединен с вторым входом четвертого сумматора, выход первого сумматора св зан с вторым входом усилител  с переменньи коэффициентом усилени , выход которого соединен с входом второго сумма тора.A multifunction controller containing the first amplifier, the differentiation unit connected in series and the first adder, the second adder connected in series, the second amplifier and the inertial link, the first input of the multifunctional regulator are connected to the input of the first amplifier and the input of the Differentiation unit, the output of the first amplifier is connected to the second input of the first the adder, the output of the second amplifier is connected through an actuator with the output of the multifunctional regulator, the output of the inertial link Connected to the second input of the second adder, characterized in that, in order to improve the quality of the regulation processes and expand the field of use, a voltage divider and successively connected third adder, first rectifier, fourth adder, second rectifier, nonlinear block are introduced into it type saturation and variable gain amplifier, the second input of the multifunctional controller connected to the first input of the third adder, the second input of which is connected to the input of the differential block Hovhan, the output voltage divider is connected to the second input of the fourth adder, the first adder output is coupled to the second input of the amplifier peremenni gain amplifier whose output is connected to the input of the second amount of the torus.
SU864088653A 1986-07-11 1986-07-11 Multifunction regulator SU1432455A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864088653A SU1432455A1 (en) 1986-07-11 1986-07-11 Multifunction regulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864088653A SU1432455A1 (en) 1986-07-11 1986-07-11 Multifunction regulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1432455A1 true SU1432455A1 (en) 1988-10-23

Family

ID=21245659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864088653A SU1432455A1 (en) 1986-07-11 1986-07-11 Multifunction regulator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1432455A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ротач В.Я. Расчет динамики про- мьшшенных автоматических систем регулировани . - М.: Энерги , 1973, с. 198, 205-208, 422. Штейнберг Ш.Е. и- др. Промьшшенные автоматические регул торы. - М.: Энерги , 1973, с. 32, рис. 1.76. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100437178B1 (en) Position controller
KR920010102B1 (en) Control device for servo motor
SU1432455A1 (en) Multifunction regulator
US6920362B2 (en) Control apparatus
US5052899A (en) Anti-surge compressor loading system
US5050709A (en) Elevator control apparatus
JPS62241006A (en) Auto-tuning controller
RU2011286C1 (en) Dc electric drive
JPS5847567A (en) Electric power source for welding
SU1200241A1 (en) Control system for object with time lag
SU997009A1 (en) System for automatic regulating of high voltage
RU2172857C1 (en) Gas-turbine engine automatic control system
SU1049864A1 (en) Servo drive
SU1270744A1 (en) Device for controlling force parameters and operational feed of cutting process
JPH02129702A (en) Process controller
SU1108593A2 (en) Electric drive with followed adjusting of parameters
JPS5941004A (en) Process control device
SU941637A1 (en) System for automatic control of boiler power installation
JPH08263105A (en) Repetitious control unit
JPH0334320B2 (en)
RU2113005C1 (en) Pneumatic regulator
SU824138A1 (en) Sele-adjusting regulator of metal-working wachine tool feed
KR830002748B1 (en) Position control method of numerical control machine tool
JPH11119833A (en) Gain adjustment device for position adjuster
SU1060797A1 (en) System of automatic control of turbine