Способ настройки трехпозиционного автоматического регулятора

 

О Il И С А Н И Е < л6918()6

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Сосетсккх

Соцналмсткческих

Реслублнк (61) Дополнительное к авт. свкд-ву (22) Заявлено 13.08.73 (21) 1956392/18-2 (51)М. Кл.

G 05 В 11/16 с присоединением заявки рй.

Гасударственный ксмнтет

СССР по делам нзобретеннй и етнрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 1 5. 10.79. Бюллетень,% 38

Дата опубликования описания 17.10.79 (53) УДК 621. .3(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Г. Гузий и E. И. Фандеев

Новочеркасский ордена Трудового Красного политехнический институт им. Серго Орджо о (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ ТРЕХПОЗИЦИОННОГО

АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано при автоматизации дискретно-непрерывных технологических процессов, когда сочетаются требования высокого быстродействия системы регулирования в пусковом режиме и повышенной точности автоматической стабилизации.

Известен способ автоматического трехпозиционного регулирования 11), зжлючаюшийся в том, что в зависимости от величины действуюших возмущений (нагрузки объекта регулирования) с помощью дополнительного устройства устанавливается регулирующий сигнал средней позиции трехпозиционного регулятора, удерживаюший регулируемую величину между уровнями регулируемой величины, при которых происходит переключение позиций регулятора, т.е. в зоне норма", Недостатком этого способа является низкое быстродействие системы регулирования в пусковом режиме, так как возможность уменьшения времени объекта регулирования на заданный режим за счет увеличения управляющего сигнала верхней позиции ограничена соответствующим увеличением перерегулирования вслед ствие необходимости установления малой ширины зоны норма".

Наиболее близким к данному изобретению техническим решением является способ настройки трехпозиционного регуля10 тора (21, основанный на задании трех величин регулируюшнх сигналов, соответствующих верхней, средней и нижней позициям регулятора, и двух уровней регулируемой величины, при которых

)5 происходит переключение этих позиций.

Способ заключается в следующем.

Регулируюший сигнал нижней позиции устанавливают таким, чтобы под его

20 воздействием при минимальной нагрузке объекта регулирования установившееся значение регулируемой величины не превышало верхнего уровня переключения позиций, регулирующий сигнал верхней

91 806 4

3 ) позиции устанавливают таким, чтобы цод его воздействием при максимальной нагрузке объекта установившееся значение регулируемой величины было не меньше нижнего уровня переключения позиций, "a регулирующий сигнал средней позиции выбирают так, чтобы под его воздействи-. ем при номинальной нагрузке объекта регулируемая величина находилась между уровнями переключения позиций (в зоне норма ) . Причем, регулирующий сигнал верхней позиции и нижний уровень переключения выбирают так, чтобы обеспечить минимальные значения времени вывода регулируемой величины на заданный режим после включения регулятора, перерегулирования и диапазона отклонения регулируемой величины от заданного значения в процессе автоматической стабилизации.

Недостатком такого способа являются сложность выбора оптимальных настроек трехпозиционного регулятора, а также низкое быстродействие системы регулирования в пусковом режиме и низкая точность автоматической стабилиза— ции при колебаниях нагрузки объекта регулирования . Перечисленные недостатки обусловленны тем, что известные способы предполагают возможность нерегулируемого изменения величины в зоне "норма" при колебаниях нагрузки объекта. Поэтому для уменьшения диапазона отклонений регулируемой величины в процессе автоматической стабилизации необходимо сужать зону норма . Последнее условие ограничивает возможность ускорения в ывода регулируемой величины на заданное значение после включения регулятора за счет увеличения регулирующего сигнала верхней позиции, так . как при малой ширине зоны норма" перерегулирование может стать недопустимо большим. Для уменьшения перерегулирования переключение с верхней пози ции на среднюю необходимо производить заблаговременно (c упреждением), тоесть увеличивать ширину зоны "норма, но это ведет к соответствующему увеличению диапазона отклонений регулируемой величины при колебаниях нагрузки.

Отмеченная взаимозависимость трех качественных показателей (время вывода регулируемой величины на заданное значение, нерегулирование, диапазон отклонений регулируемой величины) не только усложняет выбор оптимальных настроек трехпозиционного регулятора, но и не

40 позволяет улучшать один иэ показателей беэ ущерба для других.

Целью изобретения является упрощение настройки трехлозиционного регулятора при повышении быстродействия в пусковом режиме и точности стабилизации.

Поставленная цель достигается тем, что предварительно устанавливают верхний уровень переключения позиций в соответствии с заданным значением регулируемой величины, переключают регулятор на среднюю позицию и обеспечивают максимальную нагрузку объекта регулирования, затем устанавливают величину регулирующего сигнала, при которой устано— вившееся значение регулируемой величины соответствует верхнему уровню переключения позиций, переключают регулятор на нижнюю позицию и устанавливают соответствующий регулирующий сигнал, переключают регулятор на верхнюю позицию, обеспечивают нагрузку объекта регулирования, соответствующего ее значению при выводе объекта на заданный режим после включения регулятора, устанавливают максимально допустимый уп— равляющий сигнал и выбирают нижний уровень переключения позиций, при котором время вывода регулируемой величины на верхний уровень переключения позиций минимально при заданном ограни— чении на перерегулирование.

На чертеже представлены графики изменения регулирующего сигнала и регулируемой величины в процессе работы трехпозиционного регулятора при изменении нагрузки объекта регулирования от минимального до максимального значений.

Настройку регулятора производят в следующем порядке.

Устанавливают задатчик верхнего уровня ХПВ переключения позиций регулятора на заданное (номинальное) значение регулируемой величины Х.

Переключают регулятор на среднюю позицию.

Обеспечивают максимальную нагруз— ку У „„с, объекта регулирования и устанавливают регулирующий сигнал УСП средней позиции таким, чтобы под его воздействием установившееся значение Х соответствовало верхнему уровню X н переключения позиций.

Переключают регулятор на цижнюю позицию.

О91 ЕОВ 6

Обеспечивают минимальную нагрузку

У1 „ „„ объекта регулирования и устанав-. ливают регулирую1ций сигнал У,„нижней позиции таким, чтобы под его воздействием установившееся значение Х соответствовало бы верхнему уровню

Х и переключения позиций.

10

Переключают регулятор на верхнюю позицию.

Обеспечивают нагрузку объекта, соответствующую ее значению при выводе объекта на заданный режим после вклю— чения регулятора.

Устанавливают максимально допусти- 15 мый регулирующий сигнал У и верхней позиции .

Устанавливают начальное значение нижнего уровня Х д переключения позиций регулятора. 20

Выключают регулятор до достижения регулируемой величиной начального значения Х

Включают регулятор и фиксируют зна— чения времени 1 вывода регулируемой в величины на верхний уровень Х „переключения позиций и перерегулйрование

ДХ1

Изменяют нижний уровень переключения позиций и повторяют две предыдушие операции до тех nîð, пока время вывода 4 не станет минимальным при заВ данном ограничении на перерегулирование.

На чертеже видно, что при данном способе настройки регулируемая величина

Х остается на верхнем уровне Х „В переключения позиций при изменении нагрузки от минимального до максимального значений н „„„и Х н макс, в то время как при известном способе настройки в слу40 чае максимальной нагрузки регулируемая величина переходит на нижний уровень переключения позиций Х >

Поэтому при предложенном способе устраняется взаимозависимость показателей пускового режима и автоматическдй стабилизации, характерная для известного способа и, следовательно, упрощается оптимальная настройка трехпозицион—

50 ного регулятора: управляющий сигнал верхней позиции и нижний уровень переключения позиций. выбирают только из условия обеспечения минимального времени вывода регулируемой величины на

55 заданное значение в пусковом режиме при заданном ограничении на перерегулирование, т.е. без учета требования к диапазону отключений регулируемой величины в процессе автоматической стабилизиции. Причем появляется возмож— ность увеличения быстродействия в пус— ковом режиме, для чего управляющий сигнал задают равным максимально возможному значению, а соответствующее увеличение перерегулирования компенсируют уменьшением нижнего уровня пере— ключения, диапазон отклонений регулируемой величины зависит только от диапазона колебаний нагрузки, что способствует повышению точности автоматическ ой с табили за ции.

Формула изобретения

Способ настройки трехпозиционного автоматического регулятора, основанный на задании величин трех регулирующих сигналов, соответствующих позициям регулятора и двух уровней регулируемой величины, при которых происходит переключение позиций, причем регулируюший сигнал нижней позиции выбирают из условия, чтобы под его воздействием при минимальной нагрузке объекта регу— лирования установившееся значение регу— лируемой величины не превышало бь< верхнего уровня переключения позиций, отличающийся, тем, что, с целью упрощения настройки регулятора при повышении быстродействия в пусковом режиме и точности стабилизации, предварительно устанавливают верхний уровень переключения позиций в соогветствии с заданным значением регулируемой величины, переключают регулятор на среднюю позицию и обеспечивают максималь— ную нагрузку объекта регулирования, затем устанавливают величину регули— рующего сигнала, при которой установив— шееся значение регулируемой величины соответствуег верхнему уровню переключения позиций, переключают регулягор на нижнюю позицию и устанавливают соответствующий регулирующий си1 нал, переключают регулятор на верхнюю позицию, обеспечивают нагрузку объекта регулирования, соответствующую ее значению при выводе объекта на заданный режим после включения регулятора, устанавливают максимально допустила и управляющий сигнал и выбирают нижний уровень перекЛючения позиций, при котором время вывода регулируемой величины на верхний уровень переключения позиций минимально при за7 691806 8 ограничении на перерегулиро 1. Авторское свидетельство СССР

М 458812, кл. Ь 05 В 11/16 1972.

2. Камне-Немм А. Л. Автоматические двухпозицнонные регуляторы, М., Наука

1 9 67, с. 58-68. данном ванне.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе пн

>ап

"сп а

Составитель И. Горелова

Редактор H Каменская Техред 3. Фанта Корректор М ° " аро "и

Заказ 6214/37 Тираж 101 5 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/b

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4