SU824148A1

SU824148A1 - Device for adjusting regulators

Info

Publication number: SU824148A1
Application number: SU792718592A
Authority: SU
Inventors: Лев Алексеевич Иванов
Priority date: 1979-01-29
Filing date: 1979-01-29
Publication date: 1981-04-23

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСТРОЙКИ РЕГУЛЯТОРОВ(54) DEVICE FOR ADJUSTMENT OF REGULATORS

- 1 . . .. Изобретение относитс к технике автоматического регулировани , а именно - к устройствам, предназначенным дл введени в систему автоматического регулировани (CAP) периодических возмущений, определени реакций САР на эти возмущени и выдачи либо данных дл расчета по том или иному алгоритму значений параме ров настройки регул торов, принимае мых за оптимальные, либо результатов такого расчета, выполн емогЬ ав томатически . Эти устройства содержат последовательно соединенные релейный элемент и функциональный ггреобразователь , выход которого подключе , к выходу устройства, а также ана;лизатор колебаний, вход которого подсоединен ко входу релейного элеме та - устройствам дл настройки регу л торов УНР).. .Известно УHP, в котором в качестве функционального преобразовател применено апериодическое звено и подключающиес к САР входом - к выходу объекта регулировани , а. выходом - к свободному входу сумматора. При указанном выполнение и подключекнк уHPи САР в последней с помощью УНР возбуждаютс автоколебани , параметры которых (период и амплитуда на входе УНР ) завис т от параметров настройки регул тора, настройки УНР и от динамических параметров остальных звеньев САР. Дл широкого, класса объектов регулировани , охватывающего подавл квдее большинство реальных промышленных объектов, оптимальной настройке регулируйтего прибора соответствуют определенные посто нные числовые значени соотношений между амплитудой автоколебаний на входе УНР и разностью уровней ограничени выходной характеристики релейного элемента, приведенной к выходу УНР через статический коэффициент усилени апериодического звена, а также между периодом автоколебаний и посто нной времени апериодического звена , так что эти значени соотношений используют как косвенные- критерии оптимальности настройки САР, и приведен алгоритм : итерационной процедуры поочередного изменени параметров настройки УНР и регулирующего прибора, обеспечивающий достаточно быструю сходимость указанных соотношений к соответствующим оптимальшгм значени м 1 .- one . . .. The invention relates to an automatic control technique, namely to devices intended for introducing periodic disturbances into the automatic control system (CAP), determining ATS reactions to these disturbances and issuing either data for calculating according to one or another algorithm the values of the adjustment parameters tori, taken as optimal, or the results of such a calculation, were performed automatically. These devices contain a series-connected relay element and a functional transducer whose output is connected to the output of the device, as well as an oscillator, the input of which is connected to the input of the relay element — devices for adjusting the regulators of the NPR). which, as a functional converter, an aperiodic link is applied and connected to the SAR input - to the output of the control object, a. output - to the free input of the adder. With the specified execution and connection of the ACS in the latter, auto-oscillations are excited with the help of the UNR, the parameters of which (period and amplitude at the input of the UNR) depend on the regulator's tuning parameters, the adjustment of the UNR and the dynamic parameters of the other links of the SAR. For a wide class of control objects covering the majority of real industrial objects, certain constant numerical values of the ratios between the amplitude of self-oscillations at the input of the UNR and the difference of the levels of the output characteristics of the relay element, reduced to the output of the UNR through the static gain factor of the aperiodic link, as well as between the period of self-oscillations and the constant time of the aperiodic link, so that these The ratios are used as indirect criteria for the optimality of the CAP setting, and an algorithm is presented: an iterative procedure for alternately changing the settings of the UNR and the regulating device, ensuring a sufficiently rapid convergence of these ratios to the corresponding optimal values of 1.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс УHP, содержащее последовательно соединенные релейный элемент и функциональный преобразователь, выход которого подключен к выходу УНР, анализатор колебаний, вход которого подсоединен ко входу релейного элемента, а также переключатель, к которому подсоединены вторые входы а:нализатора колебаний и функционального преобразовател , и входной блок, через который вход релейного элемента подключен ко входу УНР.Closest to the present invention is a UHP containing a series-connected relay element and a functional transducer, the output of which is connected to the output of the UNR, an oscillation analyzer, whose input is connected to the input of the relay element, and a switch to which the second inputs of the oscillator and functional converter, and the input unit, through which the input of the relay element is connected to the input of the UNR.

В первом положении переключатель устанавливает функциональный преобразователь в режим работы апе.шодического звена., а анализатор колебаний в режим измерени амплитуды и периода колебаний (режим ВА), при этом УНР использует дл настройки регул тора метод возбуждени в САР автоколебаний .In the first position, the switch sets the functional converter to the mode of operation of the ae.stopic link, and the vibration analyzer switches to the measurement mode of the amplitude and oscillation period (mode BA), while the CNR uses the self-oscillation method in the SAR to adjust the regulator.

Во втором положении переключатель устанавливает функциональный преобразователь в режим работы генератора синусоидальных колебаний, а анализатор колебаний - в режим измерени амплитуды и фазы колебаний (режим ГК), при этом УНР использует дл настройки регул тора методы, основанные на определении амплитудно-фазовой характеристики САР в диапазоне частот 2} .In the second position, the switch sets the functional converter to the operating mode of the sinusoidal oscillation generator, and the vibration analyzer to the measurement mode of the amplitude and phase of the oscillations (Ledger mode), while the NUR uses to adjust the regulator methods based on determining the amplitude-phase characteristic of the ATS in the range frequencies 2}.

Однако дл настройки регул тора УНР подключаетс к САР входом к выходу датчика регулируемого параметра а выходом - к свободному суммирук цему регулирующего прибора. Так кик датчики регулируемого параметра в САР обычно имеют токовый выход, то и вход УНР обеспечивает возможность приема токового сигнала, т.е. УНР содержит во входном блоке преобразователь тока в напр жение, обладающий определенной погрешностью TsJ Дл обеспечени возможности включени входа УНР последовательно в цеп выходного токового сигнала датчика регулируемого параметра, обычно в САР подключенного к одному входу входного сумматора регулирующего прибора, к другому входУ которого подключаетс выход УНР, вход и выход УНР гальванически разделены, а гальваническое разделение всегда выполн етс с некоторой погрешностью передачи сигнала. При возбуждении в САР с помощью УНР периодических колебаний выходной сигнал датчика регулируемого параметра колеблетс относительно значени , соответствующего номинальному значению регулируемого параметра и значительно отличающегос от нулевого значени тока. Поэтому УНР содержит во входном блоке схему ксэмпенсации посто нной составл ющей входного сигнала. иначе в режиме ВА релейный элемент может не переключатьс ), также внос щую некоторую погрешность в работу УНР, например, вследствие нестабильности компенсируюдего сигйала, указанные погрешности снижают точность УНР. Кроме того, указанно подключение УНР к САР выполн етс с помощью четырех проводов, иду111их к различнь м конструктивным узлам САР, и св зано с пересоединением проводов |В САР, что практически нез добно.However, to adjust the regulator, the UNR is connected to the SAR input to the output of the sensor of the adjustable parameter and the output to the free sum of the control device. Since kick sensors of an adjustable parameter in ACS usually have a current output, then the UPR input provides the ability to receive a current signal, i.e. The CNR contains in the input block a current-to-voltage converter with a certain error TsJ To enable the input of the CNR in series into the output current signal circuit of the adjustable parameter sensor, usually in an SAR connected to one input of the adder regulator, to the other input of which the CNR output is connected , the input and output of the CNR are galvanically separated, and the galvanic separation is always performed with some error of signal transmission. When CNR is excited in the SAR using periodic oscillations, the output signal of the sensor of the adjustable parameter fluctuates with respect to the value corresponding to the nominal value of the adjustable parameter and significantly different from the zero current value. Therefore, the CNR contains in the input block a scheme of constant amplification of the input signal. otherwise, in the VA mode, the relay element may not switch), which also introduces some error in the operation of the UNR, for example, due to instability of the compensating sigal, these errors reduce the accuracy of the UNR. In addition, the connection of the UNR to the SAR is indicated by means of four wires, going to different structural units of the SAR, and is connected with the reconnection of the wires | In the SAR, which is almost unhealthy.

Таким образом, йзвестн41е устройства дл настройки регул форов обладают недостаточной точностью, а также недостаточно удобны дл подключени .Thus, well-known devices for adjusting the controls have insufficient accuracy and are not convenient enough to connect.

Цель изобретени - пов 1ш1ение точности устройства дл настройки регул торов . The purpose of the invention is to demonstrate the accuracy of the device for adjusting the regulators.

Указанна цель достигаThe goal is to reach

тс тем.ts those.

что в устройство дл настройки .регу- л торов, содержащее последовательно соединенные релейный элемент и функциональный преобразователь, .выход которого подключен к выходуjустройства, а также анализатор колебаний, вход которого подсоединен ко вйоду релейного элемента, введен cyMiyiaTop, вход которого подключен входу устройства , выход - ко входу I релейного элемента.|that a device for tuning .regors containing a series-connected relay element and a functional converter, the output of which is connected to the output j of the device, as well as an oscillation analyzer whose input is connected to the input of the relay element, is inputted to the device cyMiyiaTop, the input of which is connected to the input of the device, the output - to input I of the relay element. |

Кроме того, в него введен переключатель , вход которого подсоединен к выходу устройства, выходЬл - ко вторым входам анализатора колебаний, функционального преобразовател и сумматора.In addition, a switch is introduced into it, the input of which is connected to the output of the device, the output of which is connected to the second inputs of the vibration analyzer, functional converter and adder.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.|The drawing shows a block diagram of the proposed device. |

УНР содержит вход 1, сумматор,2, релейный элемент 3, функциональный . преобразователь 4, выход 5 и анализатор б колебаний, а также 1|1ереключатель 7. ICNR contains input 1, adder, 2, relay element 3, functional. converter 4, output 5 and vibration analyzer b, as well as 1 | 1 switch 7. I

Релейный элемент 3 и функциональный преоб| азователь 4, которого подключен к выходу 5 УЙР, соединены последовательно, вхол анализатог ра колебаний 6 подсоединен ко входу релейного элемента 3, первый (вычитающий ) вход сумматора 2 подключен ко входу 1 УНР, выход - к4 входу релейного элемента 3. алход 5 УНР непосредственно или через |одну секцию переключател 7 подключен ко второму (суммирующему ) входу сумм4тора 2, другие секции переключател 7 соединены со вторыми входами анализатора 6 колебаний и функциональ(|ого преобразовател 4.Relay element 3 and functional unit | The user 4, which is connected to the output 5 of the device, is connected in series, the vibration analyzer 6 is connected to the input of the relay element 3, the first (subtractive) input of the adder 2 is connected to the input 1 of the UNR, the output is to the input of the relay element 3. the adapter 5 UNR directly or through one section of the switch 7 is connected to the second (summing) input of the sum 4tor 2, the other sections of the switch 7 are connected to the second inputs of the vibration analyzer 6 and the functionality (| th converter 4.

Claims

The functional transducer 4 is made either as an aperiodic link or in a known manner so that it is installed by the switch 7 at one of its position in the mode of aperiodic link operation (mode BA), and at a different position - in-mode of operation of a sinusoidal oscillation generator (GK mode). Functional 5 converter has a voltage output signal. The vibration analyzer is designed either as a unit measuring the amplitude and period of oscillations or their functions, or in a known manner so that it is set by switch 7 at its position / corresponding to the academic mode VA, in the mode of measuring the amplitude and period of oscillations or their functions, and at position according to the corresponding GC mode, the mode of measuring the amplitude and phase of the oscillations or their functions. The adder 2 is made with voltage signal inputs. The device operates as follows. The UNR is connected to the SAR containing the variable parameter setting device connected in series, the control object with the input adder, the control object and the sensor of the adjustable parameter, the output of which is connected to the subtractor input of the adder of the control device, namely, the input - to the free totalizing input, and the input - to the output of the adder regulating device. With such a connection, the output signal of the adder 2 UNR is equal to the difference between the signals of the sensor and the setpoint adjuster (i.e. the regulator mismatch signal, and the oscillations of this signal are the response of the SAR to the periodic perturbation introduced by the UNR, while the NUR excites oscillations ATS and measures the oscillation parameters in modes BA or in a Ledger functionally. The connection of output 5 to the second input of adder 2 can be broken with the help of switch 7, while the CID can be used to adjust the CAP. The CNR has the following advantages: The input adder 2 is complete without an input current-voltage converter that has a certain error, since in modern control devices the input adder is performed with an output voltage signal.The CNR is performed without galvanic separation of the input and output circuits contributing a certain error, since modern control devices are equipped with voltage signal inputs acting in relation to the same point, with respect to which the output signal acts in adder-stand. It also does not contain manual or automatic means of compensating the constant component of the input signal, which have some error, since the output signal of the input adder of the regulating device (the regulator mismatch signal} is sufficiently automatically centered; its fluctuations occur quite symmetrically relative to the zero voltage Thus, the proposed UNR has a high accuracy, provides the ability to configure the CAP when it is connected to only one constructive node of the CAP (to device and only three wires, so that it is easier to connect. The proposed device for adjusting the regulators can be widely used in various industrial sectors for the initial (during commissioning) and periodically optimizing the setting of automatic control systems. A device for adjusting the regulators, containing in series a relay element and a functional converter, the output of which is connected to the output of the device, as well as the analysis oscillation factor, input of which is connected to. to the input of the relay element, in contrast to the fact that, in order to increase the accuracy of the device, an adder is entered into it, the input of which is connected to the input of the device, the output - to the input of the relay element. 2. The device according to A.1, about tl and so that it includes a switch, the input of which is connected to the output of the device, goes to the second inputs of the vibration analyzer, functional converter and adder. Sources of information, rintye in. attention during examination 1.Rotach V.Ya. Calculation of the dynamics of automatic automated ruling systems. M., Energie, 1973,, 376-379.

2. USSR Author's Certificate On the Application 2597740 / 18-24, l. G 05 B 23/02, 1978 (prototype).