Регулятор с переменной структурой

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

354399

Союз Советских

Социалистических

Республио

Зависимое от авт. свидетельства № с

Заявлено 29.1т/.1970 (№ 1433585/18-24) М. Кл. б 05Ь 13/00 с присоединением заявки №

Приоритет

KoNHT8T Ао делам хаобретений и отирытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.3.078-525 (088.8) Опубликовано 09,Х.1972, Бюллетень № 30

Дата опубликования описанця 21.Х1.1972

Авторы изобретения С. В. Емельянов, В. С. Викторова, М. М. Кузнецов, P. С. Патушинская и Л. И. Фрейдгейм

Заявители Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт комплексной автоматизации нефтяной и газовой промышленности и Институт автоматики и телемеханики (технической кибернетики) РЕГУЛЯТОР С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ

Изобретение относится к области средств автоматизации, а именно к пневматическим регуляторам с переменной структурой.

Известен пневматический регулятор, содержащий пропорциональный блок, блок формирования функции переключения, блок логики и ключевой элемент.

Однако этот регулятор позволяет изменять только величину коэффициента усиления без возможности изменения его знака и для формирования функции переключения использует лишь знаки рассогласования (разницы между заданными и текущим значениями регулируемой величины) и его первой производной, что снижает качество регулирования параметров на инерционных объектах с запаздыванием.

Цель изобретения — обеспечение дополнительного изменения в процессе регулирования знака коэффициента усиления, использования при формировании функции переключения сигнала рассогласования, его первой производной и выходного сигнала нелинейного элемента и, следовательно, повышение качества регулирования технологических процессов.

Это достигается тем, что в блоке формирования функции переключения входы первого сумматора соединены с входными каналами и каналом опорного давления, выход этого сумматора — с первым и вторым элементами сравнения и через элемент дифференцирования с вторым сумматором, второй вход которого через переключатель и элемент умножения на постоянный коэффициент подключен к выходу суммирующего блока, второй вход первого элемента сравнения соединен с каналом опорного давления, второй вход второго элемента сравнения — с выходом второго сумматора, а управляющий вход переключателя — с выходом блока логики.

10 Иа фиг. 1 приведена схема регулятора; на фиг. 2 — схема блока формирования функции переключения.

Регулятор содержит блок 1 переключения, 15 входы которого соединены с входными каналами «Параметр» 2 и «Задание» 8, а выходы— с входами пропорционального блока 4. Блоки

1 и 4 связаны с выходом блока 5 формирования функции переключения через блок 6 ло20 гики, Регулятор включает также интегральный блок 7, на входы которого поступают те же входные сигналы из каналов 2 и 8. Выходы

25 пропорционального 4 и интегрального 7 блоков соединены с входами блока 8 суммирования, выход которого связан с одним из входов блока 5 формирования функции переключения и через блок 9 ограничений с выходным кана30 лом 10.

354 99

Все функциональные блоки построены на пневматических вычислительных и переключательных элементах.

Блок формирования функции переключения содержит сумматор 11, на входы которого поданы сигналы Р, и Р, и опорное давление Р,.

Выход сумматора 11 через блок 12 дифференцирования связан с одним из входов сумматора 18, а два других входа сумматора 18 через последовательно соединенные элемент 14 умножения на постоянный коэффициент и переключатель 15 — с выходом блока 8 суммирования. Управляющий вход переключателя 15 соединен с выходом блока 6 логики, входы элемента 16 сравнения — с выходами сумматоров 11 и 18, а входы элемента 17 сравнения — с выходом сумматора 11 и каналом опорного давления Р,. Выходы элементов 16 и

17 сравнения связаны со входами блока 6 логики.

Регулятор работает следующим образом.

На входы регулятора подаются сигналы, пропорциональные заданному Р, и текущему

Р„значениям регулируемой величины. Пропорциональный 4 и интегральный 7 блоки отрабатывают регулирующее воздействие вида

Р, = — Ч я+— т„з где +К1 при ге) О, +К при гв(0;

P, — управляющее воздействие; ф — коэффициент усиления регулятора (+ Кь +- К ); е — сигнал рассогласования (P„— P„);

T, — постоянная времени интегрирования;

r — функция переключения.

Коэффициент усиления имеет то или иное значение в зависимости от состояния системы регулирования.

Те же сигналы поступают в блок 5 формирования функции переключения, работа которого определяется выражением

r= е+ 8+ CP ÿnpó где з цp =)1 р — 1 при Р— 0;

С вЂ” весовой коэффициент, вводимый в элементе 14 и обеспечивающий требуемое соотношение между е и Р .

Введение в функцию переключения сигнала

CP„sgn Р равносильно использованию второй производной е.

В блоке 5 формирования функции перекль чения на сумматоре 11 определяется сигнал

P., = P„+ е, который дифференцируется в блоке 12 и суммируется далее на сумматоре

18 с величиной Cp„sgnp, полученной на выходе последовательно соединенных элемента

14 и переключателя 15. Далее на элементах

16, 17 определяются знаки величин е и r, которые являются входами блока 6 логики.

Елок б выполняет операцию «неравнозначность», которую можно представить в виде

Р = Sgn Sgn» Ц Sg . Sgn-,, тем самым вырабатывая сигнал Р для переключения структуры регулятора. В результате происходит изменение знака и величины коэффициента усиления регулятора в зависимости от выбранного алгоритма управления.

Предмет изобретения

Регулятор с переменной структурой, содержащий выполненные на пневматических вычислительных и переключательных элементах интегральный блок, пропорциональный блок, соединенный с блоком переключения, и блок формирования функции переключения, входы которых соединены с входными каналами регулятора «параметр» и «задание», суммирующий блок, входы которого подключены к интегральному и пропорциональному блокам, а выход через блок ограничения — к выходному каналу устройства, и блок логики, входы которого соединены с выходами блока формирования функции переключения, а выход — с блоками переключения и пропорциональным, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования технологических процессов, в блоке формирования функции переключения входы первого сумматора соединены с входными каналами и каналом опорного давления, выход этого сумматора подключен к первому и второму элементам сравнения и через элемент дифференцирования к второму сумматору, второй вход которого через переключатель и элемент умножения на постоянный коэффициент соединен с выходом суммирующего блока, второй вход первого элемента сравнения соединен с каналом опорного давления, второй вход второго элемента сравнения — с выходом второго сумматора, а управляющий вход пере. ключателя — с выходом блока логики, 354399

Nu8 1

Фиг г

Составитечь Н Лапин

Корректоры: Н. Прокуратова и T. Гревцова

Техред Е. Борисова

Редактор И. Грузова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3772/12 Изд. ¹ 1568 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская паб., д. 4/5