Двухканальная система управления

 

Изобретение относится к области химической промышленности и может быть использовано при управлении процессом формирования поликапроамидного волокна. В системе решается задача компенсации влияния внутренних связей объекта управления. Система состоит из двух каналов. В каждом канале сигнал задания сравнивается с регулируемым сигналом. Полученный сигнал рас согласования поступает на вход регулирующего устройства, которое через исполнительный механизм воздействует на соответствующий вход объекта, меняя регулируемые сигналы. Система содержит логический блок, который анализирует промежуточные координаты регулирующих устройств первого и второго каналов управления и формирует сигналы управления для трехпозиционных переключателей регулирующих устройств . В зависимости от вида управляющего сигнала переключатель, подключенный к источнику постоянного § сигнала, пропускает на свой выход сигнал требуемой полярности или .вооб (Л ще не пропускает его. Этот сигнал интегрируется и суммируется с промасштабированным сигналом рассогласования . Полученный сигнал является выходным сигналом регулирующего устройства . В системе предусмотрено исполь- , зование двух вариантов выполнения логического блока и переключателей. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (s)) 4 G 05 В 11/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3878220/24-24 (22) 04.04.85 (46) 07.11.86. Бюл. У 41 (71) Алтайский политехнический институт нм. И.И.Ползунова (72) Д.С.Бассейн (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 250257, кл. G 05 В 11/0.1, 1968.

Авторское свидетельство СССР

В 557349, кл. G 05 В 11/01, 1975.

Бесекерский В.А. Динамический синтез систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1970, с.320321, рис.8.4. (54) ДВУХКАНАЛЪНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области химической промьппленности и может быть использовано при управлении процессом формирования поликапроамидного волокна. В системе решается задача компенсации влияния внутренних связей .объекта управления. Система состоит из двух каналов ° В каждом канале сигнал задания сравнивается с регулируемым сигналом. Полученный сигнал рассогласования поступает на вход регулирующего устройства, которое через исполнительный механизм воздействует на соответствующий вход объекта, меняя регулируемые сигналы. Система содержит логический блок, который анализирует промежуточные координаты регулирующих устройств первого и второго каналов управления и формирует сигналы управления для трехпозиционных переключателей регулирующих устройств. В зависимости от вида управляющего сигнала переключатель, подключенный к источнику постоянного сигнала, пропускает на свой выход сигнал требуемой полярности или вообще не пропускает его. Этот сигнал интегрируется и суммируется с промасштабированным сигналом рассогласования. Полученный сигнал является выходным сигналом регулирующего устройства. В системе предусмотрено исполь- . зование двух вариантов выполнения логического блока и переключателей. 7 ил.

1269093

Изобретение. относится к химической промышленности и может быть использовано, например, при управлении процессом формирования поликапроамидного волокна.

Целью изобретения является повышение быстродействия системы.

На фиг.1 представлена блок-схема системы, на фиг.2 — принципиальная ,схема первого варианта логического блока на фиг ° 3 — принципиальная схема первого варианта трехпозиционного переключателя; на фиг. 4

1 принципиальная схема второго варианта логического блока, на фиг.5 — принципиальная схема второго варианта. трех" позиционного переключателя на фиг.6 и 7 — статические характеристики пороговых элементов логического блока.

Система управления содержит первый

1 и второй 2 задатчики, первый 3 и второй 4 измерители рассогласования, первое 5 и второе 6 регулирующие устройства, логический блок 7, объект 8 управления, источники 9 и 10 постоянного сигнала, масштабирующие элементы 11 и 12, трехпозиционные переключатели 13 и 14, сумматоры 15 и 16, первый 17 и второй 18 исполнительные механизмы, пороговые элементы 19-22, элементы И 23-30, элементы. ИЛИ 31-34, ключи 35 и 36, сумматор 37, пороговые элементы 38-41, элементы И 42-51, элементы ИЛИ 52-55, ключи 56 и 57, пороговый элемент 58, интеграторы 59 и 60.

Кроме того U — сигнал на выходе

У

i-ro блока (или элемента), У вЂ” сигнал на j-м выходе i-го блока (или элемента).

В состав первого варианта логического блока 7 (фиг.2) входят пороговые элементы 19-22, элементы И 23-30 и элементы ИЛИ 31-34. Пороговые элементы 19 и 20 имеют статические характеристики, представленные на фиг,6, Статические характеристики пороговых элементов 21 и 22 представлены на . фиг.7.

В состав первого варианта трехпозиционного переключателя 13 (или 14) (фиг.3), входят ключи 35 и 36 и сумматор 37. Первый вариант логического блока 7 работает в комплексе с трехпозиционными переключателями 14, реализованными по первому варианту выполнения (фиг.3).

В состав второго варианта логического блока 7 (фиг ° 4) входят пороговые элементы 38-41, элементы И 42-51 и элементы ИЛИ 52-55.

3 Статические характеристики пороговых элементов 38 и 40 представлены на фиг.6, статические характеристики пороговых элементов 38 и 41 — на фиг.7.

В состав второго варианта трехпозиционного переключателя 13 (или

14) (фиг.5) входят ключи 56 и 57 и пороговый элемент 58. Второй вариант логического блока 7 работает в ком1з плексе с трехпозиционными переключателями 13 и 14, реализованными по второму варианту выполнения (фиг.5).

В состав первого регулирующего устройства 5 входят источник 9 посто20 янного сигнала, масштабирующий элемент 11, трехпозиционный переключа- тель 13, сумматор 15 и интегратор 59.

В состав второго регулирующего устройства 6 входят источник 10 постоянного сигнала, масштабирующий элемент 12, трехпозиционный переключатель 14, сумматор 1 6 и интегратор 60.

Масштабирование в регулирующих устройствах 5 и 6 может быть осуществ30 лено как выбором масштабирующих коэффициентов по входам сумматоров 15 и 16, реализованных, например, на операционных усилителях, так и с помощью специально введенных масштабиЗ5 рующих элементов 11 и 12, отмеченных пунктиром на фиг.1.

Система работает следующим образом, Выходной сигнал U1 первого задатчика 1 сравнивается с первым выходI ным сигналом U< объекта 8 управления в первом измерителе 3 рассогласования, на выходе которого формируется

1 сигнал U> .= Ut — U .- Выходной сигнал

U< первого измерителя 3 рассогласования поступает на первый вход первого регулирующего устройства 5.

В первом регулирующем устройстве

5 постоянные сигналы разной полярнос-!

50 ти U, U поступают на информационные входы трехпозиционного переключателя 13, на управляющие входы которого поступают сигналы U U с перт ваго и второго выходов логического

Я блока 7.

Выходной сигнал U,> трехпозиционного переключателя 13 интегрируется н интеграторе 59 и поступает на перз 1269 вый вход сумматора 15, в котором суммируется с масштабированным выходным сигналом U» первого измерителя 3 рассогласования. На выходе сумматора 15 формируется канал U » = К U + К, х з х U- где К, и К вЂ” коэффициенты масЙ < м штабирования по первому и второму входам сумматора 15, В общем случае

К 4 K,< . В частном случае выполнения первого регулирующего устройства 10

5 коэффициент масштабирования сигнала рассогласования может быть реализован с помощью введения специального масштабирующего элемента 11 с коэффи циентом масштабированйя К . В этом 15 .н случае выходной сигнал U сумматора

l5 имеет вид г с

Выходной сигнал П(» сумматора 15 является первым выходным сигналом

U первого регулирующего устройства

Этот сигнал поступает к входу перд вого исполнительного механизма 17, который воздействует на первый вход объекта 8 управления, меняя его выходные сигналы U,,U28 .

Выходной сигнал П второго задат- > чика 2 сравнивается с вторым выходным сигналом U< объекта 8 управления во втором измерителе 4 рассогласования, на выходе которого формируется сигнал П4 U< Пв Выходной сигнал U» второго измерителя рассогласования 4

35 поступает на первый вход второго регулирующего устройства 6.

Во втором регулирующем устройстве

6 постоянные сигналы разной полярнос2

40 ти U и U, поступают на информационные входы трехпозиционного переключателя 14, на управляющие входы которого подаются сигналы И и U с третьего и четвертого выходов логиче45 ского блока 7.

Выходной сигнал Ut трехпозиционного переключателя 14 интегрируется в интеграторе 60 и поступает на первый вход сумматора 16, в котором сум-50 мируется с масштабированным выходным сигналом U4 второго измерителя 4 рассогласования.,На выходе сумматора 16 формируется сигнал U » К 4 Uq + енты масштабирования по первому и второму входам сумматора 16. В общем случае К,» Ф К » . B частном случае

093 выполнения второго регулирующего устройства 16 коэффициент масштабирования сигнала рассогласования может быть реализован с помощью введения специального масштабирующего элемента

12 с коэффициентом масштабирования

К, . В этом случае выходной сигнал

U сумматора 16 имеет вид

2 !

6 К6»0 ((Я !6 60 ц» 4 °

Выходной сигнал U,» сумматора 16 является первым выходным сигналом.U g второго регулирующего устройства 6.

Этот сигнал поступает на вход второго исполнительного механизма 18, который воздействует на второй вход объекта

8 управления, меняя его выходные сигналы U8 и U82

Работа данной системы в значительной степени определяется функционированием логического блока 7, который в зависимости от информации о сигналах на вторых выходах первого 5 и второго 6 регулирующих устройств подключает с помощью трехпозиционных переключателей 13 и 14 по входам интеграторов 59 и 60 постоянные сигналы разной полярности нли отключает их вообще. Все возможные ситуации, характеризующие состояния первого вари,анта логического блока 7 (фиг.2) и состояния работающих с ним трехпозиционных переключателей 13 и 14, вы-полненных по первому варианту (фиг.3) приведены в табл. 1.

Все возможные ситуации, характеризующие состояния второго варианта логического блока 7 (фиг.4), и состояния работающих с ним трехпозиционных переключателей l3 и 14, выполненных по второму варианту. (фиг.5), приведе- ны в табл. 2.

Во втором, варианте выполнения трехпозиционного переключателя 13 (или 14) (фиг.5) пороговый элемент 58 осуществляет преобразование логичес» ких выходных сигналов (0", "1") логического блока 7 в аналоговые сигналы, осуществляющие управление ключом

56. Если на входе порогового элемента 58 присутствует логический сигнал

"1", то на его выходе формируется аналоговый сигнал "+t, а если на его входе присутствует логический сигнал "0", то на его выходе

"-1". При закрытом ключе 57, т.е. при наличии íà его управляющем .У

093

Знаки

vj9 Цо U21 U22 Uz Uz - т г 13 (4

V U ь

О 1 О О U О о о î î v, о +

0 О О U О + О

1 1

1 1

1 1

+ + 1 1

О О U О

1 О Ut< Ц2 +

О 1 V U

3 ю

О О

+. О 1 О 1 О

1 О

О О О

1 ю

О + О 1 О 1

О О О 1

О

О О О

О О О О О О

О О О О

ПРимечание к табл. 1: Б = У<о +П П П П П П Пь 04 °

Таблица 2

Г

t !

П38 i 040 UH U4i Ц1 Uz Uz Uz Пут Us т 1Ъ 4

1 О 1 1 О О 1 О О -1 О Uz

+! 0 U, 1 1 1 1 1 О 0 +1 О UI О

О О 1 1 О 0 О 1 -1 О U О

0 +

+ О

5 1? 69 входе сигнала "1", сигнал на его выходе равен 0", а при открытом ключе

57, т.е. при наличии на его управляющем входе сигнала "О", сигнал на его выходе равен сигналу на его входе

= Use °

Указанные отличительные особенности предлагаемого технического решения позволяют значительно повысить быстродействие системы управления.

Формула изобретения

Двухканальная система управления содержащая последовательно соединенные первый задатчик, первый измери- 15 тель рассогласования, первое регулирующее устройство и первый исполнительный механизм, подключенный выходом к первому входу объекта управления, и последовательно соединенные

Ь второй задатчик, второй измеритель рассогласования, второе регулирующее устройство и второй исполнительный механизм, подключенный выходом к второму входу объекта управления, соединенного первым и вторым выходами с вторыми входами первого и второго измерителей рассогласования, о т л ичающая с я тем, что, с целью повышения быстродействия системы, в ней дополнительно установлен логический блок, соединенный первым и вторым входами с вторыми выходами первого и второго регулирующих устройств, первым и вторым выходами — с третьим и четвертым входами первого регулирующего устройства, а третьим и четвертым выходами — с третьим и четвертым входами второго регулирующего устройства.

Таблица! 2б9093

Продолжение табл.2

U3a U4, и 041 и? Uг

Б, 0 иг

I 4о +

I ю +

0 + 0 1 0 1 1 0 0 +1 +1 U уг ю

-1 U2

0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Примечание к табл. 2: U = U + U = U„ = - - т = з! = ч °

° +и ° 2 г щ и ° иг U е цг ц

Риг. f

+ 0 1 0 1 0 1 0 0 0 +1

0 0 0 1 0 0 1 О 0

0 — 0 0 1 0 0 0 0 0

+1 Пг

1269093

6m 7

4Puz 7

1269093 а а4 алю) Г ) дю 7

Oui, Х фус б

Составитель Ю.Гладков

Техред И.Попович Корректор М.Шароши

Редактор А.Шандор

Заказ 6034/49 Тирах 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

; Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ухгород, ул. Проектная, 4