SU758064A1 - Регулятор для объектов с запаздыванием 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области автоматики, а именно,'к устройствам для автоматического регулирования динамических объектов с запаздыванием и может быть использовано в металлургии, химии и др. отраслях промышленности .

Известно большое количество регулирующих устройств с блоками коррекции , содержащими ограничители, в частности, ограничители производной.

Известны регулирующие устройства [1] , состоящие из 2-х или большего числа параллельных цепей, содержащих последовательно соединенные линейные динамические и нелинейные звенья .

Недостатком известных устройств является недостаточное фазовое упреждение дифференциаторов с последовательно включенными ограничителями, что затягивает процесс регулирования и ухудшает его качество, а следовательно, и качество выходного продукта объекта.

Известен также регулятор [2], являющийся наиболее близким изобретению техническим решением, содержащий блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом задатчика, второй

2

вход - с выходом датчика, выход через последовательно соединенные дифференциатор и ограничитель - с первым входом, а через усилитель - со 5 вторым входом сумматора.

Недостатком этого регулятора также является недостаточное фазовое упреждение дифференциаторов с последовательно включенным ограничителем Ю в виде релейного элемента, что затягивает процесс регулирования и ухудшает его качество.

Целью изобретения является повышение качества регулирования дина15 мических объектов с запаздыванием.

Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе выход ограничителя подключен к третьему входу блока сравнения и,кроме того тем,

20 что регулятор содержит второй ограничитель, через который выход усилителя соединен со вторым входом сум матора.

25 На фиг. 1 изображена блок-схема регулятора/ на фиг. 2, а, б - диаграммы выходных сигналов регуляторов без обратной связи и с обратной связью по ограниченной производной;

30 на фиг. 3 - показан вариант схемы

3

758064

4

регулятора с ограничителем в цепи усилителя.

Блок-схема регулятора (фиг. 1 и фиг. 3) содержит блок сравнения 1, датчик 2 и задатчик 3, корректирующий блок 4 и исполнительный блок 5.

Корректирующий блок 4 состоит из 2-х параллельных цепей, одну из котогрых составляет усилитель 6 с коэффи-* циентом передачи К, а вторую последовательно соединенную дифференциатор 7 и ограничитель 8, выход которого подключен к третьему вхо^у блока сравнения 1 и первому входу сумматора 9, на второй вход которого подключен выход усилителя б. В цепи усилителя может содержаться ограничитель 10.

Работает устройство следующим образом. На потенциометрах блока сравнения 1 сигналы датчика 2, задатчика 3, ограничителя 8 умножают на настроечные коэффициенты блока сравнения 1 οί^· ос_э (по каналам датчика, задатчика и введенной обратной связи), меньшие единицы и алгебраически суммируют с соответствующими знаками.

Эффект дополнительной обратной связи по ограниченной производной проявляется следующим образом. При низких частотах, когда амплитуда Κ,ω_Α производной меньше уровня ограничения производной С, коэффициент передачи корректирующего блока 4 имеет вид:

, κ + ίκ,ω к-оск?сл)² + 1к₁ь)(1+«._к) Μϊω) = · -----------10

15

20

25

30

35

где К - коэффициент усиления усилителя б ·,

К,-· коэффициент передачи дифференциатора 7?

об - коэффициент усиления блока сравнения по каналу ограниченной производной.

При высоких частотах (ω —> со ) коэффициент передачи блока коррекций

равен

К.+ 1С К-сС с² + зс (1 к)

1 + ог.²с ²

1-досс

С - уровень ограничения ограничителя 8 .

Из рассмотренных формул следует, что по сравнению с регулирующими устройствами, не охваченными обратной связью по ограниченной производной в блоке 4 в совокупности с блоком, сравнения 1 уменьшен коэффициент усиления по действительной составляющей и увеличен коэффициент мнимой составляющей, т.е. улучшены упреждающие свойства. Такое дополнительное упреждение улучшает качество регулирования инерционных объектов с запаздыванием.

На верхних диаграммах фиг. 2, а,б для несмещенного гармонического входного сигнала X представлены входные сигналы корректирующего блока 4 со40

45

50

55

60

65

ответственно без обратной связи, фиг. 2, а, и с обратной связью (кривая 2 фиг. 2, б) по ограниченной производной, причем на фиг. 2, б приведена для сравнения кривая 1, соответствующая входному сигналу без обратной связи (кривая 1).

Из их рассмотрения виден упреждающий эффект д φ использования обратной связи по ограниченной производной. При работе устройства в том, случае, когда оно содержит ограничитель 10 (фиг. 3), подключенный к выходу усилителя б и входу сумматора 9 сигнал, выходящий из усилителя б ограничивается ограничителем 10. Рассмотрен случай, когда уровни ограничения ограничителей 8 и 10 одинаковы (фиг. 2,6- все диаграммы) и равны С. При сигнале рассогласования, превышающем уровень ограничения С, и при изменении сигнала рассогласования со скоростью, превышающей уровень ограничения по скорости, равной С. При движении от положения равновесия этому движению препятствует максимально возможный из условий устойчивости сигнал, пропорциональный 2С, а при движении к положению равновесия объект движется по инерции. В корректирующем блоке 4 с обратной связью по ограниченной производной упреждение больше, чем в корректирующем блоке без обратной связи по ограниченной производной на величину дер .

В случае перерегулирования, когда система проходит положение равновесия с большой скоростью, описанный регулятор позволяет сформировать управляющее воздействие, препятствующее прохождению положения равновесия с большой скоростью до достижения положения равновесия, что уменьшает перерегулирование .

Использование такого устройства для регулирования концентрации ионов в процессах обогащения медно-цинковых руд, отличающихся наличием больших запаздываний и инерционностью, позволит значительно повысить качество регулирования концентрации ионов в пульпе .

Промышленные испытания показали, что при применении описанного регулятора колебания концентрации гидроксильных ионов относительно задания снизятся с - 200 мг/л до - 100 мг/л СаО.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Регулятор для объектов с запаздыванием, содержащий блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом задатчика, второй вход - с выходом датчика, выход через последовательно соединенные дифференциатор, и ограничитель - с первым входом,

   5

   758064

   6

   а через усилитель - со вторым входом сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования, выход ограничителя подключен к третьему входу блока сравнения.
2. 2. Регулятор поп. 1, отличающийся тем, что он содержи^ второй ограничитель, через который выход усилителя соединен со вторым входом сумматора,