Регулятор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >830346 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 09.07.79 (21) 2792561/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.0581.Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 150581

<511М. К .

G 05 D 23/19

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 555. 6 (088.8) (54) РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к автоматизации и различных технологических процессов и может быть использовано, в частности, для регулирования тепловых режимов как автоматический регулятор температуры. Известны специальные регуляторы, с омсщью которых решается задача автоматизации управления технологическими процессами, например автоматического регулирования температурных режимов различного рода объектов (1).

Известны также системы автоматического регулирования, включающие автоматические регуляторы с пропорциональным законом регулирования (П-регуляторы), отличающиеся простотой исполнения, высокой надежностью в эксплуатации при достаточйо высоком качестве регулирования. Эти устройства в своем составе непременно содержат: датчик регулируемого параметра, последовательно соединеннц задающее устройство, элемент сравнения, усилитель сигнала рассогласования, исполнительный орган С2).

Однако у большинства объектов регулирования (например у объектов регулирования тепловых процессов) при изменении режима работы (как по температуре, так и по нагрузке) сильно изменяются динамические свойства — особенно коэффициент передачи объекта. В результате при регулировании температурных режимов таких объектов с помощью автоматических систем, содержащих П-регуляторы, остаточное отклонение регулируемой температуры от заданной значитель15 но превышает допустимое (статическая ошибка). Уменьшить величину статической ошибки простым увеличением усилия регулятора не удается, так как при большсм уси20 лении это приводит к возникновению г колебательного режима, Цель изобретения — повышение точности регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в регулятор, содержащий датчик и задатчик параметра, подключенные через элементы сравнения к блоку пропорционального регулирования, и исполнительный

30 орган, введены делитель напряжения

830346 и последовательно соединенные диФференциальный усилитель и RC-цеп причем выход ВС-цепи подключен к управляющему входу делителя напряжения, вход которого соединен с выходом блока пропорционального регулирования, выход - со входом исполнительного сргана, а входы дифференциального усилителя подключены к выходам задатчика и блока пропорционального регулирования.

На чертеже представлена функциональная схема регулятора, например для регулирования температуры объекта нагрева.

Регулятор содержит задатчик 1 элемент 2 сравнения, блок 3 пропорционального регулирования, делитель

4 напряжения, датчик 5, исполнительный орган б, дифференциальный усилитель 7 и RC-цепь 8 температуры, элемент 9 ручного управления, переменные резисторы 10 и 11, входь. 12 и 13 усилителя, Регулятор работает следующим образом.

Вначале с помощью элемента 9 ручного управления, делителя 4 напряжения устанавливается необходимое значение коэффициента передачи всей системы автоматического регулирования, обеспечивающее требуемую точность и запас устойчивости при максимальном значении ко=-ффициента передачи объекта.

Затем с помощью переменного резистора 10 устанавливается коэффициент -ередачи между выходом блока 3 и вторым входом дифференциального усилителя 7 таким, чтобы при максимальной температуре объекта регулирования, т.е. при максимальных выходных сигналах задатчика 1 и блока 3, сигналы на обоих входах дифференциального усилителя 7 были равны. При этом прецполагается, что максимальный выходной сигнал блока 3 соответствует случаю, когда коэффициент передачи объекта в процессе нагрева остается постоявньж и равен своему максимальному значению.

Далее путем изменения уставок задатчика 1 объект нагревается до заданной температуры. Еслй в процессе нагрева коэффициент передачи объекта не изменяется, то к моменту выхода на температурный режим сигналы на входах дифференциального усилителя 7 равны и его выходной сигнал равен нулю, так как в этом случае сохраняется неизменным соотношение между выходными сигналами задатчика 1 и блока 3.

Коэффициент передачи делителя 4 напряжения при этом остается неизменным. Если коэффициент передачи объекта имеет температурную зависимость (уменьшается с ростом температуры. объекта нагрена), изменяется соотношение между выходными сигналами эадатчика 1 и блока 3.

Для поддержания той же заданной температуры, что и для рассмотренного выше случая, требуется другое колич е с TB о подв одимой к o6ъек ту мощности нагрева. В результате нарушается равенство сигналов на входах дифференциального усилителя

7 и на его выходе появляется сигнал, который изменяет коэффициент передачи делителя 4 напряжений таким образом, что сигналы на нходах 12 и 13 дифференциального:усилителя 7 опять практически ста15 нут ранными (до той небольшой разности, .которая, усиленная дифференциальным усилителем 7 и поданная на вход делителя 4 напряжения поддерживает новое значение козфЩ фициента передачи последнего).

Степень равенства указанных сигналов определяется коэффициентом передачи дифференциального усилителя 7. Таким образом, уменьшение коэффициента передачи объекта компенсируется увеличением коэффициента передачи делителя 4 напряжения. Общий коэффициент передачи при этом остается постоянным.

Аналогично происходит компенсация изменения коэффициента передачи объекта при изменении режима объекта регулирования по нагрузке.

Так как при быстрых изменениях задания, например температуры или нагрузки, изменение коэффициента передачи объекта происходит обычно не мгновенно, а по временному закону, зависящему от постоянной

40 времени объекта регулирования, поэтому между дифференциальным усилителем 7 и делителем 4 напряжений включена RC-цепь 8, постоянная времени которой с помощью

45 переменного резистора 11 может настраиваться на любой объект регулирования.

Таким образом, с введением в регулятор новых элементов (делителя напряжения дифференциального усилителя и RC-цепи) соединенных соответствующим образом между собой и остальными элементами, решается принципиальная проблема— исключается влияние изменения коэффициента передачи объекта регулирования на работу регулятора, в результате чего повышается точность регулятора.

Формула изобретения

Регулятор, содержащий датчик и эадатчик параметра, подключенные через элементы сравнения к блоку пропорционального регулирования, и исполнительный орган, о т л и ч а ю шийся тем, что с целью по830346!

Составитель Л. Птенцова

Редактор Л. Повхан Техред A.ÂäáHHeö Корректор Н. Швыдкая. Заказ 3054/ЗЬ Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 вышения точности регулятора, в него введены делитель напряжения и последовательно соединенные дифференциальный усилитель и RC-цепь, причем выход RC-цепи подключен к .управляющему входу делителя напряжения, вход которого соединен с выходом блока пропорционального регулирования, выход - co входом исполнительного органа, а входы дифферен. циального усилителя подключены к

4 выходам задатчика и блока пропор- . ционального регулирования.

Источники ийформации принятые во внимание при экспертизе

1. Стефан Е.П. Основы расчета настройки регуляторов теплоэнергетических процессов, М., Энергия

1972, с. 32.

2. Клюев А.С. Автоматическое регулирование.» М., Энергия, 1973, с. 81 (прототип) .