SU570028A1 - Позиционное регулирующее устройство - Google Patents

Description

(54) ПОЗИЦИОННОЕ РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТЮЙСТВО

Изобрете1дае относитс  к области автоматики, а именно к устройствам дл  автоматического позиционного регулировани  параметров различных технологических процессов и может быть использовано во всех отрасл х народного хоз йства дл  регулировани  температуры, уровн , давлени  и т.д.

Известны регулирующие устройства, работающие с злектрическим исполнительным механизмом, который перемещаетс  со скоростью, определ емой отклонением регулируемого параметра от заданного значени , что соответствует интегральному закону регулировани , отличающемус  неустойчивостью и привод щему в системах регулировани  с большим запаздыванием к недопустимому перерегулироват1ю . Стремление снизить амплитуды автоколебаний приводит к уменьшению средней скорсюти отработки сигнала, а это при непрерьшно действующих на систему случайных возмущени х ухудшает способность системы к парированию возмущений 1 , 2.

Н;1иболес близким к изобретению по технической сущности  вл етс  регулирующее устройство, содержащее генераторы импульсов, выходы которых подключены к первому входу логического

ока, второй вход которого соединен с датчиком сигнала, первый и второй выходы логического блока подключены соответственно через первый и второй усилители к первому и второму входам j исполнительного механизма 3.

Недостатком данного устройства  вл етс  то, что вне пределов зоны нечувствительности регулирующее воздействие остаетс  посто нным независимо от величины возмущени , а зто при боль0 щом запасе по регулирующему воздействию и больншх залаздьшани х может привести к больщой амплитуде автоколебаний или к срьшу автоколебании при малом запасе по регулирующему воздействию .

8Целью изобретени   вл етс  повьщ1ение точностн и надежности устройства.

Достигаетс  зто благодар  тому, что в известное устройство дополнительно введены инвертор и дифферешщрующий элемент, причем выход датчика сигнала через дифференцирующий элемент подключен к первым входам первого и второго генераторов импульсов и к третьему входу логического блока, третий выход которого соединен с вторым входом второго генератора импульсов и через инвертор - с вторым входом первого генератора импульсов. Кроме того, логический блок содержит элементы И, Запрет и счетчик импульсов, к первому входу которого и первым входам элементов И и Запрет подключен первый вход логического блока, второй вход которого соединен с вторыми входами элементов И и Запрет, третий вход логического блока соединен с вторым входом счетчика импульсов, а выходы элементов И, Запрет и счетчика импульсов соединены соответственно с первым, вторым и третьим выхода ш логического блока.

На юртеже П шедена структурна  схема позиционного регулирующего устройства.

Устройство содержит датчик сигнала 1, дифференцируинций элемент 2, даа генератора и шульсоа 3 и 4, два усилител  5 и 6, испопнительиый механизм, инверторе, логический блок 9, который содержит элементы И 10, Запрет 11 и счетчик импульсов 12 на двух т{жггерах 13 и 14.

бота устройства происходит следующим образом . В момент, когда регухшруемый параметр проходит через заданиое значение, выходной сигнал датчика 1 скачком измен ет свое значение. Импульс , возникающий при этом иа выходе даФФ рснцирукшдего элемента 2, устанавливает счетчик 12 на триггерах 13 и 14 в исходное состо ние и одновременно ориентирует генераторы 3 и 4 таким образом , чтобы при последукнцем поступлении на их вход единичного сигнала генераци  начиналась с выдачи импульса. При этом начинает свою работу генератор 3, иа вход которого поступает разрешающий сигнал с выхода инвертора 8. Выданный генератором 3 иыкульс заданной длительности At проходит через элементы И10 или Запрет 11 ( в зависимости от наличи  или отсутстви  сигнала на в 1ходе датчика сигнала) иа вход соответствующего усилител  (5 или 6), управл ющего работой исполнительного механизма 7. Кроме того, этот импульс опрокидывает триггер 13 счетчика импульсов 12, устанавлива  его в положение, соответствующее 1 на его вькоде. Исполнительный механизм 7 повора шваетс  на некоторый угол, обеспечивающий регулирующее воздействие, направленное в сторону ликвидащ1и возникщего рассогласовани  между регулируемым параметром и его заданным значением. Величина этого воздействи  (длительность импульса At . выдаваемого генератором импульсов 3) выбираетс  с таким расчетом, чтобы она была достаточной дл  преодолени  отклонений регулируемого параметра, вызванных возмущени ми, частота которых ссжзмерима с частотой автоколебаний (практически ниже последней в несколько раз).

После прохода через заданное значение регулируемый параметр в течение отрезка времени, равного эквивалентному запаздьшанию в системе, будет продолжать измен тьс  в прежнем направлении , а затем, пройд  через максимум, начнет движение к заданному значению под действием упом нутого выше регулирующего воздействи .

Если величина этого сигнала достаточна (с некоторым запасом) дл  того, чтобы заставить регулируемый параметр пройти через заданное значение , то этот переход произойдет до выдачи генератором 3 очередного импульса: периоды следовани  импульсов на выходе генераторов 3 и 4 устанавливаютс  при настройке регулирующего устройства равными или незначительно превышающими удвоенное врем  запаздьюани  в системе. При переходе регулируемого параметра через заданное значение генераторы 3 и 4 и триггеры 13 и 14 счетчика 12 окажутс  вновь ориентированными в исходное состо ние, после чего описанный процесс повторитс  с тем отличием, что теперь будет работать другой усилитель. Таков нормальный алго1ЖТМ функционировани  устройства.

Если регулирующего воздействи  недостаточно дл  изменени  пол рности рассогласовани  (срыв автоколебаний), либо имеет место значительна 

асимметри  полуциклов, на выходе генератора импульсов 3 успевает по витьс  второй импульс. Этот импульс опрокидьшает триггер 14 счетчика 12 в результате чего происходит переключение с генератора 3 на генератор 4. Счетчик импульсов 12 вьшолнен с блокировкой (показана на чертеже пунктиром ), преп тствующей поступлению на его вход продвигающих импульсов после опрокидьшани  триггера 14. Генератор 4 корректирующих импульсов длительностью Ate At будет работать до тех

пор, пока регулируемый параметр вновь не достигнет заданного значени , после чего произойдет новое переключение на генератор импульсов 3.

Таким образом, парирование относительно высокочастотных и небольших по величине возмущеНИИ устройство осуществл ет по позиционному ал-. горитму, а низкочастотных (значительных по амплитудам ) - по интегральному.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает по сравнению с известным устройством

следующие преимущества:

повышение точности (уменьшение алшлитуд ав- . токолебаний) за счет выбора основного регулирующего воздействи  небольшой величины, достаточной дл  парировани  относительных высокочастотных и небольших по величине возмущений;

повышение надежности (устойчивости работы) при больших по амплитудам низкочастотных возмущени х вследствие того, что дополнительно, кроме основного регулирующего воздействи , будет

формироватьс  корректирующее воздействие, которое обеспечит парирование указанных возмущений.

Claims (3)

1. Позиционное регулирующее устройство, содержащее генераторы импульсов, выходы которых подключены к первому входу логического блока, 155 второй вход которого соединен с д.зт-жком сигнала,

первый и второй выходы логического блока подключены соответственно через первый и второй усилители к первому и второму входам исполнительного механизма, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и надежности устройства , оно содержит инвертор и дифференцирующий элемент, причем выход датчика сигнала через диф (Ьеоениирующий элемент подключен к первым входам первого и второго генераторов импульсов и к третьему входу логического блока, третий выход которого соединен с вторым входом второго генератора импульсов и через инвертор - с вторым входом первого генератора импульсов.

2. Устройство ПОП.1, отличающеес  тем, что в нем логический блок содержит элементы И, Запрет и счетчик импульсов, к первому входу

которого и первым входам элементов И и 3anpci подключен первый вход логического блока, второй вход которого соединен с вторыми входами элементов И и Запрет, третий вход логического блока соединен с вторым входом счетчика импульсов, а выходы элементов И, Запрет и счетчика импульсов соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами логического блока.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

1..Авторское свидетельство СССР №446026, М.кл G 05 В 11/14, 13.03.73.

2.Авторское свидетельство СССР N 417768,

М. Кл. G 05 В 11/30,25.01.72.

3.Авторское свидетельство СССР №408271, М.Кл. G05B 11/26,27.07.71.