Пневматическое устройство компенсации запаздывания — SU 301689 (original) (raw)
О П И С А Н И Е ЗО)689ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сова Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 11,Х 11,1969 (М 1384144/18-24) с присоединением заявкиК С 05 Ь 17/ОО иоритет Комитет по делаве обретений и открыт ри Совете Министре СССРОпубликовано 21,Ч,971. БюллетеньДата опубликования описания ЗО.И 1,1971 Авторыизобретения оростелев, А, Л, Колойденко, В. С. Плутес А. И. Бирман М,Заявите НЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ ЗАПАЗДЫ ВАН ИЯовои Изобретение относится к пневматическим устройствам компенсации запаздывания и может быть использовано при построении систем автоматического регулировавия (САР) объектов с запаздыванием. 5Известно устройство компенсации запаздывания, состоящее из последовательно соединенных ингрционной части и звена запаздывания, образующих модель объекта, и сумматора, положительный и отрицательный вхо ды которого соединены со входом и выходом звена запаздывания.Инерционная часть устройства выполнена иа усилительном и апериодическом звеньях, причем в качестве апериодического исполь зуется элемент дроссель - объем, имеющий ограниченные возможности настройки большей,постоянной времени.Звено запаздывания построено на основе разложения функции е-р в ряд Паде и по этому указанная функция реализуется только приближенно. При регулировании технологических объектов возникает необходимость в установке значительных постоянных времени и точной реализации фазовой характеристики 25 звена запаздывания.Недостатком известного устройства является трудность установки больших (более 20 мин) постоянных времени апериодических звеньев, сложность процесса их настройки, ЗО а также приближенная реализация фаз характеристики звена запаздывания.Целью предлагаемого изобретения является расширение диапазона настройки постоянной времени апериодического звена, упрощение процесса его настройки, а также упрощение устройства и повышение точности реализации фазовой характеристики звена запаздывания.Пневматическое устройство компенсации запаздывания содержит последовательно соединенные звено запаздывания и инерционную часть, состоящую из усилительного звена и апериодического звена, выполненного на элементе дроосель - объем, и сумматор, положительные и отрицательные камеры которого соединены со входом и выходом звена запаздывания и отличается тем, что каждое из апериодических звеньев содержит дроссельный делитель, входные каналы которого соединены с каналами входа и выхода звена, а выход делителя соединен со входом элемента дроссель - объем. К качестве звена запаздывания используется пневматический прерывистый блок запаздывания, построенный на диодных пульсирующих емкостях с вялыми мембранами, а один из положительных входов сумматора соединен с выходом объекта регулирования, а выход сумматора - со входом регулятора.40 45 50 55 60 65 На фиг. 1 изображена структурная схема регулирования объекта с запаздыванием; на фиг. 2 - принципиальная схема апериодического звена.Выход уо объекта 1 соединен с положительным входом сумматора 2, второй положительный вход которого связан с выходом гинерционной части 3 устройства 4 компенсации запаздывания, а отрицательный - с выходом узвена запаздывания б, Выход сум.матора 2 подключен ко входу регулятора б, выход х которого соединен со входами объекта 1 и устройства 4. Уставка у, регулятору б с передаточной функцией Кр(Р) задается с помощью задатчика, установленного внутри регулятора либо на вторичном приборе. Инерционная часть 3 и звено запаздывания 5 образуют модель объекта.В случае полной адекватности передаточных функций объекта Ю,е - Р и модели Ке-Р" благодаря наличию промежуточной точечки г после инерционной части модели, запаздывание по существу оказывается вынесенным за контур, регулирования, что позволяет значительно повысить качество переходных процессов.Существеннйм является использование в качестве .эвена запаздывания пневматического прерывистого блока запаздывания, построенного на принципе передачи количеств (а не давлений) газа по линии последовательно соединенных диодных пульсирующих емкостей с вялыми мембранами, что значительно повышает точность реализации фазовой характеристики звена.Инерционная часть 3 устройства 4 обычно состоит из усилительного звена и одного или нескользких апериодических звеньев.Звено содержит дроссельный делитель 7, переменный дроссель 8, пневматическую емкость 9, повторитель 10 и н.о, (непроводяший) контакт 11. Все элементы эвена выполнены на стандартных элементах УСЭППА. Входной пневматический сигнал Р,поступает на постоянный дроссель дроссельного делителя, второй вход которого соединен с линией выходного сигнала Р звена, Переменный дроссель 8 и пневматическая емкость 9 образуют звено дроссель - объем 12, повторитель 10 служит для усиления выходного сигнала Р, по мощности, а пневматический контакт 11 - для ввода начальных условий Р,.Динамика этого звена описывается следующими дифференциальными уравнениями: И" - М+ ИТ) = (Р - ") - (Р+ Т)(Р Р) =У, йРЛ 6 Н ЖТ = Т (Р - Р) =с 1 Р /В,Ю где а, Р соответственно проводимость постоянного и переменного дросселя делителя 7; у - проводимость переменного дросселя 8; д; - расход через 1-й ф=а, Р, у) дроссель; 5 10 15 20 25 30 35 Р, У - соответственно давление и объемпроточной камеры, образованной .делителем ипеременным дросселем;1 - объем емкости 9;К О - газовая постояннаятемпература.Обычно паразитной инерционностью проточной камеры можно пренебречь, так кака+Ду и Р ь Тогда уравнение динамикизвена запишется в видеТТ аР,lг Игде Тц - постоянная времени инерционного звена дроссель - объем(т 7 = 1,1 ро),Йа/ау - весовой коэффициент проточнойкамеры со входу Р.Таким образом, устройство является апериодическим звеном, постоянная времени Ткоторого в 1/й раз больше постоянной времени исходного апериодического звена (дроссел ь - объем) .При использовании в качестве делителейэлементов УСЭППА (для которых 0,05(Й ;1)диапазон настройки постоянной времени может быть увеличен в 20 раз.Вторым важным свойством предлагаемогозвена является возможность просто .и точнонастраивать постоянную времени с помощьюделителя путем изменения коэффициента ЕПри этом на вход звена подают эталонныйсигнал, через контакт 11 соединяют пневматическую емкость 9 с атмосферой и с помощью контрольного прибора, подключенного кпроточной камере, устанавливают требуемоезначение коэффициента деления. Предмет изобретения1. Пневматическое устройство компенсации запаздывания, содержащее последовательно соединенные звено запаздывания и инерционную часть, состоявшую из усилительного звена и апериодического звена, выполненного на элементе дроссель - объем, и сумматор, положительные и отрицательные камеры которого соединены со,входом и выходом звена запаздывания, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона настройки )постоянных времени апериодичеоких звеньев и упрощения процесса их настройии, каждое из апериодических звеньев содержит дроссельный делитель, входные каналы которого соединены с каналами входа и выхода звена, а выход делителя соединен со входом элемента дроссель - объем,2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности реализации фазовой характеристики звена запаздывания, в качестве звена, запаздывания используется пневматический дрерывистый блок запаздывания, построенный на диодных пульсирующих емкостях с вялыми мембранами, а один из положительных входов сумматора соединен с выходом объекта регулирования, а выход сумматора - со входом регулятора.301680РиСоставитель О, В. ПоваРедактор Е. В. Семанова Тсхред Т. П, Курилко Корректор Н. Рождественсха Заказ 1907/13 Изд.803 Тираж 473 Подписное Ц 1.ИИ 11 И Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4,5Типография, пр. Сапунова