SU1381455A1 - Устройство дл стабилизации температурного режима в замкнутом объеме - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматического управлени  температурой в замкнутых объемах. Цель изобретени  - повышение быстродействи  устройства. Решение поставленной задачи достигаетс  за счет нагревани  объекта с максимальной интенсивно

Description

(Л

со 00

ел

стью с одновременным измерением рассогласовани  между измеренной и заданной температурой нагревательного элемента, а при достижении измеренного рассогласовани  заданного значени  нагревание объекта осуществл етс  пропорционально измеренному рассогласованию между заданной и его текущей температурой, при этом момент начала нагревани  объекта измен етс  пропорционально измеренному значению величины запаздывани  изменени  температуры с одновременным изменением степени про порциональнос- ти относительно измеренного рассогласовани  между заданной и истинной температурой объекта. Дл  этого в устройстве содержитс  канал форсаж81455

ного нагрева - элемент сравнени  9, датчик температуры нагревателей 21, компаратор 7, усилитель мощности 5, нагреватель 3, канал основного нагрева - датчик температуры замкнутого объема 20, задатчик 10, элемент сравнени  8, регул тор 6, усилитель мощности 4, нагреватель 2, а также узел определени  чистого запаздывани  и перестройки основного и форсажного каналов нагрева, образованный амплитудным детектором II, пороговыми элементами 12 и 13, инвертором 14, элементом И 15, преобразователем 16 ширина импульсов-напр жение, блоком выбора максимального сигнала 17, компаратором 18, задатчиком пороговых сигналов 19, 1 ил..

Изобретение относитс  к области автоматического управлени  температурой , в частности к устройствам стабилизации температуры, и может быть использовано, например, дл  стабилизации температуры в промышленных термостатах.

Цель изобретени  - повьшение быстродействи  устройства.

На чертеже изображена функциональна  схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит объект 1 управлени , основной нагреватель 2, форсажный нагреватель 3, основной усилитель 4 мощности, форсажный усилитель 5 мощности, регул тор 6, первый компаратор 7, первый элемент 8 сравнени , второй элемент 9 сравнени , задатчик 10 температуры, ампли- тудньй детектор 11, первый пороговый элемент 12, второй пороговый элемент 13, инвертор 14, элемент И 15, преобразователь 16 ширина импульсов - напр жение, блок 17 выбора максимального сигнала, второй компаратор 18, задатчик 19 пороговых сигналов, датчик 20 температуры замкнутого объема и датчик 21 температуры нагревателей .

Устройство работает следующим образом .

На вход элементов 8 и 9 сравнени  подаетс  сигнал (t) требуемого значений температуры объекта 1. Сигналы с датчика 20, измер ющего

температуру объекта 1, и датчика 21, измер ющего температуру нагревателей 2 и 3, поступают соответственно на вторые входы элементов 8 и 9 сравнени , где определ етс  сигнал рассогласовани  соответственно между требу- емым и истинным значением температуры об ъекта 1 и требуемым и действительным значением температуры нагревателей 2 и 3.

При превышении сигнала на выходе элемента 8 сравнени  некоторого порогового сигнала с выхода задатчика 19 пороговых сигналов и с выхода компаратора 18 на управл ющий вход амплитудного детектора 1I поступает сигнал,разрешающий работу амплитудного детектора 11. Амплитудный детектор I1 запоминает максимальное значение сигнала рассогласовани  с выхода элемента 8 сравнени .

Сигнал рассогласовани  с выхода элемента 9 сравнени  сравниваетс  на компараторе 7 с выходным сигналом блока 17 выбора максимального сигнала , котО1%1й в начальный момент времени пропорционален минимально воз

можной дл  стабилизируемого объекта 1 управлени  температуре- (величина чистого запаздьшани ). При превышении сигнала рассогласовани  с выхода блока 17, компаратор 7 переключает усилитель 5, который включает форсажный нагреватель 3.

Сигнал рассогласовани  с выхода элемента 8 сравнени  через регул тор 6 и основной усилитель 4 мощности поступает на основной нагреватель 2.

Следовательно, в начальный момент времени происходит нагрев объекта I с максимальной интенсивностью нагревател ми 2 и 3.

Поскольку стабилизируемый объект I нестационарный, то при отработке заданного значени  температуры необходимо определить величину чистого запаздывани  объекта дл  данного цикла управлени .

Величина чистого запаздывани  объекта пропорциональна временному интервалу между моментами достижени  одного и того же заданного значени  сигналов рассогласовани  с выходов элементов 8 и 9 сравнени .

Сигнал с выхода амплитудного детектора 11, пропорциональный максимальному значению сигнала рассогласовани  между заданной и истинной температурами объекта, сравниваетс  на пороговых элементах 12 и 13 с сигналами рассогласовани  с элементов 8 и 9 сравнени . Коэффициент пропорциональности сигнала с выхода амплитудного детектора 11 выбираетс , как правило, равным 0,7 - 0,8.

Пороговый элемент 12 измен ет свое состо ние в момент достижени  сигнала рассогласовани  с элемента 9 сравнени  выбранного значени , а пороговый элемент 13 - в момент достижени  сигнала рассогласовани  с элемента 8 сравнени  того же значени .

На выходе элемента И 15 получаетс  импульсный сигнал, ширина которю- го пр мо пропорциональна величине чистого запаздывани  стабилизируемого объекта 1.

Преобразование ширины импульсного сигнала с выхода элемента И 15 в аналоговый сигнал происходит в преобразователе 16,

Начало преобразовани  происходит в момент изменени  состо ни  порогового элемента 12 по его вькодному сигналу.

0

5

0

5

0

5

0

Сигнал г выхода преобразовател  16 поступает в блок 17 выбора максимального сигнала. Если измеренна  величина чистого запаздьшани  больше величины, установленной в задатчике 19, то на выходе блока 17 по вл етс  сигнал, пропорциональный измеренной величине чистого запаздьшани . При этом на компаратор 7 поступает новое значение порогового сигнала, а в регул торе 6 измен етс  величина зоны нечувствительности.

При достижении величины рассогласовани  с элемента 9 сравнени  нового порогового значени  с выхода блока 17 компаратор 7 через усилитель 5 отключает форсажный нагреватель 3 и Дальнейший нагрев осуществл ет лишь нагреватель 2. Нагреватель 2 осуществл ет нагрев объекта 1 пропорционально сигналу рассогласовани  с выхода элемента 8 сравнени , причем зона |Нечувствительности регул тора 6 выб- рана с учетом действительной величины запаздьшани  объекта I, что обеспечивает отсутствие перерегулирований в рассматриваемой системе.

По окончании переходного процесса, т.е. когда сигнал с выхода элемента 8 станет меньше порогового сигнала с выхода задатчика 19, компаратор 18 выдает сигнал, запрещающий работу амплитудного детектора 1I на его управл ющий вход, в результате чего сигнал на выходе амплитудного детектора 11 становитс  равным нулю, пороговый элемент 12 измен ет свое состо ние и обнул ет преобразователь 16. Система готова к следующему цик- рЛу управлени .

Claims (1)

1. (Формула изобретени 

   Устройство дл  стабилизации температурного режима в замкнутом объеме , содержащее первьй и второй компараторы , последовательно соединенные форсажный усилитель мощности и форсажный нагреватель, датчик температуры замкнутого объема и задатчик температуры, подключенные к входам первого элемента сравнени , к выходу которого подключены последовательно соединенные регул тор, основной усилитель МО1ДНОСТИ и основной нагреватель , отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  устройства, оно содержит последовательно соединенные датчик температуры нагревателей и второй элемент сравнени , к второму входу которого подключен выход задатчика температуры, последовательно соединенные амплитудный детектор, первый пороговый элемент, инвертор, элемент И, преобразователь ширина импульсов - напр жение и блок выбора максимального сигнала, а также второй пороговый элемент и задатчик пороговых сигналов, соответствующими выходами подключенный к второму входу блока выбора максимального сигнала и к первому входу второго компаратора , вторым Ьходом соединенного с выходом первого элемента сравнени , с входом амплитудного детектора и

   вторым входом второго порогового элемента , первый вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, а выход - с вторым входом элемента И, управл ющий вход амплитудного детектора подключен к выходу второго компаратора , выход первого порогового элемента св зан с обнул ющим входом

   преобразовател  ширина импульсов - напр жение, второй вход первого порогового элемента соединен с выходом второго элемента сравнени  и первь|м входом первого компаратора, выходом

   св занного с входом форсажного усилител  мощности, второй вход первого компаратора и управл ющий вход регул тора подключены к выходу блока выбора максимального значени  сигнала.