Квазиоптимальный по быстродействию регулятор

Союз Советских

Со@ивлистииеских

Республик

О П И С А Н И Е >а829и

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву ¹ 308415 (22) Заявлено 29-01.73(21) 1879296/18-24 с присоединением заявки №(23) Приоритет (51) M. Кл.

6 05 Ь l l/26

Гооуд&рственный комитет

CO&ST& МинистРов СССР оо делам изооретеннй

8 PTKPbtTNN

Опубликовано25.07.75,Бюллетень №27 (53) УДК 621 3(088.ь)

Дата опубликования описання21.07. 75 (72) Автор изобретения

Н, М. Третьяков (71) Заявитель Воркутинский филиал Ленинградского ордена Ленина и Трудового

Красного Знамени горного института им. Г. В. Плеханова (54) КВАЗИОПТИМАЛЬНЫЙ ПО БЫСТРОДЕЙСТВИЮ

РЕГУЛЯТОР

1 !

Изобретение относится к автоматическо му регулированию и может быть использо вано для управления объектами с медленно протекающими процессами.

Известен квазиоитимальный ио быстродействию регулятор для медленно протекающих процессов по авт. св. ¹ 308415, содержаший два формирователя длительности импульсов, соединенных входами с выходами блока квантования, один непосредствен- 10 ио, а другой - через элементы НЕ», две выходные схемы ИЛИ, на вход одной из которых поданы выход первого формирователя длительности импульсов и верхний выход блока квантования, а на входы второй - И выходы второго формирователя .длительности импульсов и нижний выход блока квантования

Однако в процессе управления даже при наилучших настройках для конкретного объ- 20 екта регулируемая величина может оказаться между пороговыми уровнями вдали от задания и при медленном изменении возму:щающего воздействия находится там неопределенно долго. 2б

Таким образом процесс регулирования длительное время будет протекать со значительной ошибкой.

Такое состояние сохранится до тех пор, пока регулируемая величина не пересечет какого-либо порогового уровня, лишь в этом случае будет сформировано соответствуюшее управляюшее воздействие и ошибка регулирования начнет уменьшаться.

Hemü изобретения — повышение точности и надежности регулятора.

Предлагаемый регулятор отличается от известных тем, что он содержит два элемента "И", соединенные с входом соответ ствуюшего элемента ИЛИ", запнраюший вентиль, подключенный к первым входам элементов "И", третий и четвертый элементы ИЛИ" и импульсное звено, связанное с первым входом запираюшего вентиля, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента "ИЛИ, входы которого подключены к выходам формирователей длительности импульсов, при этом выход четвертого элемента "ИЛИ, входы которого подключены к выходам формирователей дли

47826Э

4 тельности импульсов, при этом выход четвертого элемента ЙЛИ соединен -с входом. импульсного звена, а два его входа - со вторыми входами элементов И и с сосп ветствующими выходами уровня задания блока квантования.

На чертеже приведена схема предлагаемого регулятора.

Квазиоптимальный по быстродействию регулятор содержит блок квантования 1 входного сигнала (на шесть уровней), два формирователя длительности импульсов 2 и 3, шесть элементов HE 4 два элемента «И" 5 и 6, импульсное звено 7,.запирающий вентиль 8 и элементы "ИЛИ . 9»

12.

Выходы блока квантования соединены с входами двух формирователей 2 и 3 длительности импульсов: со 2-ым. непосредственно, а с 3-им — через элементы "НЕ»4

Два выхода блока квантования, соответствующие уровню задания, связаны: первый

- с входом элемента И" 5, а вторсй - с входами элемента И" 6, на вторые входы которых эти же выходы блока квантования поданы через соединенные последовательно эжГмеит "ИЛИ" 9, импульсное звено 7 и запирающий вентиль 8. На запрещаюпшй вход запирающего вентиля 8 поданы через элемент "ИЛИ" 10 выходы формирователей

2 и 3 длительности импульсов. Входы эле мента "ИЛИ 11 связаны с граничным верхним выходом блока квантования 1, выходами формирователя 2 длительности импульсов и элемента И" 5, а входы элемента ИЛИ" 12 - с граничным нижним выходом бл жа квантования 1, выходами формирователя 3 длительности импульсов и элемента "И" 6. Выходы элементов

"ИЛИ» 11 и 12 являются выходами регулятора и предназначены для управления исполнительным механизмом регулирующего; органа системы регулирования, Блок квантования 1 входного сигнала настраивается таким образом, чтобы задание" регулируемого параметра приходилось на середину зоны квантования, т. е. между двумя средними уровнями.

Регулятор работает следующим образом.

Отклоняясь от "задания, сигнал регулируемой величины будет последовательно пересекать уровни квантования, сначала ближайшие к "заданию", а заеем последующие. При отклонении регулируемой величины при этом вверх от "задания" на выходах блока квантования 1, лежащих выше

"задания", сигналы буду последовательно появляться, а при отклонении регулируемой величины вниз от задания сигналы с выходов блока квантования 1, находящихся ниже "задания, будут последовательно сниматься. На каждое такое появление или исчезновение соответственно реагйрует формирователь длительности импульсов 2 или 3 импульсом определенной длительности, на выходе одного из элементов "ИЛИ" 11 или 12 при этом формируется импульсное управляющее воздействие, соответст венно, "Меньше" или "Больше».

10 Длительность импульсов, вырабатываемых формирователями 2 и 3, не постоянна, подчинена определенному закону и зависит от величины отклонения сигнала регулируемого параметра от задания: чем больше отклонение, т. е. чей дальше от задания пороговый уровень, тем больше длн альность импульса.

Если отклонение регулируемой величины будет столь большим, что выйдет за

М пределы зоны квантования, т. е. выше верхнего граничного или ниже нижнего граничного уровней квантования, то на выходе одного из элементов 11 или 12 будет фиксироваться непрерывный управляющий сигнал, соответственно "Меньше" или

"Больше», до тех пор, пока сигнал регули руемой величины не вернется в зону квантования, изменив при этом, знак производной.

При движении процесса к "заданию сигналы с выходов блока квантования, лежащих выше задания, последовательно

; снимаются, а на выходах, находящихся ниже задания", последовательно появляются. На каждое такое появление или исчезновение реагирует, соответственно, формирователь 2 или 3 импульсом определенной, длительности. Управляющее импульсное

>воздействие на выходах реагирующего устройства при этом направлено на торможение системы, чтобы обеспечить плавный вход регулируемого параметра в зону задания и исключить или уменьшить перерегулирование.

Формирователи 2 и 3 настроены таким образом, -что при пересечении одного и того же порогового уровня при движении процесса к "заданию длительность выра50 батываемого импульса всегда меньше

Э чем при движении процесса от "задания" °

Работа канала, состоящего из цепочки

- ближайшие к задднию пороговые уровни

- импульсное звено - запирающий вентиль.

Введение этой цепочки в схему регулирующего устройства поэво@нло повысить точность и надежность регулятора.

Работа канала осуществляется одновременно с описанной работой двух других

60 каналов регулирования: непрерывного по

478293 отклонению и импульсного по отклонению и производной.

При отклонении регулируемого парамет-: ра до одного иэ двух ближайших к ° "заданию" пороговых уровней,т. е. при появле- нии сигнала на ближайшем верхнем выходе блока квантования или при исчезновении его с ближайшего нижнего выхода запускается импульсное звено 7, которое через запирающий вентиль 8 начинает выдавать на элемент «И" 5 и элемент И" 6:периодиче; скую последовательность импульсов.

В зависимости от знака отклонения срабатывает одна из этих схем и на соответствующем выходе регулирующего устройст ва формируется импульсное управляющее воздействие. длительность управляющих импульсов при этом постоянна и в первом приближении равна минимальной длительности управляющего импульса формирователей 2 и 3.

Частота следования им также постоянна и зависит от характера возмущающего воздействия, а также от динамических свойств конкретного объекта управления.

Этот канал управления имеет подчиненное, вспомогательное значение, поэтому при появлении любого управляющего импульса на выходе формирователя 2 или 3 этот канал тем же импульсом запирается через вентиль 8.

Если окажется, что отклонение регули« руемой величины не равно нулю, а производная отклонения близка к нулю, т. е., если процесс окажется в межпороговой зоне вдали от задания и при малых производных (" зависнет" ), то в этом случае управляющие импульсы, вырабатываемые импульсным звеном 7, уменьшая отклонение, выведут процесс до пересечения очередного порогового уровня блока квантования.

При этом формирователь сформирует соответствующий . импульс управления, который выведет регулируемую величину в зону задания. При входе процесса в зону б задания прекратится генерирование импульсов управления импульсным звеном. В зоне задания никаких управлений не вырабатывается.

Необходимо отметить следующий факт, если по каким-либо причинам выйдет из строя формирователь длительности импульсов, регулирующее устройство не потеряет ,управляющих свойств и по вспомогательному каналу, хотя и с худшим качеством будет осуществлять трехпозиционное импульс5 ное регулирование по отклонению.

Предмет изобретения

Квазиоптимальный по быстродейс гвию регулятор по авт. св. N 308415, о г

25 л и ч а ю ш и и с s тем, что, с целью повышения точности и надежности регулятора, он содержит два элемента "И", соеди- ненные со входом соответствующего элемента ИЛИ", запирающий вентиль, подклю30 ченный к первым входам элементов И", третий и четвертый элементы ИЛИ, и импульсное звено, связанное с первым входом запирающего вентиля, второй вход которого соединен с выходом третьего эле35 мента "ИЛИ", входь| которого подключены к выходам формирователей длительности импульсов, при этом выход четвертого элемента "ИЛИ" соединен с входом импульсного звена, а два его входа — с вто40 рыми входами элементов И н с cocrrac ствуюшими выходами уровня задания блока квантования. иод

Вить

Составитель З.П зрквьа

ТехРед H.1 нраидашова КоРРектоР H.äóê

РедактоР Е. ончнр

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

Заказ g// т,/ Изд. М 13

Тираж +6@ Подписное