Пневматическое устройство компенсации запаздывания
О П И С А Н И Е ЗО)689
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сова Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 11.XII.1969 (Эй 1384144/18-24) с присоединением заявки ¹
Приоритет
Опубликовано 21.IV.!971. Бюллетень № 14
Дата опубликования описания ЗО.И1.1971
МПК 6 05Ь 17/ОО
Комитет по делам иаовретеиий и открытий при Совете мииистрее
СССР
УДК 621-531:621-52 (088.8) Авторы изобретения
М, И. Коростелев, А. Л, Колойденко, В. С. Плутес и
А. И. Бирман
Заявитель
БИБЛИОТ
ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ
ЗАПАЗДЫ ВАН ИЯ
Изобретение относится к пневматическим устройствам компенсации запаздывания и может быть использовано при построении систем автоматического регулировавия (CAP) объектов с запаздыванием. 5
Известно устройство компенсации запаздывания, состоящее из .последовательно соединенных инерционной части и звена запаздывания, образующих модель объекта, и сумматора, .положительный и отрицательный вхо- 10 ды которого соединены со входом и выходом звена запаздывания.
Инерционная часть устройства выполнена иа усилительном и апериодическом звеньях, причем в качестве апериодического исполь- 15 зуется элемент «дроссель — объем», имеющий ограниченные возможности настройки большей,постоянной времени.
Звено запаздывания построено на основе разложения функции е-р в ряд Паде и по- 2II этому указанная функция реализуется только приближенно. При регулировании технологических объектов возникает необходимость в установке значительных постоянных эреMI.HiH и точной реализации фазовой характеристики 25 звена запаздывания.
Недостатком известного устройства является трудность установки больших (более
20 мин) постоянных времени а периодических звеньев, сложность процесса их настройки, ЗО
2 и также приближенная реализация фазовой характеристики звена запаздывания.
Целью предлагаемого изобретения является расширение диапазона настройки постоянной времени апериодического звена, упрощение процесса его настройки, а также упрощение устройства и повышение точности реализации фазовой характеристики звена запаздывания.
Пневматическое устройство компенсации запаздывания содержит последовательно соединенные звено запаздывания и инерционную часть, состоящую из усилительного звена и апериодического звена, выполненного на элементе «дроосель — объем», и сумматор, положительные и отрицательные камеры которого соединены со входом и выходом звена запаздывания и отличается тем, что каждое из апериодических звеньев содержит дроссельный делитель, входные каналы которого соединены с каналами входа и выхода звена, а выход делителя соединен со входом элемента «дроссель — объем». К качестве звена запаздывания используется пневматический прерывистый блок запаздывания, построенный на диодных пульсирующих емкостях с вялыми мембранами, а один из положительных входов сумматора соединен с выходом объекта регулирования, а выход сумматора — со входом регулятора.
301689
На фиг. 1 изображена структурная схема регулирования объекта с запаздыванием; на фиг. 2 — принципиальная схема апериодического звена.
Выход уо объекта 1 соединен с положительным входом сумматора 2, второй положительный вход которого связан с выходом г„инерционной части 8 устройства 4 компенсации запаздывания, а отрицательный — с выходом у„звена за паздывания 5. Выход сумматора 2 подключен ко входу регулятора б, выход х которого соединен со входами объекта 1 и устройства 4. Уставка у, регулятору б с передаточной функцией Кр(P) задается с помощью задатчика, у становленного внутри регулятора либо на вторичном приборе. Инерционная часть 8 и звено за паздывания 5 образуют модель объекта.
В случае полной адекватности передаточных функций объекта W,å — Р и модели
W„e P " благодаря наличию промежуточной точки я„после инерционной части модели, запаздывание по существу оказывается выне". сенным за контур .регулирования, что позволяет значительно повысить качество переходных процессов
Существеннйм является использование в качестве .э вена запаздывания .пневматического прерывистого блока запаздывания, построенного на принципе передачи количеств (а не давлений) газа по линии последовательно соединенных диодных пульсирующих емкостей с вялыми мембранами, что значительно повышает точность реализации фазовой характеристики звена.
Инерционная часть 8 устройства 4 обычно состоит из усилительного звена и одного или нескольких апериодических звеньев.
Звено содержит дроссельный делитель 7, переменный дроссель 8, пневматическую емкость 9, повторитель 10 и н.о. (непроводящий) контакт 11. Все элементы з|вена выполнены на стандартных элементах УСЭППА. Входной пневматический сигнал Р„;поступает на постоянный дроссель дроссельного делителя, второй вход которого соединен с линией выходного сигнала Р„звена, Переменный дроссель 8 и пневматическая емкость 9 образуют звено «дроссель †объ» 12, повторитель 10 служит для усиления выходного сигнала Р» по мощности, а пневматический контакт 11— для ввода начальных условий Р,.
Динамика этого звена описывается следующими дифференциальными уравнениями: а" — (g>+g ) = (Р» — ) — (р+т)(Р)=
V, dP
Я6 dt
gy=y(P — P)= 1 1а
Re где а, р соответственно про водимость постоянного и переменного дросселя делителя 7; у — проводимость переменного дросселя 8;
g; — расход через t-й ((i=n, р, у) дроссель;
Р, V — соответственно давление и объем проточной камеры, образованной .делителем и переменным дро сселем;
V — объем емкости 9;
g, Π— газовая постоянная и абсолютная тем пература.
Обычно « паразитной» инерционностью проточной камеры можно пренебречь, так как
<+P))y и V )) V>. Тогда уравнение динамики звена за п ишется в виде т жР, +Р =Р„, lг dt где Ty — постоянная времени инерционного звена «дроссель — объем» (т7 = vg>ne), Йа/х+ +у — весовой коэффициент проточной камеры по входу Р„.
Таким образом, у стройство является апериодическим звеном, постоянная времени T которого в 1/й раз больше постоянной времени исходного апериодического звена («дроссел ь — объем») .
При использовании в качестве делителей элементов УСЭППА (для которых 0,05(k(.1) диапазон настройки |постоянной времени может быть увеличен в 20 раз.
Вторы м важным свойством предлагаемого звена является возможность просто .и точно настраивать постоянную времени с помощью делителя путем изменения коэффициента 1:.
При этом на вход звена подают эталонный сигнал, через контакт 11 соединяют пневматическую емкость 9 с атмосферой и с помощью контрольного прибора, подключенного к проточной камере, устанавливают требуемое значение коэффициента деления.
Предмет изобретения
1. Пневматическое устройство компенсации за паздывания, содержащее последовательно соединенные звено запаздывания и инерционную часть, состоящую из усилительного звена и апериодического звена, выполненного на элементе «дроссель — объем», и сумматор, положительные и отрицательные камеры которого соединены со,входом и выходом звена запаздывания, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона настройки )постоянных времени апериодичеоких звеньев и упрощения процесса их настройии, каждое из апериодических звеньев содержит дроссельный делитель, входные каналы которого соединены с каналами входа и выхода звена, а выход делителя соединен со входом элемента «дроссел ь — объем».
2. Устройство IIIG и. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности реализации фазовой характеристики звена запаздывания, в качестве звена, запаздывания используется пневматический прерывистый блок запаздывания, построенный на дио дных пульсирующих емкостях ic вялыми мембранами, а один из положительных входов сумматора соединен с выходом объекта регулирова ния, а выход сумматора — со входом регулятора.
Составитель О, В. Iloearo
Редактор Е. В. Семанова Тсхред Т. П. Курилко Корректор Н. Рождественс .ая
Заказ l907i13 Изд. № 803 Тираж 473 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, К-35, Раушская наб., д. 4, 5
Типография, пр. Сапунова, 2
