SU903820A1

SU903820A1 - Device for regulating air parameters in passenger cabin air conditioning systems

Info

Publication number: SU903820A1
Application number: SU792762226A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Иванович Башаров; Василий Алексеевич Волгин; Владимир Леонидович Гудименко; Олег Павлович Евдокимов; Виталий Иванович Жульков; Валентин Александрович Нефедов
Original assignee: Предприятие П/Я А-1665
Priority date: 1979-05-07
Filing date: 1979-05-07
Publication date: 1982-02-07

Description

II

Изобретение относитс к конструкции системы регулировани параметров воздуха с электрическим управлением преимущественно дл системы кондиционировани воздуха пассажирской кабины .The invention relates to the design of an electrically controlled air parameter control system primarily for a passenger cabin air conditioning system.

Известна система регулировани расхода воздуха с электрическим управлением , содержаща клапан, датчик расхода и усилитель 11.An electrically controlled air flow control system is known, comprising a valve, a flow sensor and an amplifier 11.

Нед9статком этой системы вл етс невысока точность регулировани при быстро мен ющихс входных параметрах вследствие отсутстви учета производи ной по времени регулирующего параметра .The disadvantage of this system is the low control accuracy with rapidly changing input parameters due to the lack of consideration of the time-derived control parameter.

Известна также система регулировани давлени воздуха в пассажирской кабине, содержаща датчики параметра давлени и скорости измерени параметра давлени , клапан с приводом и сумматор. Эту систему представить в виде функциональной схемы, содержащей клапан с приводом.A system for controlling the pressure of air in a passenger cabin is also known, comprising pressure and pressure parameter sensors for measuring the pressure parameter, a valve with an actuator and an adder. This system is presented in the form of a functional diagram containing a valve with an actuator.

С обмотками управлени на закрытие и открытие клапана, датчик давлени с плюсовым и минусовым выходами датчик скорости изменени параметра с . плюсовым и минусовым выходами. Привод , клапана и датчики соединены лини ми св зи с двум логическими элементами ИЛИ, двум элементами И и двум элементами НЕ, причем плюсовой выход датчика параметра соединен With control windings for closing and opening of the valve, pressure sensor with positive and negative outputs, the parameter change speed sensor c. positive and negative outputs. The actuator, valves and sensors are connected to two logical elements OR, two AND elements and two NOT elements, the positive sensor output of the parameter is connected

10 через элемент ИЛИ и элемент И с первой обмоткой управлени клапана, минусовой выход датчика скорости изменени параметра соединен через второй элемент ИЛИ и второй элемент И с вто15 рой обмоткой управлени приводом, минусовой выход датчика параметра соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, плюсовой выход датчика скорости изменени параметра соединен со 10 through the OR element and the AND element with the first winding of the valve control, the minus output of the speed sensor for changing the parameter is connected via the second OR element and the second AND element with the second winding of the drive control, the minus output of the parameter sensor is connected with the second input of the second OR element, the positive sensor output the rate of change of the parameter is connected to

20 вторым входом первого элемента ИЛИ, . выход первого элемента ИЛИ соединен через первый элемент НЕ со вторым входом второго элемента И, выход вто- рого элемента Н соединен со вторым входом первого элемента И. Эта схема реализует прохождение сигналов от датчиков к приводу клапана таким образом , что одиночные сигналы и одноименные сигналы (на открытие или закрытие ) от датчика давлени и от даТ чика скорости пропускаютс схемой и поступают на клапан, а противоположные сигналы (на открытие и закрытие) задерживаютс i 2 J. Недостатком этого устройства вл етс больша величина динамического заброса давлени при включении ус ройства. Больший заброс возникает вследствие того, что при включении устройства клапан полностью открыт ;(давление ниже заданного), и пока устройство не выйдет на номинальный режим, на клапан подаетс только сиг нал на открытие клапана (с датчика давлени ) или вооб1це не подаетс сиг нал (при подаче датчиком скорости си нала на закрытие.и при наличии датчика давлени на открытие). Сигнал на закрытие клапана по вл етс на его входе только при превыше;нии заданного давлени ,а чтобы перевести клапан из полностью открытого положени в рабочее, требуетс врем за которое перерегулирование достигает значительной величины. Кроме то го, при пульсации давлени после выхода устройства на заданный режим, когда исчезает сигнал параметрического датчика (датчика давлени ), а датчик скорости продолжает выдавать сигналы, возникают колебани с прерывистым срабатыванием Клапана попеременно на открытие и закрытие. Цель изобретени - улучшение дина мических характеристик устройства. Указанна цель достигаетс тем, Мто устройство дл регулировани параметров воздуха в системах кондицио нировани воздуха, содержащее клапан р приводом, установленный в воздушной магистрали, параметрический датчик с плюсовым и минусовым выходами, датчик скорости изменени параметра с плюсовым и минусовым выходами, а Также элементы ИЛИ, Ни НЕ, причем плюсовой выход параметрического датчика через последовательно включенные первые элементы ИЛИ и И соединен с первой обмоткой управлени приводом , минусовой выход датчика скороети изменени параметра соединен церез последовательно включенные вторые элементы ИЛИ и И с второй обмоткой управлени приводом, минусовой выход параметрического датчика соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, плюсовой выход датчика скорости из- менени параметра соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого через первый элемент И соединен с вторым входом второго элемента И,а выход второго элемента НЕ соединен со вторым входом первого элемента И, оно содержит третий и четвертый элементы И и третий элемент НЕ, причем минусовой выход параметрического датчика св зан с первым входом четвертого- элемента И, подключенным выходом к первому входу второго элемента И, и через последовательно включенные.третьи элементы и и - со. входом второго элемента НЕ, выход второго элемента ИЛИ соединен со вторым входом третьего элемента И и вторым входом четвертого элемента И. На фиг. 1 приведена функциональна схема устройства; на фиг. 2 - график изменени параметра по времени при включении устройства и после выхода на режим. Предлагаемое устройство дл регулировани параметров воздуха (например , расхода в системе кондиционировани воздуха пассажирской кабины) содержит параметрический датчик 1 (датчик расхода), датчик 2 скорости изменени параметра (им может быть датчик скорости изменени давлени , так как производна расхода по времени пропорциональна производной давлени по времени) и клапан 3, соединенные воздушной магистралью t с пассажирской кабиной 5. Параметрический датчик и датчик скорости имеют релейные выходы с распределительными контактами 6 и 7 и выходными контактами, замыкаемыми при повышении и понижении расхода (плюсовой и минусовой выходы 8 и9 датчика расхода) и при превьпиении заданной скорости изменени расхода при повышении расхода (плюсовой выход 10) и понижении расхода (минусовой выход 11). Клапан 3 имеет привод 12 с обмотками 13 и Н управлени ,при подаче напр жени на которые клапан соответственно закрываетс или открываетс . Выходы датчиков соединены со входом привода клапана ЛИНИЯМИ св зи с логическими элементами ИЛИ 15 и 16, элементами И 17 и 18 и элементами НЕ 19 и 20, В линию св зи между элементами 1б и 20 введен элемент И 21, на вход которого через элемент НЕ 22 подан минусовой выход датчика 1, а в линию на входе элемента 18 со стороны элемента 16 введен еще один элемент И 23« вход которого соединен с минусовым выходом датчика 1, Устройства дл регулировани рабо тает следующим образом. При подаче .воздуха на вход системы датчики 1 и 2 вырабатывают сигналы X.,...,Х, соответствующие величине и скорости изменени параметра (расхода воздуха), эти сигналы преобразовываютс элементами схемы и поступают на вход клапана 3 который открываетс или закрываетс ,- устанавлива в конце переходного процесса заданное значение параметра (расхода). Прохождение сигналов в системе осуществл етс в. соответствии с таблицей , где Х,...,Хл- выходные сигналы датчиков; Zx, 2 выходные сиг налы , поступающие на вход обмоток уп равлени приводом клапана; Xj -У- промежуточные сигналы на схеме. При в слючении устройства при нарастании давлени датчик 1 выдает си нал на открытие клапана (расход мал, Хл 1) датчик 2 выдает сигнал на закрытие клапана ( увеличиваетс , Х 1), при этом на входе при вода клапана по вл етс сигнал на закрытие (Z 1, случай 3), в результате чего клапан прикрываетс и к моменту достижени заданного рас хода GQ устанавливает степень дросселировани , соответствую1цую режиму окончани переходного процесса или 0« близкую к Ней (участок АВ.на фиг. 2), Из-за,такого опережающего предварительного прикрыти клапана перерегулирование невелико или отсутствует. В дальнейшем при пульсации расхода 0 зоне около заданного значени G, когда отсутствуют сигналы датчика 1, а датчик 2 скорости выдает сигналы, устана вливаетс равным нулю сигнал на открытие клапана (Z5 О, случай В), вследствие чего устран ютс периодические включени клапана, веду, щие к увеличению амплитуды пульсаций (участок РС на фиг. 2). График изменени регулируемого параметра известной системы при.прохождении сигналов- дл случаев 3 и 8 показан на графике пунктиром. На участке АО датчики выдают противоположные сигналы (на .открытие и закрытие), сигналы на клапан не поступают (Z « ), и клапан остаетс полностью открытым (участок AD). На участке DE датчики выдают сигналы на закрытие клапана, но за врем регулировани At, когда клапан закрываетс из полностью открытого положени , регулируемый параметр значительно превышает заданное значение. При пульсации расхода на участке FC датчик скорости выдает периодические сигналы попеременно на закрытие и открытие клапана, которые проход т на вход клапана, в результате чего в системе возникают колебани с амплитудой , превышатчей амплитуду пульсации . Применение изобретени позвол ет улуч1иить качество регулировани парамётров вследствие уменьшени в несколько раз перерегулировани при включении системы и в переходных процессах и устранени колебаний при выходе системы на заданный режим. формула изобретени Устройство дл регулировани параметров воздуха в системах кондицио :нировани воздуха пассажирской кабины , содержащее клапан с приводом, установленный в воздушной магистрали параметрический датчик с плюсовым и минусовым выходами, датчик скорост изменени параметра с плюсовым и ми«усовым выходами, а taKme элементы ИЛИ, И и НЕ, причем плюсовой выход параметрического датчика через последовательно включенные первые элементы ИЛИ и И соединен с первой обмоткой управлени приводом, минусовой выход датчика скорости изменени параметра соединен через последовательно включенные вторые элементы ИЛИ и И с второй обмоткой управлени приводом, минусовой выход параметрического Датчика/соединён со вторым входом второго элемента ИЛИ, плюсовой выход датчика скорости изменени параметра соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого через первый элемент НЕ соединен с вторым.входом второго элемента И, а выход второго элемента НЕ соединен со вторым входом первого элемента И, отличающеес тем, что, с целью улучшени , динамических характеристик устройства, оно содержит третий и четвертый элементы И и третий элемент НЕ, причем минусовой выход параметрического датчика св зан с первым входом четвертого элемента И, подключенным выходом к первому входу второго элемента И, и через последовательно включенные третьи элементы НЕ и И - со входом второго элемента НЕ, выход второго элемента ИЛИ соединен со вторым входом третьего элемента И и вторым входом четвертого элемента И. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 05 D 16/06, 197. 2.Патент США № , кл. 98-1,5, опублико 196t (прототип)20 by the second input of the first element OR,. the output of the first element OR is connected through the first element NOT to the second input of the second element I, the output of the second element H is connected to the second input of the first element I. This circuit realizes the passage of signals from the sensors to the valve actuator in such a way that single signals and like signals opening or closing) from the pressure sensor and from the speed sensor are passed through the circuit and arrive at the valve, and the opposite signals (opening and closing) are delayed i 2 J. The disadvantage of this device is a large dyn nical throw-in pressure roystva mustache. Greater overshoot occurs due to the fact that when the device is turned on, the valve is fully open (pressure below the set point), and until the device reaches the nominal mode, only a signal is given to the valve to open the valve (from the pressure sensor) or no signal is given when the speed sensor supplies the signal for closing.and if there is a pressure sensor for opening). A signal to close the valve appears at its entrance only when the specified pressure is exceeded, and to transfer the valve from the fully open position to the working position, it takes time for the overshoot to reach a significant value. In addition, when the pressure pulsates after the device reaches the specified mode, when the signal of the parametric sensor (pressure sensor) disappears and the speed sensor continues to give signals, oscillations occur with intermittent operation of the Valve alternately in the opening and closing. The purpose of the invention is to improve the dynamic characteristics of the device. This goal is achieved by the Mto device for adjusting air parameters in air conditioning systems, comprising a valve actuator, installed in an air line, a parametric sensor with positive and negative outputs, a parameter change speed sensor with positive and negative outputs, and also OR elements, NOR, the plus output of the parametric sensor through the first OR and AND elements connected in series with the first control winding of the drive, the minus output of the sensor quickly changing The parameter is connected via serially connected second elements OR and AND to the second control winding of the drive, the minus output of the parametric sensor is connected to the second input of the second element OR, the positive output of the parameter change speed sensor is connected to the second input of the first element OR, the output of which is through the first element And connected to the second input of the second element And, and the output of the second element is NOT connected to the second input of the first element And, it contains the third and fourth elements And the third element is NOT, and the minus output of the parametric sensor is connected with the first input of the fourth And element, connected by the output to the first input of the second element And, and through the series-connected third elements and and - with. the input of the second element is NOT, the output of the second element OR is connected to the second input of the third element AND and the second input of the fourth element I. In FIG. 1 shows a functional diagram of the device; in fig. 2 is a graph of a parameter change over time when the device is turned on and after entering the mode. The proposed device for adjusting the air parameters (for example, the flow rate in the passenger cabin air-conditioning system) contains a parametric sensor 1 (flow sensor), a sensor 2 for a parameter change rate (it can be a pressure sensor for a pressure change, because the time derivative is proportional to the pressure derivative time) and valve 3, connected by air line t to the passenger cabin 5. Parametric sensor and speed sensor have relay outputs with distribution contacts 6 and 7 and output contacts that are closed when the flow rate increases and decreases (positive and negative outputs 8 and 9 of the flow sensor) and when the predetermined rate of change of the flow is exceeded when the flow rate increases (positive output 10) and the flow rate decreases (negative output 11). The valve 3 has an actuator 12 with windings 13 and H control, when the voltage is applied to which the valve closes or opens, respectively. The sensor outputs are connected to the valve actuator input by LINKS to logical elements OR 15 and 16, elements AND 17 and 18, and elements NOT 19 and 20. An element 21 is entered into the communication line between elements 1b and 20, and at its input through element NO 22, the negative output of sensor 1 is fed, and another element is introduced into the line at the input of element 18 from the element 16 side. The 23 input is connected to the negative output of sensor 1, the device for regulating works as follows. When air is applied to the system input, sensors 1 and 2 produce signals X., ..., X corresponding to the magnitude and rate of change of the parameter (air flow), these signals are converted by circuit elements and fed to the input of valve 3 which opens or closes, setting at the end of the transition process the set value of the parameter (flow) Signal flow in the system is carried out in. according to the table, where X, ..., Chl - output signals of sensors; Zx, 2 output signals fed to the input of the control windings by a valve actuator; Xj-У- intermediate signals on the scheme. When the device is switched off, when pressure builds up, sensor 1 issues a signal for opening the valve (flow rate is small, Xl 1) sensor 2 gives a signal to close the valve (increases, X 1), and a signal to close ( Z 1, case 3), as a result of which the valve closes and by the time it reaches a predetermined flow rate, GQ sets the throttling level corresponding to the end of the transient process or 0 "close to Her (section A.V. in Fig. 2). advanced pre-valve overshoot valve tion is low or absent. Subsequently, when the flow rate 0 pulses around the setpoint G, when there are no signals from sensor 1, and speed sensor 2 outputs signals, the signal for opening the valve (Z5 O, case B) is set to zero, thereby eliminating periodic valve activations, , an increase in the amplitude of the pulsations (plot RS in Fig. 2). The graph of the variation of the controlled parameter of a known system in the case of the passage of signals for cases 3 and 8 is shown in the graph by a dotted line. In the section AO, the sensors emit opposite signals (open and close), no signals are sent to the valve (Z "), and the valve remains fully open (section AD). At the DE section, the sensors give out signals to close the valve, but during the At regulation time, when the valve closes from the fully open position, the adjustable parameter significantly exceeds the set value. When the flow rate pulsates in the FC area, the speed sensor generates periodic signals alternately to close and open the valve, which pass to the valve inlet, as a result of which oscillations occur in the system with an amplitude greater than the amplitude of the pulsation. The application of the invention makes it possible to improve the quality of the adjustment of the parameters due to a decrease by several times of the overshoot when the system is turned on and in transients and to eliminate oscillations when the system returns to the specified mode. Claims of the invention A device for adjusting air parameters in air conditioning systems for passenger cabin air, comprising a valve with an actuator, a parametric sensor installed in the air line with positive and negative outputs, a parameter change speed sensor with positive and positive outputs, and taKme elements OR, AND and NOT, with the plus output of the parametric sensor through the first OR and AND elements connected in series to the first control winding of the drive, the minus output of the speed sensor being measured The parameter is connected via serially connected second OR and AND elements to the second control winding of the drive, the negative output of the parametric Sensor / is connected to the second input of the second element OR, the positive output of the parameter change speed sensor is connected to the second input of the first OR element, the output of which is through the first element is connected to the second input of the second element AND, and the output of the second element is NOT connected to the second input of the first element AND, characterized in that, in order to improve, the dynamic characteristics device, it contains the third and fourth elements And and the third element is NOT, and the minus output of the parametric sensor is connected with the first input of the fourth element And connected by the output to the first input of the second element And, and through sequentially connected third elements NOT and And - with the input of the second element NOT, the output of the second element OR is connected to the second input of the third element AND and the second input of the fourth element I. Sources of information taken into account during the examination 1. Author's certificate of the USSR №, cl. G 05 D 16/06, 197. 2. US patent No., cl. 98-1,5, published 196t (prototype)

BjfodBjfod

Фаг. 1Phage. one

Claims

Claim

A device for controlling the parameters of air in the air conditioning systems of the passenger cabin 5, comprising a valve with a drive installed in the air line, a parametric sensor with plus and minus outputs, a rate of change parameter with plus and minus outputs, as well as OR, AND, and NOT, moreover, the positive output of the parametric sensor through the first elements OR and AND connected in series is connected to the first ob- and 'coil of the drive control, the negative output of the speed sensor changes parameter and is connected via series-connected second elements OR and AND to the second control winding _{30 of the} drive, the negative output of the parametric Sensor is connected to the second input of the second OR element, the positive output of the parameter change speed sensor is connected to the second input of the first OR element, the output of which through the first element is NOT connected to the second input of the second element And, and the output of the second element is NOT connected to the second input of the first element And, characterized in that, in order to improve the dynamic characteristics of the device, it contains the third and fourth elements AND and the third element NOT, and the negative output of the parametric sensor is connected to the first input of the fourth element AND, connected to the first input of the second element And, and through the series-connected third elements NOT and AND - with the input of the second element NOT, the output the second OR element is connected to the second input of the third AND element and the second input of the fourth AND element.