SU960727A2

SU960727A2 - Pulse control

Info

Publication number: SU960727A2
Application number: SU792842655A
Authority: SU
Inventors: Лев Николаевич Григорьев; Юрий Сергеевич Малхазов; Ирина Николаевна Михальченко; Ирина Витальевна Никольская; Нина Ивановна Прохорова
Original assignee: Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения
Priority date: 1979-09-06
Filing date: 1979-09-06
Publication date: 1982-09-23

Description

Изобретение относитс к системам автоматического управлени в частности к импульсным регул торам и может быть использовано дл регулировани по ПИ закону объектов с значительным изменением коэффициента усилени .The invention relates to automatic control systems, in particular, to pulse controllers and can be used to control objects according to PI law with a significant change in the gain factor.

По основному авт.св. № 391532 известен импульсный регул тор, содержащий последовательно соединенные устройство сравнени , трехпозиционный релейный усилитель, охваченный звеном гибкой отрицательной обратной св зи, и исполнительный механизм , св занный с выходом трехпозиционного релейного усилител , блок коррекции уровн гибкой отрицательной обратной св зи по сигналу рассогласовани , вход которого св зан . с выходом устройства сравнени , а выход подсоединен ко второму входу звена гибкой отрицательной обратной св зи релейного усилител }.According to the main auth. No. 391532 is known a pulse regulator comprising a comparison device connected in series, a three-position relay amplifier enclosed by a flexible negative feedback link, and an actuator associated with the output of a three-position relay amplifier, a negative negative feedback level correction unit, input which is related to with the output of the comparator, and the output is connected to the second input of the flexible negative feedback link of the relay amplifier}.

недостатком известного регул тора вл етс его низка точность и ограниченные функциональные возможности в св зи с тем, что коэффициент пропорциональности регул тора может измен тьс только обратнопропорционально сигналу рассогласовани .A disadvantage of the known regulator is its low accuracy and limited functionality due to the fact that the proportionality factor of the regulator can be changed only in inverse proportion to the error signal.

Цель изобретени - повышение точности и расишрение функциональных возможностей регул тора.The purpose of the invention is to improve the accuracy and the simplification of the functionality of the controller.

с .Поставленна , цель достигаетс тем, что в регул торе установлен формирователь сигнала переключени , выход которого соединен со вторым входом блока коррекции уровн -гибкойc. Delivered, the goal is achieved by the fact that a switching signal shaper is installed in the controller, the output of which is connected to the second input of the level-flex flex block

|Q от зицательной обратной св зи по| Q from a meaningful feedback on

сигналу рассогласовани , причем блок коррекции уровн гибкой отрицательной обратной св зи по сигналу ра.ссогласовани содержит последовательно соединенные усилитель, звено the mismatch signal, where the unit for correcting the level of flexible negative feedback on the intercept mismatch signal contains a series-connected amplifier,

15 определени обратно пропорциональ;ной величины и переключатель, второй вход которого соединен с выходсм усилител , а третий вход - со вторым входом блока коррекции уровн 15 of the determination is inversely proportional to the magnitude and the switch, the second input of which is connected to the output of the amplifier, and the third input to the second input of the level correction unit

гибкой отрицательной обратной св зи по сигналу рассогласовани , первый вход которого соединен со входом усилител , а выход - с выходом переключател , причем звено гибкой flexible negative feedback on the error signal, the first input of which is connected to the input of the amplifier, and the output - to the output of the switch, and the link of the flexible

25 отрицате.|1ьной обратной св зи содержит два ключа, выходы которых соединены с соответствующимивходами сумматора, выход которого через апериодическое звено соединен с выходом ааена гибкой отрицательной обратной св зи, первый вход которого соединен с первыми входами ключей, а второй. вход - со вторь1ми входами ключей,25. Negatively | 1 feedback contains two keys, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the adder, the output of which through the aperiodic link is connected to the output of aaena of the flexible negative feedback, the first input of which is connected to the first inputs of the keys, and the second. Entry - with second key entries,

. На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого регул тора; на фиг,2 принципиальна электрическа схема предлагаемого регул тора.. Figure 1 shows the block diagram of the proposed controller; FIG. 2 is a circuit diagram of the proposed controller.

Регул тор содержит устройство 1 сравнени , трехпозиционный релейный усилитель 2, первый и второй ключи 3 и 4, звено 5 гибкой отрицательной обратной св зи (ГООС), блок б коррекции уровн - ГООС по сигналу рассогласовани , исполнительный механизм 7, объект 8 регулировани , формирователь 9 сигнала переключени , усилитель 10, звено 11 определени обратно пропорциональной величины 11 переключатель 12, сумматор 13, апериодическое звено 14, операционные усилители 15-18, UQ - опорное напр жение, х - выходной сигнал i-oro функционального блока, F(t) - возмущающее воздействие.The controller contains a comparison device 1, a three-position relay amplifier 2, first and second keys 3 and 4, flexible negative feedback link 5 (GOOS), level correction block B - GOOS according to the mismatch signal, actuator 7, control object 8, driver 9 switching signal, amplifier 10, link 11 for determining inversely proportional value 11 switch 12, adder 13, aperiodic link 14, operational amplifiers 15-18, UQ is the reference voltage, x is the output signal of the i-oro function block, F (t) - outrageous action

Регул тор работает следующим образом .The regulator works as follows.

Сигнал рассогласовани х с устройства 1 сравнени поступает на входы трехпозиционного релейного усилител 2 и блока б коррекции ГООThe error signal from the comparison device 1 is fed to the inputs of the three-position relay amplifier 2 and the UE correction block b

При превышении сигналом рассогласовани порога срабатывани трехпоэиционного релейного усилител 2 на. выходе последнего по вл етс сигнал , включающий исполнительный механизм 7 в направлении, соответствующем уменьшению рассогласовани , и замыкающий один.из ключей 3 или 4. При этом сигнал Xg с выхода блока б коррекции ГООС через сумматор 13 подаетс на вход апериодического звена 14.When the error signal exceeds the threshold of operation of a three-point relay amplifier 2 by. the output of the latter appears a signal that activates the actuator 7 in the direction corresponding to the reduction of the error and closes one of the keys 3 or 4. In this case, the signal Xg from the output of the GOO correction block b through the adder 13 is fed to the input of the aperiodic link 14.

II

Выходной сигнал апериодическогоAperiodic output

звена 14 (сигнал отрицательной обратной св зи) Ху имеет знак, противоположный знаку сигнала рассогласовани х, поэтому суммарный сигнал на входе трехпозиционного релейного усилител 2 начинает уменьшатьс . Когда этот суммарный сигнал уменьшитс до порога отпускани релейного усилител 2, выходной сигнал последнего станет равным нулю, при этом исполнительный механизм 7 отключитс , а ключ 3 (или 4) разомкнетс . Сигнал Xg начнет уменьшатьс , а суммарный сигнал на входе релейного усилител 2 начнет расти. Когда суммарный сигнал вновь превысит порог срабатывани , на выходе . релейного усилител 2 снова по витс сигнал. Так будет продолжатьс до тех пор, пока сигнал рассогласовани х не окажетс меньше порога срабатывани релейного усилител 2,Link 14 (negative feedback signal) Hu has a sign opposite to the sign of the mismatch signal, so the sum signal at the input of the three-stage relay amplifier 2 begins to decrease. When this sum signal is reduced to the release threshold of the relay amplifier 2, the output signal of the latter will become zero, the actuator 7 is turned off, and the key 3 (or 4) is opened. The Xg signal will begin to decrease, and the total signal at the input of the relay amplifier 2 will begin to grow. When the sum signal again exceeds the threshold, at the output. relay amplifier 2 re-turns the signal. This will continue until the error signal is less than the response threshold of the relay amplifier 2,

Апериодическое звено 14 описываетс передаточной функциейAperiodic link 14 is described by the transfer function

Х5(Р)X5 (P)

.14.14

(1)(one)

Х,,(Р)X ,, (P)

t 4Pгде Xt 4P where X

, . - сигнал на входе и выход , апериодического звена 1, - input and output signal, aperiodic link 1

р - оператор Лапласа; К С - коэффициент усилени и посто нна времени апериодического звена 14. Формирование входного сигнала апериодического звена 14 происходит в блоке 6 коррекции уровн ГООС. Усилитель 1C) осуществл ет преобразование ригнала х по заданному закону , f(x). Звено определени обратно пропорциональной величины 11 служит дл получени обратнойp is the Laplace operator; K C - gain and constant time of the aperiodic link 14. The formation of the input signal of the aperiodic link 14 occurs in block 6 of the level correction of the GOOS. Amplifier 1C) transforms the rigs x according to a given law, f (x). The definition link 11 is inversely proportional to 11

ч УНКЦИИ Х 1/f (Х ) .h unk x 1 / f (x).

Положением переключател 12, которым управл ет формирователь 9 сигнала переключени определ етс како сигнал поступает на выход блока б коррекции ГООС, х, то есть выполн етс равенство х.. х илиThe position of the switch 12, which is controlled by the switch signal generator 9, determines which signal is fed to the output of the b block of the GOOS correction, x, i.e.

о -ioabout -io

6 - -f 6 - -f

При продолжительном сигнале на выходе трехпозиционного релейного . усилител 2 замыкаетс ключ 3 и на инвертирующий вход сумматора 1.3 в зависимости от положени переключател 12 поступает либо сигнал Xg f(х), либо сигнал х g 1/f(х При отрицательном сигнале на выходе трехпозиционного релейного усилител 2 замыкаетс ключ 4 и выход переключател 12 подсоедин етс к неинвертирующему входу сумматора 13.With a continuous signal at the output of the three-position relay. amplifier 2 closes switch 3 and the inverting input of adder 1.3, depending on the position of switch 12, receives either a signal Xg f (x) or a signal x g 1 / f (x With a negative signal at the output of a three-position relay amplifier 2 closes switch 4 and the output switch 12 is connected to the non-inverting input of the adder 13.

Работа регул тора в автоколебательном режиме описываетс следующими соотношени миThe operation of the regulator in the auto-oscillatory mode is described by the following relations

i(pj - ( ° i (pj - (°

(2) (р) ( -13 (р) (2) (p) (-13 (p)

Х,,(р) Х (р) f (Х) , .X ,, (p) X (p) f (X),.

N-s(pf Чр;ш7)N-s (pf Чр; ш7)

iooioo

t - v - передаточна функци апегде Wt - v - transfer function, apegde W

Claims

4 (p) of the periodic element 14; i (p) the duty cycle of the output pulses of a three-position relay amplifier 2; the output signal of the integrated 7 (P) actuating actuator 7 (control effect); transfer time of the executing mechanism 7. Resh - the system of equations (2) taking into account (1), we obtain the dependence of the 5 output signal of the regulator (regulating action) on the error signal y -1. . С- | 4-00 L. (3)% P) - “x,), Mv4i4pri (p;. (D) Thus, depending on the position of the switch 12, the coefficient of proportionality of the controller or inversely proportional to the function f (x) (if the switch 12 connects the output of the amplifier 10 to the inputs of the keys 3. and 4), or is directly proportional to the function f (Xj) (if the switch 12 connects the output of the determination link inversely proportional to the value 11 of the switches 3 and 4 ) In principle, on the first approach of the GOOS correction unit 6 instead of the error signal: any other signal of the system can be supplied and. The signal supplied from the operator's control panel can be used to manually set the proportional factor remotely when adjusting the controller.In all-mode systems, when the object's parameters vary widely, the output signal can be fed to the first input of the GOOS correction unit 6 from a special logical scheme that evaluates the mode of operation of the object and changes the controller settings in accordance with the program. The signal x can be replaced by a signal from the control machine evaluating the operation of the system as a whole and determining the optimal value of the proportionality coefficient of the regulator in accordance with a given quality criterion. On the principal electric circuit of the regulator (Fig. 2), the amplifier 10, built on the operational amplifier 15, converts the signal x according to the law X, f (v.) Uo (. + K-, 5) where K. is the proportionality factor of the amplifier, performed on the operational amplifier 15; Up is the reference voltage equal to 100% of the range of change of the signal x. At the output of the determination link, inversely proportional to the value 11, consisting of a dividing unit and a filter, performed respectively on operational amplifiers 16 and 17, a signal is generated equal to "f (x) () The transfer functions of the regulator depending on the position of the switch 12 type (, (7) X, 1P) W T (P) -1C), PtP) - T) M4P Uo where Kop is the initial value P ° of the proportionality coefficient,% output% input, output signal of the integrating actuator,%: error signal, % Thus, the controller has a proportionality coefficient that varies from the initial value either in proportion or inversely in proportion to the signal x. The proposed controller allows a 30% increase in the accuracy of setting the coefficient of proportionality. The functionality of the controller is expanded by increasing the range of variation of the coefficient of proportionality (tenfold increase or decrease in the set value) and also by increasing the number of possible laws of change. Claims 1. Pulse controller auth. St. 1 391532 from characterized in that, in order to increase the accuracy and enhance the functionality of the controller, a switching signal shaper is installed in it, the output of which is connected to the second input of the level correction unit. The g negative feedback signal for the error signal, wherein the negative negative feedback level correction unit for the error signal contains an amplifier connected in series, a determination link of inverse proportional magnitude and a switch, the second input of which is connected to the amplifier output and the third input with the second input of the level correction unit of the flexible. negative feedback by the error signal, the first input of which is connected to the input of the amplifier, and the output to the output of the switch.

2. The regulator according to claim 1, wherein the flexible negative feedback link contains two keys, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of an adder, the output of which is connected to the output of the flexible negative feedback link through the aperiodic link, The first input of which is connected to the first inputs of keys, and the second input - to the second inputs of keys.

Sources of information taken into account in the examination 1. Copyright certificate -SSSR 391532, cl. G 05 V 11/16, 1971 (prototype).