SU696410A1

SU696410A1 - Пропорционально-интегральнодифференциальный регул тор

Info

Publication number: SU696410A1
Application number: SU772521446A
Authority: SU
Inventors: Виталий Вульфович Певзнер; Алий Умярович Ялышев; Виктор Викторович Николаевский; Лев Николаевич Григорьев; Юрий Моисеевич Шапиро; Дмитрий Мордухович Мебель
Original assignee: Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения; Московский Завод Тепловой Автоматики
Priority date: 1977-08-15
Filing date: 1977-08-15
Publication date: 1979-11-05

Description

(54) ПРОПОРЦИОНАЛЬНО-ИНТЕГРАЛЬНО-ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР

Предлагаемое изобретение относитс .к области автоматического регулировани , а именно, к аналоговым пропорционально-интегрально-дифференцирующим (ПИД) устройствам упралени и может быть использовано при автоматизации различных производственных процессов.

Известны аналоговые ПИД-регул торы , содержащие сумматоры, усилители, интегратор и дифференциатор 1, 2, 3.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному вл етс ПИД-регул тор, содержащий последовательно соединенные первый сумматор , интегратор, второй сумматор и усилитель, выход которого через масштабирующий блок соединен со вторым входом второго сумматора и через релейный элемент - с nepBfcJM входом первого сумматора, второй вход которого соединен с третьим входом второго сумматора и через последовательно соединенные дифференциатор и третий сумматор - с четвертым входом второго сумматоВа . 4 .

Однако дл этого устройства характерна сложность схем ограничителей составл ющих закона регулировани , дл построени которых требуетс значительное количество активных элементов, и трудности, св занные с необходимостью одновременной настройки пределов ограничени всех ограничителей.

0

Цель изобретени - упрощение регул тора .

t

Это достигаетс тем, что в регул торе установлены два нелинейных

5 блока. Выход второго сумматора че , рез первый нелинейный блок соединен со вторым входом третьего сумматора. Выход релейного элемента через второй нелинейный Олок соединен со

0 вторым входом усилител .

Блок-схема устройства представлена на чертеже, где прин ты следующие обозначени ; первый, второй и третий

5 сумматоры 1-3, интегратор 4, дифференциатор 5, усилитель 6, масштабирующий блок 7, релейный элемент 8, первый и второй нелинейные блоки i9 и 10.

Регул тор работает следующим образом.

Входным сигналом регул тора вл етс сигнал рассогласовани Е между заданным ( X з, ) и фактическим значением ( X f) регулируемого параметра . Входной сигнал поступает одновременно на входы дифференциатора 5, сумматора 1 и сумматора 2. Выходной сигнал дифференциатора 5, пропорциональный производной по времени от входного сигнала , через третий сумматор 3 подаетс на вход сумматор 2. Выходной сигнал сумматора 1, проинтегрированный в интеграторе 4, также поступает на вход сумматора 2„ Поскольку последовательно включенные сумматор 2 и усилитель 6 охватываютс отрицательной обратной св зью с помощью масштабирующего блока 7, то в линейном режиме выходной сигнал услител 6 будет вл тьс алгебраической суммой пропорциональной, интегра ной и дифференциальной составл ющих закона регулировани , причем величина пропорциональной составл ющей будет определ тьс значени ми коэффициента передачи масштабирующего блока 7. Уровень ограничени выходного сигнала регул тора задаетс путем установки величины зоны нечувствительности трехпозиционного релейного элемента 8, В нелинейном режиме, когда.выходной сигнал регул тора стремитс выйти за пределы установленной зоны нечувствительности тгрехпозиционного релейного элемента 8, на его выходе по вл етс сигнал, который через второй нелинейный блок подаетс на вход усилител 6. Усилитель б оказываетс охваченным глубокой отрицательной обратной , св зью, котора предотвращает дальнейшее увеличение (или уменьшение ) выходного сигнала регул тора Величина выходного сигнала будет оставатьс посто нной и равной заданному уровню ограничени . При этом сигнал .на выходе второго нелинейного блока 10 близок к нулю. Выходной сигнал трехпозиционного релейного элемента 8, конечный уровенькоторого определ етс значением зоны нечувствительности второго нелинейного блока 10, поступае на вход сумматора i, в результате чего действие входного сигнала Б на интегратор 4 нейтрализуетс и прцесс интегрировани прекращаетс . Тем самым предотвращаетс возможность перегрузки сумматора 2 по канлу интегральной составл ющей и обеспечиваетс работа интегратора 4 в линейном режиме. Первый нелинейный блок 9 служит дл предотвращени перегрузки сумматора 2 по каналам пропорциональной и дифференциальной со тавл ющих закона регулировани . В

линейном режиме сигнал на выходе сумматора 2 значительно меньше половины величины зоны нечувствительности первого нелинейного блока 9. В нелинейном режиме, когда выходной сигнал регул тора достигает одного из пределов ограничени при дальнейшем изменении входного сигнала регул тора , сигнал на выходе сумматора 2 может резко возрасти, что чаще всего бывает при резких выбросах входного сигнала и при бросках производной по времени от входного сигнала. Когда выходной сигнал сумматора 2 незначительно превысит половину величины зоны нечувствительности первого нелинейного блока 9, на вход третьего сумматора 3 -будет подан сигнал отрицательной обратной св зи, который предотвратит дальнейшее увеличение выходного сигнала сумматора 2. Таким образом , поставленна цель упрощени существующего регулирующего устройства достигаетс за счет того, что в предлагаемом устройстве ИЗ схемы ограничени составл ющих закона регулировани исключаетс р д активных элементов, что,в свою очередь , приводит к значительному упрощению процесса настройки ограничителей всех составл ющих законов регулировани , который сводитс к установке необходимого значени з нечувствительности трехпозиционного релейного элемента.

Claims

Формула изобретени

Пропорционально-интегрально-дифференциальный регул тор, содержащий по ледовательно соединенные первый сумматор , интегратор, второй сумматор и усилитель, выход которого через масштабирующий блок соединен со вторшл входом второго сумматора и через релейный элемент - с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с третьим входом второго сумматора и через последовательно соединенные дифференциатор и третий сумматор - с четвертым входом второго сумматора, отличающийс тем, что, с целью упрощени регул тора в нем установлены два нелинейных блока, а выход второго сумматора через первый нелинейный блок соединен со вторым входом третьего сумматора, выход релейного элемента через второй нелинейньай блок соединен со вторым входом усилител .

.Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1с, , Автоматизаци , приборы контрол и регулировани производствен .ных процессов в нефт ной и нефтехимической промышленности. Под ред. Шиндлера Ю.И. Кн. 5. М., Недра, 1967, с. 176-177.
2, За вка №2383499 кл.с 05 В 11/01, 1977, по которой прин то решение о выдаче авторского свидетельства. 5
3. Патент ПНР № 73281, кл. 42 г- 11/01. -
4. Регулирующее устройство серии L-AB системы Flexel английской фирKent

Ялышев А. -Электричесмы

кие аналоговые регулирующие устройства систем промышленной автоматики.Обзорна информаци ЦНИИ ТЭИ приборостроени . Вып. 1. М., 1974, с. 8285 (прототип).

-)-сги- -