Устройство для контроля настройки систем регулирования

 

О П И- - C- А- - Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.12.77 (21) 2551066 j18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 0505.80. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 050580 (51)М. Кл.2

G 05 В 23/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5З) ЮЖ 621.396 (088. 8) (72) Авторы изобретения

A,(1.Литвинов, Д.В.Печук и Н.И.Владимирская

Киевский институт автоматики имени ХХЧ съезда.:КПСС (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАСТРОИКИ

СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ

На чертеже приведена функциональная схема устройства для контроля настройки систем регулирования.

Устройство содержит функциональный преобразователь 1, включающий блок 2 дифференцирования и блок 3 вычисления абсолютного значения параметра, первый и второй индикаторы

4 и 5, первый и второй интеграторы6 и 7 и второй и первый инверторы

8 и 9 °

Блок 2 представляет собой дифференцируюшее звено с усреднением, реализованное с помощью одного решающего усилителя.

Блок 3 предназначен для вычисления абсолютного значения -сигнала, поступающего на его вход, и реализуется с помощью одного реааюшего усилителя и двух. диодов.

Устройство относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля настройки . систем регулирования.

Известно устройство для контроля настройки систем регулирования, содержащее преобразователи, выходы которых подключены к блоку записи (1).

Но известное устройство обладает малым быстродействием и точностью, что обусловлено использованием человека-оператора как звена контрольноизмерительной системы, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст- 15 ройство (2) для контроля настройки систем, регулирования, содержащее последовательно соединеннйе функциональный преобразователь, первый интегратор и первый индикатор, а так- 20 же второй индикатор.

Однако и такое устройство обладает малым быстродействием и точностью.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности работы устройст 25 ва — достигается тем, что устройство содержит первый и второй инверторы и второй интегратор, выход которого соединен с входом второго индикатора и через первый инвертор со вторым )Q входом первого интегратора, третий вход которого через второй инвертор подключен к выходу первого интегратора и входу второго индикатора, а также тем, что функциональный преобразователь содержит последовательно соединенные блок дифференцирования и блок вычисления абсолютного значения параметра.

732821 где

Интеграторы 6 и 7 и инвесторы 8 и 9 предназначены дяя скользящего усреднения вариации параметра во времени.

Устройство работает следуюшим образом, Сигнал У, равный значению контро5 лир уемого п ар амет р а, по ступает с первичного измерительного преобразователя контролируемого параметра на вход блока 2. Сигнал Y на входе блока 2, представляющий собой усредненное значение производной контролируемого параметра, поступает на вход блока 3, на выходе которого—

« / сигнал /Y (, т.е. абсолютное значение производной контролируемого параметра. 5

На вход интегратора б поступает .сигнал представляющий собой функцию .X(t) =/Y / . Кроме того, на вход интегратора 6 с его выхода через инвертор

8 поступает сигнал — а<, 20 и с выхода интегратора 7 через инвертор 9 поступает сигнал — à J

Таким образом, на вход интегратора б поступает сигнал, представляющий собой, функцию: 25

Ю" =-"аJ — а J+ k х (t), ;! — интегральный критерий качества регулирования сист емы; . с производная интегрального критерия качества;

-а,,-а, — коэффициенты усилЕния инверторов 8 и 9;

): — коэффициент усиления апериодического звена второго порядка, со35 стоящего из блоков 8 и 9, иэ параметров регулятора, что обеспе" чивает высокое качество настройки, Значение интегрального критерия качества выводится на показывающий индикатор 5, значение производной

J — на индикатор 4, Предположим, что в результате внешних возмущений колебания контролируемого параметра у увеличились.

Результатом увеличения динамических колебаний системы будет увеличение значения интегрального критерия J качества, выведенного на показывающий.индикатор 5. Увеличение критерия качества является сигналом к перестройке параметров регулятора. Параметры регулятора настраиваются последовательно и настройка каждого иэ них производится идентично.

Параметр изменяют таким образом, чтобы минимизировать критерий J.При этом об уменьшении критерия судят по отрицательным показаниям индикатора 4 имеющего 0 в середине шкалы. Как только показания индикатора 4 станут положительными (что свидетельствует о перерегулировании) настройку параметра прекращают, так как данный параметр обеспечил максимальную минимизацию критерия качества и значение его — оптимальное, Использование устройства позволяет получить повышенное быстродействие и точность работы устройства за счет отсутствия нелинейных элементов и повышенной, по сравнению с известными решениями, информативности критерия контроля.

На выходе интегратора б имеется сигнал, состветствующий J -ф, на выходе интегратора 7 — сигнал, представляющий собой интегральный критерий качества настройки системы регулирования:

S0. где g () — весовая функция апериодического усредняющего звена второго порядка; у (t-Т) — контролируемый параметр.

Критерий J характеризует динамичесКое качество функционирования системы в рассматриваемый момент врфкени и зависит только от IIapa,метров настройки регулятора. Это объясняется тем, что пои помощи критерия оценивается вариация контролируемого параметра var у=.)/у (t)/ d f, д при помощи весовой функции g (t) 60 осуществляется скольз ящее усреднение вариации во времени, Настройка осуществляется путем минимизации критерия, причем критерий минимиэируется последовательной настройкой каждого 65

Формула изобретения

1. Устройство для контроля настрой-. ки систем регулирования, содержащее последовательно соединенные функциональный преобразователь, первый интегратор и первый индикатор, а также второй индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности работы устройства, оно содержит первый и второй инверторы и второй интегратор, выход которого соединен с входом второго -индикатора и через первый инвертор со вторым входом первого интегратора, третий вход которого через второй инвертор подключен к выходу первого интегратора и входу второго индикатора, 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что функциональный преобразователь содержит последовательно Соединенные блок дифференцирования и блок вычисления абсолютного значения. параметра, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 463949, кл, G 05 В 23/02р 1976.

732821

Составитель Н,Белинкова

Редактор С.Головенко Техред О.Андрейко Ropp p енто М, ШаРоаМ

) /

Заказ 1735/37 Тираж 956 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

2. Автоматизация химических производств. Автоконтроль микроклимата при производстве химических волокон . Под ред. A.М.Литвинова и др, Киев, Институт автоматики, 1972, с,70 (прототип).