Релейная система регулирования

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСААКИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (t ai 736()45

li

/ г (6l ) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заявлено 10.11.78 (2l } 2682657/18-24 (5l)M. Кл.

Ci 05 В 11/16 с присоединением заявки ¹

3Ьаударственнмй комнтет (23) Приоритет (53) УДК 62-50 (088.8) до делам нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 25.05.80. тъвллетень ¹ 19

Дата опубликования описания 28 05-80

Г. И. Сергацкий, В. Ф. Давиденко, А. И. Бондаренко и Г. А. Линкнн (72) Авторы изобретения

Киевский институт автоматики им. XXg съезда КПСС и Институт электросварки им. Е. О. Патона (7 I ) Заявители (54) РЕЛЕЙНАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах автоматического регулирования с релей« ным элементом в качестве задающего органа.

В известных системах автоматического регулирования для повышения быстродействия используют релейные элементы, выполняющие функции задающего (1) или усилительного органа 2) . Такая система обычс. но содержит датчик релейного типа, выход которого подключен к приводу исполнительного органа, жестко связанного с указанным датчиком. Вследствие связи с релейным датчиком привод системы работает в ре15 жиме автоколебаний, устранение которых возможно лишь при ухудшении динамических и точностных показателей системы.

Низкое качество регулирования в релей26 ной системе обусловлено, главным образом, ее неустойчивостью.

Известна система регулирования, содержащая блок задержки и привод, выход которого связан с двухпозицнонным датчиком рассогласования (3)

Эта система содержит также концевые выключатели и усилитель. Выход привода жестко связан с нормально замкнутыми контактами указанных концевых выключателей. Вход элемента задержки связан с нормально разомкнутыми элементами концевых выключателей, а выxog подключен к входу привода.

Известная система обеспечивает реверс привода по сигналу датчика н его торможение в течение заданного .времени при подходе исполнительного органа к одному из крайних положений, определяемых концевыми выключателями.

Håäîcòàòêîì известной системы является ее низкая устойчивость, что связано с наличием автоколебаний, присущих релейной системе регулирования, а, следовательно, и низкая точность.

Бель изобретения — повышение точности системы.

Таким образом„релейная система

45 будет работать с временным люфтом.

Величину времени задержки выбирают в зависимости от требуемой точности регулирования скорости изменения входной величины и скоростных характеристик привода.

Введение временного люфта, т.е. временной зоны нечувствительности облегчает режим работы релейной системы, так как снижается частота колебаний

55 . исполнительного органа и обеспечивается возможность устранения автоколебаний, Это позволяет повысить устойчивость и точност l системы регулирования.

3 . 73

Это достигается тем, что она содержит инвертор, два блока совпадения и формирователь сигнала изменения знака, первый вход которого связан с первым выходом двухпозиционного датчика рассогласования и первым входом первого блока совпадения, второй вход — с вторым выходом двухпозиционного датчика рассогласования и через инвертор — с первым входом второго блока совпадения., выход— через блок задержки - со вторыми входами блоков совпадения, выходы которых подключены к соответствующим входам привода.

Такая система обеспечивает задержку отработки приводом сигнала датчика в каждом из двух его положений. Время, задержки, задаваемое нредварительно, отсчитывается с момента изменения знака сигнала на выходе датчика. Включение привода и перемещение им исполнительного органа в.соответствии с направлением изменения состояния объекта регулирования осуществляется по истечении заданной выдержки времени.

Поскольку коррекция положения исполнительного органа осуществляется ие мгновенно, как в чисто релейном режиме, а по истечении некоторого времени, то за счет введения временного люфта устраняются автоколебания, возникающие цри релейном регулировании, это позволит . повысить устойчивость и точность системы.

На чертеже показана функциональная схема системы.

Она содержит привод 1 исполнительного органа, связанный с двухпозиционным датчиком 2 рассогласования, а также блоком 3 задержки. Выходы "+" и "двухпозиционного датчика 2 рассогласования подключены к формирователю 4 сигнала изменения знака. Выход + " подключен также ко входу блока 5 совпадения, а выход "- - через инвертор 6 ко входу блока 7 совпадения. Ко входам блоков 5 и 7 совпадения подключен также выход блока 3 задержки, а выходы указанных блоков совпадения соединены с приводом

1, жестко связанным с датчиком 2 .

Система работает следующим образом.

При отклонении регулируемой величины относительно текущего положения исполнительного органа на одном из выходов "+ или - двухпозиционного датчика рассогласования 2 появится сигнал, который поступит на вход блока 5 или 7 совпадения (через инвертор 6) и череэ

6045 ф .формирователь 4 сигнала изменения знака, выдающий с игнал изменен ия знака отклонения, на вход блока 3 задержки.

По истечении заданной выдержки времени на выходе последнего появится сигнал, который поступит на вторые входы блоков 5 и или 7 совпадения в зависимости от знака отклонения входной величины.

С выхода блоков 5 или 7 совпадения сигнал отклонения поступит на вход привода 1, который перемещает исполнительный орган в направлении компенсации указанного отклонения до момента изменения знака сигнала двухпозиционного

15 датчика 2 рассогласования (далее — просто датчика), т.е. до момента полной компенсации отклонени я входной величины.

Сигнал на выходе датчика 2 во время отработки приводом 1 отклонения входной

2О величины изменится за счет воздействия на датчик 2 жесткой обратной связи с приводом 1 исполнительного органа. В момент изменения знака сигнала íà выходе

25 датчика 2 формирователь 4 сигнала изменения знака (далее — просто формирователь) сбрасывает на выходе блока 3 задержки предыдущий сигнал и, тем самым, отключает привод 1. В то же зо время формирователь 4 выдает на блок 3 задержки новый сигнал на включение задержки. Этот сигнал регистрирует,отклонение входной величины в другую сторону. Компенсация этого отклонения

3S также произойдет по истечении заданной выдержки времени.

Изменение знака отклонения входной величины, а, следовательно, и знака сигнала на выходе датчика 2 может произойти до истечения заданной выдержки времени. В этом случае привод 1 не будет включен, а отсчет заданного времени возобновляется.

736045

Составите ль Г. Нефедова

Редактор H. Катаманина Техреду, Каателевич Корректор М. Вигула

Заказ 2426/38 . Тираж 956 Подписное

Ш4ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьюллй

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проек-- ная, 4

Технико - экономический эффект изобретения заключается в повышении качества регулирования за счет устранения возможности возникновения в системе неконтролируемых автоколебаний. В отличие от изве тньи решений по устранению автоколебаний (введение зоны нечувствительности но пути, введение корректирующих, цепей, повышение частоты стацион арн ых кол ебан ий } предложен ное устройство обеспечивает устойчивый режим работы другим, более простым и, в ряде случаев, более приемлемым способом.

Система может быть использована в случаях, когда известна максимальная скорость изменения входной величины, что позволяет выбирать время задержки в зависимости от требуемой точности регулирования. В качестве объекта применения предложенной системы могут бьлть различные копируюшие автоматы, устройства для направления электрода по стыку, автомат ические системы экстремального регулирования и т.д, формула изобретения

Релейная система регулирования, содержашая блок задержки и привод, выход которого связан с двухпозиционным датчиком рассогласования, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения точности системы, она содержит инвертор, два блока совпадения и формирователь сигнала изменения знака, первый вход которого связан с первым выходом двухпознционного датчика рассогласования и первым входом первого блока совпадения, второй вход — с вторым выходом двухпозиционного датчика рассогласования и через инвертор - с первым входом второго блока совпадения, выходчерез блок задержки - со вторыми входами блоков совпадения, выходы которых подключены к соответствукипим входам привода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Львов H. С. Автоматизация направления сварочной головки по стыку. М., Машиностроение, 1966, с. 18-19.

2. Техническая кибернетика. Теория автоматического регулирования. Книга 3.

Часть ll. Теория нестационарных, нелинейных и самонастраиваюшихся систем автоматического регулирования. Под ред.

В. В. Солодовникова. М., Машинострое нпе, 1969, с. 121.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 511565, кл. С 05 В 11/14, 1974 (прототип) .