SU796789A2 - Устройство дл автоматическогоупРАВлЕНи Об'ЕКТАМи C TPAHC-пОРТНыМ зАпАздыВАНиЕМ - Google Patents

Description

ПИП через первый ключ св зан со втоphzfvi входом блока интегрировани  З . Основной недостаток этого устройства заключаетс  в том, что оно может работать только с исполнительными механизмами пропорционального действи  (позиционерами), в то врем  как в раз личных отрасл х промышленности широко используютс  интегрирующие исполнительные механизмы (электродвигатели посто нной скорости) , дл  которых требуютс  регулирующие устройства с импульсным выходным сигналом, т.е. уст ройство обладает узкими функциональными возможност ми. Другой недостаток устройства - отсутствие регулируемой зоны нечувстви тельности, котора  может оказатьс  весьма полезной при наличии помех в регулируемом параметре. Кроме того, устройство не отвечает такому важному требованию, предъ вл  емому к современным регулирующим уст ройствам, как возможность совместной работы с управл ющей вычислительной машиной (УВМ) наодин исполнительный механизм. Цель иэобЕ етени  - расширение функциональных возможностей устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройстве установлены третий блок суммировани , первый и второй масштабирукидие блоки и трехпозицион ный релейный блок, первый вход которо го соединен с выходом второго блока суммировани , второй вход - с выходом первого масштабирук цего блока,а выход через второй масштабирук ций блок - со входом первого масштабирукнцего блока и третьим входом блока интегрировани  второй вход которого соединен с выходом первого ключа через третий блок сут мировани , второй вход третьего блока суммировани  соединен с выходом второго блока суммировани . На фиг. 1 представлена блок-схема устройства;на фиг. 2 - принципиальна  электрическа  схема устройства. Устройство содержит блок 1 сравнени , первый блок 2 дифференцировани  , первый блок 3 выделени  модул , первый пороговый элемент 4, первый ключ 5, второй блок б выделени  модул , второй пороговый элемент 7, второй ключ 8, переключатель 9, первый блок 10 суммировани , блок 11 интегрировани , второй блок 12 суммировани , дел тель 13 напр жени , инвертор 14, второй и третий блоки 15 и 16 дифференцировани , трехпозиционный релейный блок 17, первый и второй масштабирующие блоки 18 и 19, третий блок 20 сум мировани , операционные усилители 2131 , потенциометры 32-38, переменные резисторы 39 и 40, диоды 41-44, конденсаторы 45-48. На фиг. 2 условно обозначены выходной сигнал и; i-ого блока устройства , зона нечувствительности Ь. трехпозиционного релейного блока 17, посто нна  времени интегрировани  L и блока 11 интегрировани  по второму ходу, посто нна  времени дифференцировани  tg. блока 2 дифференцировани , коэффициент передачиctn устройства, длительность выходных импульсов tn, посто нна  времени сГ второго блока 16 дифференцировани , коэффициент передачи К., дифференцирующего блока 16, опорное напр жение Upf,, сигнал задани  Хп|, регулируемый параметр Х, управл ющий сигнал У. Устройство работает следующим образом . На вход блока 1 сравнени  поступают сигналы задани  Xj и регулируемого параметра х, а на его выходе формируетс  сигнал рассогласовани  U Хг - х, который затем дифференцируетс  первым.блоком 2 дифференоd цировани  Ui2 д. :тг- , где Сд посто нна  времени дифференцировани  блока 2. На первом блоке 10 суммировани  осуществл етс  сложение сигналов рассогласовани  U и его первой производной Urj : J. Блок 6 выделени  модул , блок 16 дифференцировани  и пороговый элемент 7 формируют первую, а блок 3 выделени  модул  и пороговый элемент 4 (формируют вторую функции переключени , соответственно равные: )1 , u, (l5rl-),, где Т - посто нна  врюмени дифференцировани  третьего блока 16 дифференцировани  (параметр настройки первой функции переключени , определ ющий наклон линии переключени ); (Я - сигнал смещени , подаваемый на первый пороговый элемент 4 (параметр настройки второй функции переключени ). Выгодные сигналы промежуточных блоков определ ютс  выражени ми: v lSfliV-NiV- Sr-i Если перва  функци  переключени  Ug положительна (Т-- - ), то второй ключ 8 замкнут, а переключатель э

находитс  в положении, при котором на вход второго блока 15 дифференцировани  с первого делител  13 напр жени  подаетс  сигнал U,,, Л , где 9 коэффициент передачи делител  13 напр жени . Суммарный сигнал на втором и третьем входах блока 12 суммировани  оказываетс  равным U i (- )), а сигнал на его первом входе, обусловленный интегрированием блоком 11 интегрировани  выходного сигнала второго блока 15 дифференцировани , равен

u.-fS

Выходной сигнал второго блока 12 суммировани 

п % 4 20

поступает на вход трехпозиционного релейного блока 17 через входное динамическое звено, образованное бло- 25 ком 12 суммировани  и последовательно включенными в цепь его отрицательной Обратной св зи блоком суммировани  20 и блоком 11 интегрировани , передаточна  функци  которого имеет вид 30

fp,bLP, 6xl.r .

гдеСд - посто нна  времени интЬгрировани  блока 11 интегрировани  по второму входу.

Трехпозиционный релейный блок 17 охвачен положительной обратной св зью через последовательно соединенные втора й 19 и первый 18 масштабирующие блоки, которые определ ют ширину петли гистерезиса трехпозиционного релейного блока 17

г 1оо-к -к„,

где с - ширина петли гистерезиса трехпозиционного релейного блока 17 (% от входного сигнала).

Сигнал отрицательной обратной св з трехпозиционного релейного блока 17 снимаетс  со второго масштабирующего блока 19 и подаетс  на апериодическое звено, образованное последовательно включенными блоком 11 интегрировани  и вторым блоком 12 суммировани , замкнутыми отрицательной обратной св зью через третий блок 20 суммировани . Передаточна  функци  звена отрицательной обратной св зи равна

.«у

.ba:i

ос(Р)

р)

г иС-СуР )

где Т, - посто нна  времени интегрировани  блока 11 интегрировани  по третьему входу.

Если выполн ютс  известные услови  существовани  скольз щего режима работы трехпозиционного релейного блока 17, то на его выходе образуетс  последовательность электрических импульсов , суммарна  длительность которых измен етс  пропорционально выходному сигналу второго блока 12 суммировани , т.е. пропорционально сигналу и,,.,:

d

15

(,

5. V

суммарна  длительность выходных импульсов регулирующего устройства; длительность i-ого

ч,; выходного импульса;

.Ili.

с,

- коэффициент передачи

1DOK (5 регулирующего устройства , % с/входа.

Минимальна  длительность выходных импульсов,  вл юща с  одним из параметров настройки регулирующего устрой; ства, определ етс  выражением

rTiin е 7,

35 U юо-к,;, 16 11

откуда видно, что настройка коэффициента передачи минимально длительности выходных импульсов г Ъсуществл етс  независимо друг от друга первым 18 и вторым 19 масштабирующими блоками.

При отрицательных значени х первой

.i

- liR 0)

функции переключени  (Т df

второй ключ 8 разомкнут, а переключаЬель 9 закорачивает второй блок 15 дифференцировани . В момент t t(. смены первой функции переключени  сигнал на входе второго блока 12 суммировани  уменьшаетс  на величину Ь. (l-u)9(tc). что приводит к по влению на выходе устройства импульса отрицательной пол рности длительностью

uy(to) - c(l-)(tc), где Ду (tc) - длительность импульса отрицательной пол рности, формирующегос  на выходе устройства в момент смены знака первой функции переключени  на отрицательный.

При отрицательных значени х второй

Claims (3)

1. функции переключени  ид 5Г1 ключ 5 замкнут и на вхрд третьего блока 20 суммировани  с выхода блока 1 сравнени  поступает сигнал рассслласовани  Г . При этом на втором блоке 12 суммировани  по вл етс  дополнительный входной сигнал, обуслов ленный интегрированием блоком 11 интегрировани  сигнала рассогласовани  Этому сигналу соответствует форми рование на выходе устройства последовательности импульсов, суммарна  длительность которых измен етс  по закону гГГОбщий закон изменени  суммарной длителыЛэсти выходных импульсов устройства можно записать в следующем виде: -°п «Д1-Р)Ч«,§ dt -f;; f-., где f (I при e, 7 О to при. e, О «г I при е2 о при о - коэффицие передачи делител  1 напр жени или коэффициент пам ти, определ ю щий долю сигнала ( запоминае мую на бл ке 11 интегрирова ни  в момент смены знака пер вой функци переключени  В . Частным случаем указанного закона регулировани   вл етс  случай, когда Закон регулировани , формируемый предлагаемым устройством сзовместно с последовательно включенным интегрирую щим звеном (исполнительным механизмом посто нной скорости или электронным интегратором отличаетс  от приведенного выше закона только коэффициентом передачи. Вместо коэффициента переда cxf, должен быть записан коэфф ициент пропорциональности Кр, определ емый по формуле, ,% выхода % входа где К„- коэффициент пропорциональности регул тора; Тцц- врем , в течение которого выходной сигнал интегрирующего эвена положение вала исполнительного механизма или выходной сигнал электронного интегратора) измен етс  на 100%. Если предлагаемое устройство предназначаетсч дл  работы в комплекте с электрическим исполнительным механизмом посто нной скорости, то минимальна  длительность выходных импульсов устройства регулируетс  независимо от параметров формируемого закона регулировани  делителем 18. Если к устройству предполагаетс  подключить электронный интегратор дл  получени  непрерывного электрического выходного сигнала, который может быть использован дл  управлен1.г  позиционером, то частота выходных импульсов устройства должна быть увеличена (примерно в 100 раз ) по сравнению со случаем работы устройства в комплекте с испол- нительным механизмом посто нной скорости .Это увеличение осуществл етс  за счет уменьшени  посто нной времени интегрировани  блока 11 по третьему входу (Xij) и коэффициента передачи масштабирующего блока 18 (,). Устройство допускает во:й 1ожность работы на один исполнительный механизм совместно с УВМ, а также возможность ручного управлени  исполнительным механизмом . Дл  этого достаточно на вход интегрирующего звена вместо выЙодного сигнала регулирующего устройст ва подать соответственно сигнал от УВМ или от источника опорного напр жени . Предлагаемое устройство может быть реализовано на базе операционных усилителей . Пример реализации приведен на фиг. 2. Влок 1 сравнени  и второй блок 6 выделени  модул  выполнены на усилителе 21 и диодах 40 и 41, первый блок 2 дифференцировани  и первый блок 3 выделени  модул  - на усилителе 22 и диодах 42 и 43, третий блок 16 дифференцировани  - на усилител х 23 и 24, первый 4 и второй 7 пороговые элементы - соответственно на усилител х 25 и 26, инвертор 14 - на усилителе 1.7, блок 11 интегрировани  и второй блок 15 дифференцировани  - на усилителе 28, первый, второй и третий блоки 10, 12 и 20 суммировани  соответственно на усилител х 29, 30 И 31. Делители напр жени  реализованы на потенциометрах, а ключи и переключатель - на полевых транзисторах. Настройка посто нных времени интегрировани  Т и дифференцировани  t осуществл ешьс  переменными резисторами 39 и 40. Коэффициент передачи oCt регулируетс  потенциометром 35. Минимальна  длительность выходных импульсов tf определ етс  положением потенциометра 34. Зона чувствительности Л трехпозиционногЪ релейного блока 17 измен етс  подачей опорного напр жени  с потенциометра 32. Коэффициент пам ти регулируетс  поте циометром 38. Посто нна  времени Т определ юща  наклон линии переключени  , настраиваетс  потенциометром 36. Зона введени  интегральной составл ющей d регулируетс  потенцио метром 33. Предлагаемое устройство по сравне нию с известным обладает более широкими функциональными возможност ми, поскольку оно допускает возможность совместной работы с исполнительными механизмами как пропорционального типа (позиционерами), так и интегрирующего типа (двигател ми посто нной скорости). Формула изобретени  Устройство дл  автоматического управлени  объектами с транспортным запаздыванием по авт. св. № 591811, отличающеес  тем, что, целью расширени  функциональных возможностей устройства, в нем установлены третий блок суммировани , первый и второй масштабирующие блоки и трехпозиционный релейный блок, первый вход которого соединен с выходом второго блока суммировани , второй входс выходом первого масштабирующего блока, а выход через второй масштабирующий блок - со входом первого масштабирующего блока и третьим входом блока интегрировани , второй вход которого соединен с выходом первого ключа через третий блок суммировани , второй вход которого соединен с выходом второго блока суммировани . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Кон Л. В. и др. Об одном классе регул торов с переменной структурой. Автоматика и телемеханика, 1965,
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 402862, кл. G 05 О 23/19, 1973.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 591811, кл. G 05 В 11/01, 1976 прото,тип) .

   У гг--,

   -гНШ