SU862123A1 - Устройство дл регулировани давлени в декомпрессионной камере - Google Patents

Description

Изобретение относится к области автоматического регулирования и предназначено для автоматического программного регулирования давления газа, например, в камере газодинамической установки или барокамере испытательных стендов ио сложным трапециеобраэным программам.

По основному авт.св. № 345477 известно устройство для регулирования давления в декомпрессионной камере.

Оно содержит чувствительный элемент и задающее устройство, соединенные с блоком управления линией сброса и подачи, содержащими h параллельных каналов, в которых последовательно установлены клапаны и калиброванные диафрагмы, причем в декомпрессионной камере установлены датчики обратной связи, подключенные к клапанам.

Эго устройство осуществляет позиционное регулирование давления в камере при постоянном задании. Поскольку используется позиционный способ регулирования, точность стабилизации давления ниже, чем при применении • регулятора непрерывного действия. Изменение задания приводит к переключению калибровочных диафрагм, чем обеспечивается коррекция динамических характеристик, необходимая для стабилизации давления на новом значении. Такое построение устройства не позволяет обеспечивать с заданной точностью 'программу из-за возникновения колебаний в переходных режимах.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства, в особенности при отслеживании программ трапециевидной формы с большими темпами изменения задающего сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены релейный элемент и последовательно соединенные блок дифференцирования, выпрямительный элемент и интегратор, выход которого связан со вторым входом выходного исполнительного механизма. Другой вход интегратора соединен с выходом релейного элемента, вход которого подключен к вы-, ходу выпрямительного элемента, а вход блока дифференцирования соединен с выходом задатчика давления.

На чертеже приведена структурная схема предложенного устройства.

Оно содержит баллон 1, являющийся источником газа высокого давления (линией подачи), который через входной дроссель 2 соединен с камерой 3, имеющей выходной дроссель 4, связывающий камеру 3 с атмосферой (линия сброса).

Давление в камере 3 измеряется чувствительным элементом — датчиком, давления 5, сигнал с выхода которого суммируется с сигналом задающего устройства ~ Задатчика 6 давления в блоке сравнения 7.

Первый выход блока сравнения 7 соединен с входным дросселем 2 через последовательно соединенные блоки регулирования 8, усилитель 9 и входной исполнительный механизм 10, входящие в основной контур регулирования. Блоки 8 и 9 охвачены отрицательной обратной связью через блок стабилизации 11, представляющий собой апериодическое звено первого порядка.

Второй выход блока сравнения 7 соединен с выходным дросселем 4 через последовательно соединенные блок регулирования 12 и выходной исполнительный механизм 13, входящие в дополнительный контур регулирования. Параллельно блоку 12 в дополнительном контуре между выходом задатчика давления 6 и входом выходного исполнительного механизма 13 включена цепочка, состоящая из блока дифференцирования 14, выпрямительного элемента 15, который пропускает сигнал, соответствующий ниспадающей части программы интегратора 16 и релейного элемента 17. Релейный элемент 17 при отсутствии сигнала на его входе сбрасывает сигнал на интеграторе 16. Эта цепочка осуществляет выделение ниспадающих участков программы с целью увеличения сечения выходного дросселя 4 при падении давления в камере 3.

Блоки регулирования 8 и 12 представляют собой пропорционально-дифференциальные (ПД) регуляторы. Блоки 7_13 составляют блок управления. Датчики обратной связи и η каналов линий сброса и подачи на чертеже не показаны.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении входной дроссель 2 и выходной дроссель 4 закрыты. При включении задатчика давления 6 на его выходе появляется сигнал, пропорциональный требуемому давлению в камере 3. Сигнал рассогласования между этим (заданным) значением давления на задатчике 6 и фактическим значением, измеренным датчиком 5, поступает на входы блоков регулирования 8 и 12 с разными знаками таким образом, что при от ставании значения давления в камере 3 от заданного программой входной дроссель 2 открывается.

Поступающий из баллона 1 через дроссель 2 газ'меняет давление в камере 3 таким образом, что сигнал рассогласования между показаниями датчика давления 5 и задатчика давления 6 стремится к нулю.

При изменении знака сигнала рассогласования, т.е. при повышении давления в камере 3 выше требуемого по программе основной контур регулирования прикрывает дроссель 2, а дополнительный контур регулирования приоткрывает дроссель 4, который стравливает воздух в атмосферу.

Когда сигнал задатчика давления 6 увеличивается или постоянен, на выходе интегратора 16 сигнал отсутствует.

При сбросе давления в камере 3 на выходе интегратора 16 появляется сигнал, увеличивающийся пропорционально скорости и времени уменьшения сигнала задатчика давления 6.

Выходной дроссель 4 открывается пропорционально сумме сигналов с интегратора 16 и блока регулирования 12, обеспечивая необходимый для отслеживания расход воздуха из камеры 3.

Входной дроссель 2 при этом выполняет вспомогательную роль, приоткрываясь при падении давления в камере 3 ниже требуемого по программе.

Таким образом, устройство обеспечивает точность отслеживания программ при изменении динамических характеристик объекта, и может работать на ряде режимов без изменения настроек, что значительно упрощает его эксплуатацию и снимает расходы по подготовке эксперимента за счет уменьшения количества пробных экспериментов.

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к области автоматического регулировани  и предназначено дл  автоматического программного регулировани  давлени  газа, например, в камере газодинамической установки или барокамере испытательных стендов по сложным трапедаеобразным программам. По основному авт.св. NS 345477 известно устройство дл  регулировани  давлени  в декомпрессионной камере. Оно содержит чувствительный элемент и задающее устройство, соединенные с блоком управлени  линией сброса и подачи, содержащи ми h параллельных каналов, в которых последовательно установлены клапаны и калиброван ные диафрагмы, причем в декомпрессионной камере установлены датчики обратной св зи, подключенные к клапанам. Это устройство осуществл ет позиционное регулирование давлени  в камере при посто н ном задании. Поскольку используетс  позиционный способ регулировани , точность стабилизации давлени  ниже, чем при применении регул тора непрерывного действи . Изменение задани  приводит к переключению халибро- вочных диафрагм, чем обеспечиваетс  коррекци  динамических характеристик, необходима  дл  стабилизации давлени  на новом значении . Такое построение устройства не позвол ет обеспечивать с заданной точностью программу из-за возникновени  колебаиий в переходных режимах. Целью изобретени   вл етс  повьппение точности работы устройства, в особенности при отслеживании програмк трапециевидной формы с большими темпами изменени  задающего сигнала. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены релейный элемент и последовательно соединенные блок дифф енциро- вани , выпр мительный элемент и интегратор, выход которого св зан со.вторым входом выходного исполнительного механизма. Другой вход интегратора соединен с выходом релейного элемента, вход которого подключен к вы-. ходу выпр мительного элемента, а вход блока дифференцировани  соединен с выходом задатчика давлени . На чертеже приведена структурна  схема предложенного устройства. Оно содержит баллон 1,  вл ющийс  источником газа высокого давлени  (линией подачи который через входной дроссель 2 соединен с камерой 3, имеющей выходной дроссель 4, св зывающий камеру 3 с атмосферой (лини  сброса). Давление в камере 3 измер етс  чувствительным элементом - датчиком, давлени  5, сигнал с выхода которого суммируетс  с сигн лом задающего устройства - Эадатчика 6 давлени  в блоке сравнени  7. Первый выход блока сравнени  7 соединён с входным дросселем 2 через последовательно соединенные блоки регулировани  8, усилитель 9 и входной исполнительный механизм 10, вход щие в основной контур регулировани . Блоки 8 и 9 охвачены отрицательной обратной св зью через блок стабилизации 11, представл ющий собой апериодическое звено первого пор дка. Второй выход блока сравнени  7 соединен с выходным дросселем 4 через последовательн соединенные бчок регулировани  12 и выходн исполнительный механизм 13, вход щие в дополнительный контур регулировани . Параллель но блоку 12 в дополнительном контуре между выходом задатчика давлени  6 и входом выходного исполнительного механизма 13 включе на цепочка, состо ща  из блока дифференциро вани  14, выпр мительного элемента 15, кото рый пропускает сигнал, соответствующий ниспадающей части программы интегратора 16 и релейного элемента 17. Релейный элемент 17 при отсутствии сигнала на его входе сбрасывает сигнал на интеграторе 16. Эта цепочка осуществл ет выделение ниспадающих участков программы с целью увеличени  сечени  выход ного дроссел  4 при падении давлени  в камере 3. Блоки регулировани  8 и 12 представл ют собой пропорционально-дифференциальные (ПД) регул торы. Блоки 7-13 составл ют блок управлени . Датчики обратной св зи и п каналов линий сброса и подачи на чер теже не показаны. Устройство работает следующим образом. В исходном положении входной дроссель 2 и выходной дроссель 4 закрыты. При включении задатчика давлени  6 на его выходе по вл етс  сигнал, пропорциональный требуемому давлению в камере 3. Сигнал рассогласовани  между этим (заданным) значением давлени  на задатчике 6 и фактическим значением , измеренным датчиком 5, поступает на входы блоков регулировани  8 и 12 с разными знаками таким образом, что при от ставании значени  давлени  в камере заданного программой входной дроссель 2 открываетс . Постуггаюишй из баллона 1 через дроссель 2 газ мен ет давление в камере 3 таким образом , что сигнал рассогласовани  между показани ми датчика давлени  5 и задатчика дав ешш 6 стремитс  к нулю. При изменении знака сигнала рассогласовани , т.е. при повышении давлени  в камере 3 выше требуемого по программе основной контур регулировани  прикрывает дроссель 2, а дополнительный контур регулировани  приоткрывает гфоссель 4, который стравливает воздух в атмосферу. Когда сигнал задатчика давлени  6 увеличиваетс  ГОШ посто нен, на выходе интегратора 16 сигнал отсутствует. При сбросе давлени  в камере 3 на выходе интегратора 16 по вл етс  сигнал, увеличивающийс  пропорционально скорости и времени уменьщени  сигнала задатчика давлени  6. Выходной дроссель 4 открываетс  пропорционально сумме сигналов с интегратора 16 и блока регулировани  12, обеспечива  необходимый дл  отслеживани  расход воздуха из камеры 3. Входной дроссель 2 при этом выполн ет вспомогательную роль, приоткрыва сь при падении давлени  в камере 3 ниже требуемого по программе. Таким образом, устройство обеспечивает точность отслеживани  программ при изменении динамических характеристик объекта, и может работать на р де режимов без изменени  настроек , что значительно упрощает его эксплуатацию и снимает расходы по подготовке эксперимента за счет )Т1леньщени  количества пробных экспериментов. Формула изобретени  Устройство дл  регулировани  давлени  в декомпрессионной камере по авт.св. №345477, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности работы устройства, оно Содержит релейный элемент и последовательно соединенные блок дифференцировани , выпр мительный элемент н интегратор, выход которого св зан с вторым входом выходного исполнительного механизма, другой вход интегратора - с выходом релейного элемента, вход которого подключен к выходу выпр мительного элемента, а вход блока дифференцировани  соединен с выходом задагтка давлени . Источники информации, прин тые во BHHMaiiHe при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 345477, кл. G 05 О 16/20, 1970 (прототип).

   г