Способ улучшения динамических характеристик электрических регулирующих устройств
т
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
R АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
257572
Союз Соеетскиз
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства М
Кл. 21с, 46/50
Заявлено 22.1Х.1964 (№ 921780j26-24) с присоединением заявки ¹
Приоритет
Опубликовано 20.Х1,1969. Бюллетень № 36
Дата опубликования описания 16.IV.1970
МПК G 05f
УД 1; 621.398 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Сосете Министров
СССР
Авторы изобретения
А. У. Ялышев, Д. В. Свечариик, В. А. Павленко и В. А. Царьков
Заявитель
Научно-исследовательский институт теплоэиергетического приборостроения
СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ЭЛ ЕКТР ИЧ ЕСКИХ РЕГУЛ И РУЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Известные способы улучшения динамических характеристик, например, электрических регулирующих устройств на одном усилителе и RC-элементах имеют либо в определенном диапазоне независимые настройки и ограниченную величину отношения постоянной времени дифференцирования (Т.):к постоянной времени и интегрирования (Т„), либо при взаимном влиянии настроек параметров
ПИД-закона неограниченный сверху предел этого отношения; причем величина отношеТ ния — =). ограничена снизу значением у, 30) О.
Предлагаемый способ позволяет добиться независимости настроек всех параметров
ПИД-закона регулирования (пропорциональной, интегральной и дифференциальной частей), получить любую требуемую величину отношения постоянной времени дифференцирования к постоянной времени интегрирования, реализовать при малых номиналах RCэлементов динамической связи большие значения постоянных времени интегрирования и дифференцирования. Этот способ отличается тем, что входной сигнал, подводимый ко входу регулятора, в определенных регулируемых пропорциях (задан IbIx долях входного сигнала, или усиленных величинах его, или их комбинациях) одновременно вводят как во входную, выходную цепи усилителя, так и в динамические цепи обратной связи, формирующие необходимый закон регулирования.
Обобщенные структурные схемы электрического ПИД-регулятора по предлагаемому способу пред"тавл"-ны на фпг. 1 — 8 со следующими обозначениями:
Х, 1 — соответственно входной и выходной сигналы регулятора; пунктиром условно показано устройство, ооеспечпвающее регулировку и задание ча "тей (фХ, уХ, аХ, Х) входного сигнала; (т1-.Х, уХ, аХ, «X) — соогветствующпе части входного сигнала, подавае. IbIQ непосред=твенно в интегрирующую и дифференцирующуIî ЯС-цепочки, вход и выход усилителя; K, — коэффициент усиления разомкну;ого по цепи обратной связи усилителя; е — величина сигнала на входе усилителя; Д,, — входное сопротивление усилитеIII IIo постоянному ток, R
К, îî и R,» - со, то обобщенная, передаточная функция ПИД-регулятора запишется:
V(S) Кр 1,-т S
30 К, 1-- -,т„ь и /
257572
R C (., — a) (ф — -) т, j — ь т Р «Сд (т — а) (ф — ") (ф — ) 1+ (а — а) (1 — а) У = Я С ((— а) -+Я, Ra
á (C а)+
Rg т„= R,c„ с (ф — а) + (Т вЂ” а) Cè (ф — а) + . (;« — а) с
С„ (ф — а) Принятый алгоритм
Фиг.
Кр т
0,5
7=0 — 1; ф=0,25 R„=Rg R;
С„=С,,=С а=1=0
2RC
21 ЯС
0,5
RC — — 1 (1) RC
0,5
1=0-1
0,25
2RC
21 RC
7=0 1
Рс
1=0
0,5
RC1
1=0 — 1 где К вЂ” динамический коэффициент усиления (зона пропорциональности);
У, ) „ — соответственно постоянные временй дифференцирования и интегрирования; т, Х= — коэффициент, характеризующий т величину отношения постоянной времени дифференцирования к постоянной времени интегрирования.
Для структуры фиг. 1 справедливо:
К Я (и ) ) + я + ()
Т =Я С (ф — и) 1+ + („- — а) (ф — а) 1+ + (— а)
Т„= R,С„ (ф — а) Для структуры фиг. 2 справедливо:
< = — (< — )+ (ф — )+ (- —.);
1 Г Я С и Си т=0,5 — 1; - =1 О а=0,5; 1=0
Ra=Re=R; С.=С,=С
- =0 — 1; ф=0,5; а=.=О Яи=Р;
Rя=0 5 C„=Cä=С и =Я; Ra=2R) С„=С С =2С; ф — а=0,5 a=0,51, =0,5а
1=0 — 1
Ra=Re — — R; С„=С,=С v=0 — 1; ф — а=0,25 а=0,751, (=0,5-
Rg — — Rg — — R; Си — — Cg — — С a=0,51; =0 ф=0,5(1+1), т=Π— 1
Риси (("=. — а)+ — (ф — a) .л (. и)
R Cu
В качестве конкретного примера реализации предлагаемого способа могут быть указаны варианты и и g — регулятора с отношет нием от нуля до единицы, в которых в
10 ти качестве. устройства, обеспечивающего регулировку и задание частей (фХ, уХ, аХ...) и т. д, входного сигнала в определенных пропорциях, применен обычный потенциометрический делитель. Все данные сведены в таблицу
Предлагаемый способ может найти широкое применение при разработке современных регуляторов для различных отраслей промышленностии.
Предмет изобретения
Способ улучшения динамических характеристик, например, электрических регулирующ их устройств с пропорционально-интегральным и пропорционально-интегрально-дифференциальным законами регулирования, основанный на использовании операционного усилителя и динамических обратных связей, отличаюшийся тем, что. с целью получения независимости и расширения диапазона настроек всех параметров:пропорциональноЗ5 интегрального и пропорционально-интегрально-дифференциального законов регулирования, входной сигнал, подводимый ко входу регулятора, в определенных регулируемьх пропорциях (заданных долях входного сиг.
Таблица
257572.ала, или усиленных величинах его, или и» омбинациях) одновременно вводят как во ходную, выходную цепи усилителя, так и в динамические цепи обратной связи, формирующие необходимый закон регулирования, 257572 Ри8. Рог, b Ри8. 5
9 а8. 7
Редактор Б. Б. Федотов Техред Л. В. Куклина Корректор С. М. Сигал
Заказ 776(3 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
