Импульсное регулирующее устройство

 

ИМПУЛЬСНОЕ РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее сумматор , выход которого соединен с входом трехпозиционного релейного элемента, выход которого, являющийся выходом устройства, соединен с входом первого масштабирующего элемента, выход которого соединен с первым входом интегратора и через второй масштабирующий элемент - с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу интегратора, третий масштабирующий элемент, выход которого соединен с вторым входом интегратора, замыкающий и размыкающий ключи, отличающееся тем, что, с целью обеспечения независимости установки динамических параметров от величин входного сигнала и зоны нечувствительности релейного элемента, устройство содержит трехпозиционный релейный элемент с униполярным выходом, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с входом и выходом устройства, а выход - с управляющими входами замыкающего и i размыкающего ключей, при этом вход устройства через замыкающий ключ соединен с |сл третьим входом сумматора и с входом третьего масщтабирующего элемента, а выход интегратора через размыкающий ключ соединен с третьим входом интегратора. СП со ю 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 36851 10/24-24 (22) 30.12.83 (46) 23.04.85. Бюл. № 15 (72) Н. И. Коровин и А. У. Ялышев (71) Специальное конструкторское бюро по приборостроению (53) 681.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 391532, кл. G 05 В 11/16, 1971.

2. Ялышев А. У. Разоренов О. И. Многофункциональные аналоговые регулирующие устройства автоматики. М., «Машиностроение», 1981, с. 374 (прототип). (54) (57) ИМПУЛЬСНОЕ РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЛСТВО, содержащее сумматор, выход которого соединен с входом трехпозиционного релейного элемента, выход которого; являющийся выходом устройства, соединен с входом первого масштабирующего элемента, выход которого соединен с первым входом интегратора и через второй

SU„„1151926 A

4(5в G 05 В 11/28 масштабирующий элемент — с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу интегратора, третий масштабирующий элемент, выход которого соединен с вторым входом интегратора, замыкающий и размыкающий ключи, отличающееся тем, что, с целью обеспечения независимости установки динамических параметров от величин входного сигнала и зоны нечувствительности релейного элемента, устройство содержит трехпозиционный релейный элемент с униполярным выходом, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с входом и выходом устройства, а выход — с управляющими входами замыкающего и размыкающего ключей, при этом вход уст- Я ройства через замыкающий ключ соединен с третьим входом сумматора и с входом третьего масштабирующего элемента, а выход интегратора через размыкающий ключ сое- С динен с третьим входом интегратора.

1151926

10

Изобретение относится к электрическим регулирующим устройствам с импульсным выходным сигналом.

Известно электрическое пропорционально-интегральное регулирующее устройство (ПИ-РУ) с импульсным выходом, содержащее последовательно соединенные устройство сравнения, трехпозиционный релейный усилитель, охваченный звеном гибкой от. рицательной обратной связи, исполнительный механизм, связанный с выходными реле усилителя, блок коррекции уровня гибкой отрицательной обратной связи по сигналу рассогласования, вход которого связан с выходом устройства сравнения, а выход подсоединен к одному из входов звена гибкой отрицательной обратной связи релейного усилителя (1).

Недостатком этого импульсного регулятора является его нелинейность, т.е. зависимость динамических параметров (коэф-. фициента и постоянной времени сс„, f4) от величины входного сигнала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является импульсное

ПИ-регулирующее устройство, содержащее трехпозиционный релейный элемент, подключенный к выходу сумматора, интегратор, первый вход которого соединен с выходом релейного элемента через первый масштабирующий элемент, выход которого через второй масштабирующий элемент соединен с одним из входов сумматора, выход интегратора соединен с другим входом сумматора и через третий масштабирующий элемент соединен с вторым входом интегратора, вход устройства соединен с третьим входом сумматора, а выход релейного элемента — с управляющими входами двух ключей (2):

Недостаток известного устройства зависимость динамических характеристик от входного сигнала и характеристики релейного элемента.

Цель изобретения — обеспечение независимости установки динамических параметров от величин входного сигнала и зоны нечувствительности релейного элемента.

Цель достигается тем, что импульсное регулирующее устройство, содержащее сумматор, выход которого соединен с входом трехпозиционного релейного элемента, выход которого, являющийся выходом устройства, соединен с входом первого масштабирующего элемента, выход которого соединен с первым входом интегратора и через второй масштабирующий элемент — с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу интегратора, третий масштабирующий элемент, выход которого соединен с вторым входом интегратора, замыкающий и размыкающий ключи, дополнительно содержит трехпозиционный релейный элемент с униполярным вы25

55 ходом, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с входом и выходом устройства, а выход— с управляющими входами замыкающего и размыкающего ключей, при этом вход устройства через замыкающий ключ соединен с третьим входом сумматора и с входом третьего масштабирующего элемента, а выход интегратора через размыкающий ключ соединен с третьим входом интегратора.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит интегратор 1, сумматор 2, трехпозиционные релейные элементы 3 и 4, масштабирующие элементы 5-7, замыкающий 8 и размыкающий 9 ключи.

Интегратор 1 и масштабирующий элемент

5 выполнены инвертирующими. Трехпозиционный элемент 4 выполнен с регулируемой зоной нечувствительности Лк.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим работу ПИ-регулирующего устройства при подаче на его вход импульсного сигнала с амплитудой, превышающей зону нечувствительности трехпозиционного реле 4 и достаточно большой длительностью.

На упомянутый тест-сигнал на выходе ПИРУ появляется отклик, содержащий первый продолжительный импульс t<, начало которого совпадает с фронтом тест-сигнала, серию импульсов со скважностью Э, продолжител ьны и импульс t z и ротивоположнои полярности, начало которого совпадает с задним фронтом тест-сигнала.

При подаче входного сигнала релейный элемент 4 переходит во включенное состояwe, замыкая ключ 8 и размыкая ключ 9.

При замыкании ключа 8 входной сигнал х поступает на вход трехпозиционного реле

3, которое переходит во включенное состояние. Выходной сигнал у положительной полярности воздействует на релейный элемент 4, сохраняя его состояние на все время включенного состояния релейного элемента 3, дублируя воздействие входного сигнала. После замыкания ключа 8 инвертированный входной сигнал поступает на вход интегратора 1. Одновременно через масштабирующий элемент 6 на второй вход интегратора 1 поступает сигнал положительной полярности. Результирующее изменение сигнала и в этом случае будет отрицательнымм.

Трехпозиционный релейный элемент 3 охвачен положительной обратной связью через элементы 6 и 7, благодаря чему формируется зона возврата трехпозиционного реле bs . Ее величина зависит от коэффициентов передачи указанных элементов. Коэффициент передачи масштабирующего

1151926

4.п сан I>-М(н-двП, 1 L- 3"

Составитель Г. Осипов

Техред И. Верес Корректор О. Луговая

Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и. открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор В. Иванова

Заказ 2322/36 элемента 7 равен †4 в, .где t — миниt мальная длительность выходных импульсов, Т вЂ” .постоянная времени интегратора 1.

Отрицательная обратная связь через интегратор 1 приводит к компенсации сигнала х сигналом z противоположного знака.

В момент компенсации заканчивается формирование импульса ti.

Во второй фазе работы ПИ-РУ имеют место меньшие отклонения разностного сигнала х-а на входе трехпозиционного элемента 3, равные + Bj. Они отрабатываются серией включений релейного элемента 3, вплоть до окончания входного тест-сигнала.

В течение второй фазы отклика релейный элемент 4 находится во включенном состоянии под действием входного сигнала.

После окончания входного тест-сигнала под воздействием сигнала z отрицательной полярности релейный элемент 3 переключится для подачи сигнала проч ивоположной полярности (сигнал у отрицателен), при этом формируется продолжительный отрицательный импульс t, что приводит к линейному изменению сигнала z в положительном направлении до нуля. Релейный элемент 4 переходит в выключенное состояние, что приводит к размыканию ключа 8 и замыканию ключа 9. В результате интегратор 1 переключается в режим апериодического зве на, что предотвращает формирование паразитных импульсов на выходе ПИ-РУ, пока выполняется условие х(0,5 1z. Математические выражения для параметров отклика t>, 3-, tz, имеют следующий вид: где 3 — статическая скважность (при постоянном значении входного сигнала a ); где tu, tn — длительности импульса и паузы соответственно в режиме формирования интегральных импульсов;

tg = Ки(х-Юп+ 1,5ов) . (3)

Закон регулирования идеализированного

ПИ-РУ имеет вид:

t = & — 4 (õ+ -„5 ddt) .

Следует заметить, что выражения (1 — 3) не содержат зоны нечувствительности Ьв.

ПИ-РУ, т.е. в предлагаемом ПИ-РУ устранен один из факторов, влияющих на динамические параметры о М.

Из (1 — 3) можно получить следующие расчетные формулы для динамических параметров: и= -- . .(5) ссл= (И» (б) (7)

25 1и и ((а ) с- 1 (6)

Сд 1 (9)

ta — tp

Можно пользоваться любыми из них для расчета соответствующего динамического параметра. Свойства ПИ-РУ сохраняются и при произвольном входном сигнале.

Технико-экономическая эффективность от использования предлагаемого ПИ-РУ в народном хозяйстве связана с повышением качества автоматического регулирования систем за счет повышения точности установки динамических параметров ПИ-РУ.