SU798707A1 - Пропорционально-интегральный регул тор - Google Patents

Description

Изобретение относится к самонастраивающимся регуляторам с непрерывным изменением параметров и может быть ис· использовано в металлургической, химической , нефтехимической и других 5 отраслях промьишенности, где имеются нестационарные объекты с запаздыванием или с большой инерционностью.

Иэвестры регуляторы, содержащие · настраиваемую часть, состоящую из Ю параллельно соединенных пропорционального блока и интегратора, и контур самонастройки, состоящий из второго и третьего интеграторов, блоков умножения, блоков сравнения,делителя и⁴· 15 первого блока изменения масштаба, выход которого соединен с первым входом первого блока умножения,входы блока сравнения соединены соответственно через второй блок умножения с 20 выходами первого и второго интеграторов и через третий блок умножения с выходами сумматрра и третьего интегратора, а выход с первыми входами, четвертого и пятого блоков умножё- '25 ния, второй вход четвертого блока умножения соединен с выходом первого интегратора, а выход - со входом первого блока изменения масштаба и со вторым входом первого блока умно- 30

1жения, выход которого через последоIвательно соединенные.второй интегратор и шестой блок умножения соединен с управляющим входом второго усили- ^г теля, второй вход пятого блока умножения соединен с выходом сумматора, а его выход непосредственно и через второй блок изменения масштаба соединен соответствующими входами седьмо го блока умножения, выход которого через последовательно соединенные третий интегратор и делитель соединен со вторым входом шестого блока умножения и управляющим входом первого усилителя [13 и (2)

Однако известные устройства позволяют управлять только инерционными объектами без запаздывания, но они неприменимы практически для инерционных объектов с запаздыванием, так как при этом резко ухудшается качество регулирования, а при некотором сочетании параметров устойчивого объекта вся замкнутая система автоматического регулирования оказывается неустойчивой .

Известны устройства с применением регуляторов,содержащие последовательно соединенные вычислительное устройство (например, блок умноже3 ния), и исполнительный механизм (например, пропорциональный блок), и соединение входов вычислительного устройства со входом и выходом настраиваемой части регулятора, а выхода исполнительного механизма — с управляющим входом настраиваемой части регулятора позволяет значительно повысить быстродействие и уменьшить перерегулирование указанных регуляторов, и применить их для управления инерционными объектами с эапаэ'дыванием [З ] и [4].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пропорционально-интегральный регулятор, содержащий измеритель рассогла-15 сования, выход которого соединен с первым входом первого вычислительного устройства, через первый усилитель с первым входом сумматора, а через интегратор - с первым входом второго вычислительного устройства и входом второго усилителя, выход которого соединен со выходами первого и второго вычислительных устройств .выхода которых соединены с первыми входами,соответственно первого и второго исполнительных механизмов,выходы которых соединены с управляющими входами,соответственно, первого и второго усилителей 1.5).

Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшение перерегулирования регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе выход первого вычис- 35 лительного устройства соединен со вторым входом второго исполнительного механизма, а выход второго вычислительного устройства соединен со вторым входом первого исполнительного механизма.

На чертеже изображена функциональная схема пропорционально-интегрального (ПИ) регулятора.

Схема содержит измеритель 1 рассогласования, интегратор 2, первый и второй усилители 3 и 4, сумматор 5, первые и вторые вычислительные устройства 6 и 7, элементы 8-11 изменения масштаба*суммирующие элементы \ 12 и 13, первый и второй исполнительные механизмы 14 и 15.

' Регулятор работает следующим образом.

Измеритель 1 рассогласования имеряет отклонение регулируемого параметра от требуемого значения. Сигнал отклонения интегрируется интегратором 2 и одновременно усиливается первым усилителем 3. Проинтегрированный сигнал рассогласования усиливается 60 вторым усилителем и суммируется в сумматоре 5 с выходным сигналом первого усилителя 3.

На выходе сумматора 5 формируется сигнал управления, поступающий на вто- 65 рые входы вычислительных устройств 6 и 7, в данном случае блоков умножения, где он перемножается с сигналом 'рассогласования в первом вычислительном устройстве бис проинтегрированным сигналом рассогласования во втором вычислительном устройстве 7 Сигнал с первого вычислительного устройства 6 поступает на первый вход первого исполнительного механизма 14 и на второй вход второго исполнительного механизма 15.

Сигнал со второго вычислительного устройства 7 поступает на второй вход первого исполнительного механизма 14 и на первый вход второго исполнительного механизма 15.

В качестве исполнительных механизмов 14 и 15 с пропорциональными характеристиками применяют обычные операционные усилители.

В исполнительных механизмах 14 и 15 сигналы масштабируются с помощью масштабирующих элементов 8 - 11 и суммируются с помощью сум- ‘ мирующих элементов 12 и 13. Исполнительные механизмы 14 и 15 формируют сигналы управления, под действием ¹ которых происходит изменение коэффициентов усиления усилителей 3 и 4 в пропорциональной и интегральной частях регулятора. Коэффициенты передачи масштабирующих элементов 8-11 выбираются из условия минимума интегрального показателя качества переходного процесса. _

Предлагаемые отличительные особенности регулятора позволяют повысить быстродействие приблизительно на 25% и уменьшить перерегулирование приблизительно на 15% по сравнению с известными регуляторами.

Claims (5)

1. Авторское свидетельство СССР 495641, кл. G 05 В 5/01, 05.02.74.

2.Авторское свидетельство СССР

551607, кл. G 05 В 13/02, 04.10.74.

3.Авторское свидетельство СССР

381062, кл. G 05 С 13/00,21.10.69.

4.Растрыгин Л.А. Система экстремального регулировани . М., Наука, 1974, с. 73-77.

5.Раибман Н.С. Что такое идентификаци , М., Наука, с. 101-114 (прототип ) .