SU744436A1 - Шаговый регул тор - Google Patents

Description

Изобретение относится к области нелинейного импульсного регулирования параметров технологических процессов.

Известен релейный регулятор {1], содержащий формирователь сигнала рассогласования, трехпозиционный релейный элемент, исполнительные органы, генератор тактовых импульсов и логические элементы.

В данном регуляторе точность определяется величиной зоны нечувствительности трехпозиционного релейного элемента. Причем с точки зрения точности и помехоустойчивости требования, предъявляемые к величине этой зоны, противоречивы, что ограничивает качественные параметры регулятора.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является дискретный регулятор [2], содержащий сумматор, первый вход которого соединен с входом регулятора, а выход — с входом импульсного элемента, и последовательно соединенные трехпозиционный элемент, блок деления и регулирующий орган, связанный через объект регулирования с вторым входом сумматора.

Недостатком известного регулятора является низкая точность в случае, когда зона нечувствительности трехпозиционного элемента выбрана достаточно большой для обеспечения помехоустойчивости регулятора.

Цель изобретения — повышение точности регулятора.

Указанная цель достигается тем, что в него введены второй сумматор и последова5 тельно соединенные счетчик тактов, пороговый элемент и блок сброса, первый и второй выходы которого соединены соответственно с сбросовыми входами второго сумматора и счетчика тактов, вход второго 10 сумматора подключен к первому выходу импульсного элемента, а выход — к входу трехпозиционного элемента, выход которого соединен с вторым входом блока сброса, второй выход импульсного элемента соеди15 нен с входом счетчика тактов, выход которого подключен к управляющему входу блока деления.

Блок-схема шагового регулятора приведена на чертеже.

Он содержит первый сумматор 1, импульсный элемент 2, второй сумматор 3, трехпозиционный элемент 4, блок 5 деления, регулирующий орган 6, связанный с объектом 7 регулирования, счетчик 8 так25 тов, пороговый элемент 9 и блок 10 сброса.

Работа регулятора происходит следующим образом.

Импульсный элемент 2 разбивает процесс регулирования на такты.

Отклонение Δχ регулируемой величины . ‘ Г'· 744436 ~х '

3, .-'Л - ' от заданной определяютв Нервом сумматоре 1. Схема 10 сбрасывает' содержание второго сумматора 3 и счетчика 8 тактов на нуль.

При срабатывании импульсного э'лемёйта 2 в сумматор 3 записывается величина отклонения регулируемой переменной от заданной в момент срабатывания импульсного элемента. Одновременно в счетчик 8 тактов записывается единица. Величина отклонения Ах, составляющая содержание сумматора 3, сравнивается в трехпозиционном элементе 4 с числами +б_п—б, определяющими границы зоны нечувствительности. Регулирующий орган 6 передвигают в том случае, если на выходе трехпозиционного элемента появится сигнал. Сигнал +С появляется в случае Δχ^δ, а —С — в случае ΔχΟ—δ. Так как содержание счетчика 8 тактов единица, то блок 5 деления этого сигнала не меняет и регулирующий орган передвигается соответственно на шаг + Сили —С. Направление движения регулирующего органа должно быть таким, чтобы вызывало уменьшение отклонения Ах. Одновременно выходной сигнал трехпозиционного элемента воздействует на блок 10 сброса, который определяет второй сумматор и счетчик тактов. Если в каком-то такте регулирования отклонение Ах(п) оказывается в интервале [—δ, б], т. е. |Δχ|<δ. Так как на входе трехпозиционного элемента сигнал в этом случае отсутствует, то обнуления не производится. В сумматоре 3 запоминается отклонение Ах.

В следующем такте текущее значение отклонения в сумматоре 3 суммируется с предыдущим значением отклонения. Одновременно в счетчик тактов добавляется единица. Полученная сумма Si сравнивается в трехпозиционном элементе с числами ±6. Если при этом оказывается, что Si>6 или Sj<—б, то исполнительный механизм переС С двигают соответственно на’— или ——, так как выходной сигнал трехпозиционного элемента 4 в блоке 5 деления делится на содержание счетчиков 8 тактов, т. е. на два.

Одновременно выходной сигнал трехпозиционного элемента 4 воздействует на блок 10 сброса. Если же оказывается, что |5]|<δ, то на выходе трехпозиционного элемента 4 сигнала не будет, сумма запоминается в сумматоре 3 и очередное срабатывание импульсного элемента начинает следующий такт регулирования.

В этом такте производятся аналогичные процедуры, операции.

В том случае, если появляется сигнал на выходе· трехпознционного элемента, то в блоке деления он делится на три, т. е. на содержание счетчика 8 тактов. Если же через заданное число тактов регулирования 5 окажется, что |S| <δ, то срабатывает пороговый элемент 9. Его выходной сигнал поступает на'блок 10, который сбрасывает содержание сумматора 3 и счетчика 8 тактов на нуль. При этом регулирующий орган не Ю передвигается.

Описанный шаговый регулятор был применен для регулирования расхода жидкости в бумажном производстве. На входе системы действовала случайная помеха, макси15 мальное значение которой составляло 3%. Выбрав δ = 6% от номинального расхода, удалось получить погрешность регулирования в установившимся режиме при устойчивом процессе не более 0,6%, в то же время 20 при обычном шаговом регуляторе погрешность регулирования была не менее 3%·

Таким образом, применение данного регулятора позволит значительно повысить точность регулирования технологических пара25 метров производственных процессов и, как следствие, повысить качество выпускаемой продукции.

Claims (2)

1. 6т заданной определ ютв rtepBoM сумматоре 1. Схема 10 сбрасываетсодержание второго сумматора 3 и счетчика 8 тактов на нуль. При срабатывании импульсного элемёйта 2 в сумматор 3 записываетс  величина отклонени  регулируемой переменной от заданной в момент срабатывани  импульсного элемента. Одновременно в счетчик 8 тактов записываетс  единица. Величина отклонени  Ах, составл юща  содержание сумматора 3, сравниваетс  в трехпозиционном элементе 4 с числами , определ ющими границы зоны нечувствительности. Регулирующий орган 6 передвигают в том случае, если на выходе трехпозиционного элемента по витс  сигнал. Сигнал +С по вл етс  в случае , а -С - в случае . Так как содержание счетчика 8 тактов единица, то блок 5 делени  этого сигнала не мен ет и регулирующий орган передвигаетс  соответственно на шаг + С или -С. Направление движени  регулирующего органа должно быть таким, чтобы вызывало уменьшение отклонени  Ах. Одновременно выходной сигнал трехпозиционного элемента воздействует на блок 10 сброса, который определ ет второй сумматор и счетчик тактов . Если в каком-то такте регулировани  отклонение Ах(п) оказываетс  в интервале -6,6, т. е. |Ал:| б. Так как на входе трехпозиционного элемента сигнал в этом случае отсутствует, то обнулени  не производитс . В сумматоре 3 запоминаетс  отклонение Ад:. В следующем такте текущее значение отклонени  в сумматоре 3 суммируетс  с предыдущим значением отклонени . Одновременно в счетчик тактов добавл етс  единица . Полученна  сумма Si сравниваетс  в трехпозиционном элементе с числами ±6. Если при этом оказываетс , что или , то исполнительный механизм пере .С С двигают соответственно на - или --, так как выходной сигнал трехпозиционного элемента 4 в блоке 5 делени  делитс  на содержание счетчиков 8 тактов, т. е. на два. Одновременно выходной сигнал трехпозиционного элемента 4 воздействует на блок 10 сброса. Если же оказываетс , что , то на выходе трехпозиционного элемента 4 сигнала не будет, сумма запоминаетс  в сумматоре 3 и очередное срабатывание импульсного элемента начинает следующий такт регулировани . В этом такте производ тс  аналогичные процедуры, операции. В том случае, если по вл етс  сигнал на выходе- -трехпоз-йционного злементй, То и блоке делени  он делитс  на три, т. е. на содержание счетчика 8 тактов. Если же через заданное число тактов регулировани  окажетс , что , то срабатывает пороговый элемент 9. Его выходной сигнал поступает наблок 10, который сбрасывает содержание сумматора 3 и счетчика 8 тактов на нуль. При этом регулирующий орган не передвигаетс . Описанный шаговый регул тор был применен дл  регулировани  расхода жидкости в бумажном производстве. На входе системы действовала случайна  помеха, максимальное значение которой составл ло 3%. Выбрав 6 6% от поминального расхода, удалось получить погрещность регулировани  в установивщимс  режиме при устойчивом процессе не более 0,6%, в то же врем  при обычном шаговом регул торе погрешность регулировани  была не менее 3%. Таким образом, применение данного регул тора позволит значительно повысить точность регулировани  технологических параметров производственных процессов и, как следствие, повысить качество выпускаемой продукции. Формула изобретени  Шаговый регул тор, содержащий первый сумматор, первый вход которого соединен с входом регул тора, выход - с входом импульсного элемента, и последовательно соедипенные трехпозиционный релейный элемент , блок делени  и регулирующий орган, св занный через объект регулировани  с вторым входом первого сумматора, отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности регул тора, в него введены второй сумматор и последовательно соединенные счетчик тактов, пороговый элемент и блок сброса, первый и второй выходы которого соединены соответственно с сбросовыми входами второго сумматора и счетчика тактов , вход второго сумматора подключен к первому выходу импульсного элемента, а выход - к входу трехпозиционного релейного элемента, выход которого соединен с вторым входом блока сброса, второй выход импульсного элемента соединен с входом счетчика тактов, выход которого подключен к управл ющему входу блока делени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 612204, кл. 2 G 05В 11/14, 1976.
2. 2.Круг Е. К. и др. Цифровые регул торы. М., «Энерги  1966 с. 52 (прототип).