Автоматический непрерывный регулятор
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
269250
Союз Соеетскиа
Социалистическиа
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Кл. 21с, 45/50
Заявлено 15.1V.1968 (№ 1232944/18-24) с присоединением заявки №вЂ”
Приоритет
Опубликовано 17.1V.1970. Бюллетень ¹ 15
Дата опубликования описания 14.Л11.1970
МПК G 05b 11/06
УДК 621.316.7(088.8) Комитет по делан изобретеиий и открытий при Совете Министров
СССР
Автор изобретения
И. Ф. Золотов
I
0
Заявитель
АВТОМАТИЧЕСКИЙ НЕПРЕРЫВНЫЙ РЕГУЛЯТОР
Данное изобретение относится к системам автоматического регулирования.
Известны автоматические непрерывные регуляторы, содержащие задающее устройство, усилитель регулятора, двигатель, тахогенератор на оси двигателя и датчик фактического значения регулируемого параметра.
Управляющий сигнал на исполнительный электродвигатель в таких регуляторах пропорционален сигналу рассогласования на его входе, т. е. заданная зона нечувствительности или точность поддержания регулируемого параметра обеспечивается только при данных (расчетных) и неизменных значениях момента сопротивления на валу исполнительного электродвигателя и коэффициента усиления усилителя регулятора.
Однако момент сопротивления на валу исполнительного электродвигателя с течением времени может изменяться за счет изменения механического состояния элементов кинематической связи электродвигателя с объектом регулирования (трение, заедание и т. д.). Изменение момента сопротивления в пропорционально-непрерывных регуляторах приводит к изменению одного из основных показателей качества регулирования, а именно, точности поддержания заданной регулятору уставки.
Зона нечувствительности изменяется также и п ри изменении коэффициента усиления усилителя регулятора.
Целью данного изобретения является устранение или уменьшение зависимости зоны нечувствительности регулятора от изменения момента сопротивления на валу исполнительного электродвигателя и коэффициента усиления усилителя регулятора от Нх номинальных (расчетных) значений, а также уменьшение зависимости скорости исполнительного электродвигателя при данном сигнале рассогласо10 вання от изменения этих параметров без увеличения коэффициента усиления усилителя регулятора.
Предложенный регулятор отличается тем, что в нем последовательно с задающим уст15 ройством ко входу усилителя регулятора дополнительно подключен, второй усилитель, соединенный с выходом алгебраического сумматора, который выполнен, например, на потгнциометрах, при этом первый вход сумматора
20 связан со входом усилителя регулятора, а второй — с сигнальной обмоткой тахогенератора.
На чертеже представлена принципиальная схема регулятора, где приняты следующие
2s обозначения:
1 — задающее устройство, выдающее задание уставки регулятору Х„,;
2 — усилитель регулятора (Х„. — сигнал на его входе);
30 3 — исполнительный двигатель;
4 — объект регулирования;
269250
5 — датчик фактического значения регулируемого параметра Х@, б — датчик скорости — тахогенератор, сигнал которого — Х„;
7 и 8 —,п отенциом етр ы;
9 — дополнительный усилитель, выдающий сигнал Х„обратной связи.
Сигналы, снимаемые непосредственно с входных зажимов усилителя 2 и с датчика 6 скорости, сравниваются в противофазе на потенциометрах 7 и 8, и результат сравнения подается на вход дополнительного усилителя 9.
Разность этих сигналов устанавливают равной нулю,при номинальном (расчетном) значении момента сопротивления на валу исполнительного двигателя 8 и номинальном коэффициенте усиления усилителя 2 регулятора.
Выходной сигнал Х„с дополнительного усилителя 9 подается на,вход усилителя 2 последовательно с сигналом задатчика Л,„, При этом сигнал с датчика б после его прохождения через дополнительный усилитель 9, должен быть в противофазе с сигналом рассогласования, а сигнал с:входных зажимов усилителя 2 также после прохождения через 3ополнительный усилитель 9 должен быть в фазе с ннм.
Автоматический регулятор непрерывного типа работает следующим образом.
В статическом состоянии, когда фактическое значение регулируемого ла раметра Х4, равно заданному значению Х„„исполнительный электродвигатель стоит неподвижно, сигналы на входе и выходе дополнительного усилителя 9 равны нулю.
При изменении уставки Х„или фактического значения регулируемого параметра Х4, на входе регулятора появляется сигнал рассогласования ЛХ, который |поступает на вход усилителя 2 и одновременно на вход дополнительного усилителя 9. В первоначальный момент, пока исполнительный двигатель 8 еще не развернулся и сигнала, пропорционального его скорости, нет, происходит кумулятивный процесс нарастания сигнала на выходе дополнительного усилителя 9, по фазе совпадающего с сигналом рассогласования, а следовательно, происходит кратковременная форсировка .возбуждения усилителя, что способсгвует повышению скорости разворота двигателя. По мере разворота двигателя 8 и появления сигнала, пропорционального его скорости, от датчика б сигнал .на выходе дополнительного усилителя 9 начинает уменьшаться. При этом, если момент сопротивления,на валу исполнительного двигателя 8 и коэффициент усиления усилителя 2 регулятора равны номинальным (расчетным) значениям, то выходной сигнал на выходе дополнительного усилителя 9 уменьшится в конечном итоге до нуля, так как сигналы на его входе будут равны по величине и противоположны по фазе.
Скорость двигателя 8 .при этом будет соот5
45 ветсгвовать сигналу рассогласования, а зона нечувствительности регулятора — своему номинальному (расчетному) значению.
При моменте сопротивления и коэффициенте усиления усилителя 2 регулятора, отличных от:но IHHBJIbHblx (расчетных) значений, сигнал от датчика 6 не будет соответствовать сигналу рассогласования, и .на выходе дополнитель ного усилителя 9 останется корректирующий сигнал обратной связи Х„соответствующей величины и фазы для компенсации этого несоответствия, причем компенсация этого несоответствия будет иметь место при всех значениях сигнала рассогласования, в том числе и,при сигнале рассогласования, равном номинальной (расчетной) зоне .нечувствительности.
Величина сигнала Х„, а следовательно, степень компенсации несоответствия скорости электродвигателя сигналу рассогласования и зоны нечувствительности регулятора своему номинальному значению зависят от выбранного коэффициента .передачи сигнала с входа усилителя 2, взятого непосредственно с входных его зажимов, до выхода усилителя 9.
Как показывает .математический анализ, чем ближе этот коэффициент .передачи,к единице, тем .выше степень компенсации, и .при этом коэффициенте передачи, равном единице, компенсация будет, полной, т. е. полностью устра няется зависимость зоны нечувствительности регулятора и скорости двигателя 8 при данном сигнале рассогласования от изменения момента сопротивления на валу исполнительного двигателя 8 и коэффициента усиления усилителя 2 регулятора.
При этом, однако, степень компенсации зависит от зоны нечувствительности дополнительного усилителя 9 и длинны ли нейного участка его выходной характеристики. Кроме того, для получения наибольшего эффекта быстродействия необходимо использовать дополнительный усилитель с малой постоянной времени. Все это надо учесть при выборе усилителя 9.
Предмет изобретения
Автоматический непрерывный 1регулятор, содержащий задающее устройство, усилитель регулятора, двигатель, тахогенератор,на оси двигателя и датчик фактического значения регулируемого параметра, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и повышения быстродействия регулятора, в пем последовательно с задающим устройством ко входу усилителя регулятора дополнительно подключен второй усилитель, соеди ненный с выходом алгебраического, сумматора, который выполнен, например, на потенциометрах, при этом первый вход сумматора связан со входом усилителя регулятора, а второй — с сигнальной обмоткой тахогенератора.
269250
Редактор Г. Поздняк
Заказ 2077/4 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
Составитель 3. Маркова
Техред 3. Н. Тараиенко
Корректоры: Л. Корогод и В. Петрова
