RU2168119C2 - Medium parameters controller - Google Patents
Medium parameters controller Download PDFInfo
- Publication number
- RU2168119C2 RU2168119C2 RU99114216A RU99114216A RU2168119C2 RU 2168119 C2 RU2168119 C2 RU 2168119C2 RU 99114216 A RU99114216 A RU 99114216A RU 99114216 A RU99114216 A RU 99114216A RU 2168119 C2 RU2168119 C2 RU 2168119C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elements
- relays
- signal
- transients
- feedback
- Prior art date
Links
Landscapes
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области регулирования параметров среды, например, в системах кондиционирования воздуха. The invention relates to the field of environmental control, for example, in air conditioning systems.
Известно устройство для регулирования параметров кондиционирования воздуха [1, 2], содержащее датчики и задатчики температуры и относительной влажности воздуха- соединенные с соответствующими регуляторами, состоящими из элементов сравнения и усилительно-преобразующих блоков, и исполнительные механизмы с регулирующими органами, расположенными на линии подачи теплоносителя и камеры орошения. A device for regulating the parameters of air conditioning [1, 2], containing sensors and controllers of temperature and relative humidity, is connected to the corresponding regulators, consisting of comparison elements and amplifier-converting units, and actuators with regulating bodies located on the coolant supply line and irrigation chambers.
Недостатками известного устройства являются низкое качество регулирования (длительность переходного процесса и значительные колебания регулируемых величин) из-за большой инерционности объекта регулирования и необходимости частого изменения задания регулируемых параметров. The disadvantages of the known device are the low quality of regulation (the duration of the transient process and significant fluctuations of the regulated values) due to the large inertia of the control object and the need for frequent changes in the task of adjustable parameters.
Задача изобретения - повышение быстродействия и снижения колебательности переходных процессов регулируемых величин. Результат достигается тем, что устройство для регулирования параметров среды в системах кондиционирования воздуха содержит датчики и задатчики температуры и относительной влажности воздуха, регуляторы, состоящие из элементов сравнения и усилителей-преобразователей, исполнительные механизмы с установленными соответственно на линии подачи теплоносителя и камеры орошения регулирующими органами, снабжено последовательно соединенными дискретными дифференциаторами с запоминанием, входы которых соединены с соответствующими элементами сравнения, и блоками обратной связи, содержащими логические элементы, быстродействующие реле и реле с замедлением на срабатывание, выходы которых соединены с соответствующими усилительно-преобразующими блоками регуляторов. The objective of the invention is to increase the speed and reduce the oscillation of transients of controlled values. The result is achieved by the fact that the device for regulating environmental parameters in air conditioning systems contains sensors and adjusters of temperature and relative humidity, regulators, consisting of comparison elements and amplifiers-converters, actuators with regulating bodies installed respectively on the coolant supply line and the irrigation chamber, equipped with sequentially connected discrete differentiators with memory, the inputs of which are connected to the corresponding elements and comparisons, and feedback blocks containing logic elements, high-speed relays and relays with a delayed response, the outputs of which are connected to the corresponding amplifier-converting blocks of the regulators.
В существующих технических решениях для регулирования параметров среды не использовались дискретные дифференциаторы с запоминанием, соединенные с блоками обратной связи, содержащими логические элементы, быстродействующие реле с замедлением на срабатывание в предложенной совокупности с ранее известными блоками, что дает новый положительный эффект, а именно повышает качество регулирования (уменьшение длительности и снижение колебательности переходных процессов). The existing technical solutions for regulating the environmental parameters did not use discrete memory differentiators connected to feedback blocks containing logic elements, high-speed relays with a slowdown in response to the proposed combination with previously known blocks, which gives a new positive effect, namely, it improves the quality of regulation (decrease in duration and decrease in the oscillation of transients).
На чертеже представлена структурная схема предложенного устройства для регулирования параметров среды в системах кондиционирования воздуха. The drawing shows a structural diagram of the proposed device for controlling environmental parameters in air conditioning systems.
Устройство содержит: объект регулирования - помещение 1; датчики: соответственно - температуры воздуха 2 и относительной влажности воздуха 3; задатчики: соответственно - температуры воздуха 4 и относительной влажности воздуха 5; регуляторы: соответственно - температуры воздуха 10 и относительной влажности воздуха 11, содержащие элементы сравнения 6, 7 и усилительно-преобразующие блоки 8, 9; дискретные дифференциаторы с запоминанием 12, 13; блоки обратной связи 20, 21, содержащие логические элементы 14, 15, быстродействующие реле 16, 17, реле с замедлением на срабатывание 18,19; исполнительные механизмы с регулирующими органами 22, 23, установленные на линии подачи теплоносителя и камеры орошения. The device contains: an object of regulation - room 1; sensors: respectively - air temperature 2 and relative humidity 3; adjusters: respectively - air temperature 4 and relative humidity 5; regulators: respectively - air temperature 10 and relative humidity 11, containing comparison elements 6, 7 and amplifier-converting blocks 8, 9; discrete differentiators with memory 12, 13; feedback blocks 20, 21, containing logic elements 14, 15, high-speed relays 16, 17, relays with a delay in operation 18.19; actuators with regulatory bodies 22, 23 installed on the coolant supply line and the irrigation chamber.
Работу устройства рассмотрим на примере стабилизации температуры воздуха в помещении. Стабилизация относительной влажности воздуха осуществляется аналогично. We will consider the operation of the device using the example of stabilization of air temperature in a room. Stabilization of relative humidity is carried out similarly.
Сигнал с датчика температуры 2, пропорциональный текущему значению температуры воздуха в помещении, и сигнал с задатчика 4, пропорциональный заданному в данный момент времени значению температуры воздуха, поступают на элемент сравнения 6 регулятора температуры воздуха 10, где эти два значения сравниваются и определяется их разность, т.е. The signal from the temperature sensor 2, proportional to the current value of the air temperature in the room, and the signal from the setter 4, proportional to the currently set value of the air temperature, are sent to the comparison element 6 of the air temperature controller 10, where these two values are compared and their difference is determined, those.
ε (t) = x(t) - x0, (1)
где x(t) - текущее значение температуры, снимаемое с датчика 2;
x0 - сигнал задающего воздействия, снимаемый с задатчика величины регулируемого параметра 4;
ε(t) - сигнал рассогласования.ε (t) = x (t) - x 0 , (1)
where x (t) is the current temperature value taken from sensor 2;
x 0 - the signal of the driving action, taken from the setpoint value of the adjustable parameter 4;
ε (t) is the error signal.
Полученный на элементе сравнения 6 регулятора 10 сигнал рассогласования ε(t) поступает на вход усилительно-преобразующего блока 8 регулятора 10, где усиливается и в соответствии с выбранным алгоритмом регулирования (пропорциональным, пропорционально-интегральным или пропорционально-интегрально-дифференциальным) вырабатывается регулирующий сигнал z, поступающий на исполнительный механизм с регулирующим органом 22, расположенным на линии подачи теплоносителя, изменяя подачу теплоносителя так, чтобы уменьшить величину рассогласования ε(t). Так работает устройство для регулирования параметров среды, выбранное в качестве прототипа. The mismatch signal ε (t) obtained on the comparison element 6 of the controller 10 is fed to the input of the amplifier-transforming unit 8 of the controller 10, where it is amplified and, in accordance with the selected control algorithm (proportional, proportional-integral, or proportional-integral-differential), the control signal z entering the actuator with a regulating body 22 located on the coolant supply line, changing the coolant supply so as to reduce the amount of mismatch ε (t). This is how the device for controlling environmental parameters works, selected as a prototype.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Сигнал рассогласования ε(t) с элемента сравнения 6 регулятора 10 поступает одновременно и на дискретный дифференциатор с запоминанием 12, в котором сравнивается с величиной рассогласования ε(t-T), запомненной дискретным дифференциатором в предыдущий момент срабатывания регулятора, где T - период повторения импульсного регулирующего сигнала z регулятора 10. Одновременно в ячейки памяти дискретного дифференциатора с запоминанием 12 вместо значения ε(t-T) запоминается новое значение рассогласования ε(t). The proposed device operates as follows. The mismatch signal ε (t) from the comparison element 6 of the controller 10 is fed simultaneously to the discrete differentiator with a memory of 12, which compares with the mismatch ε (tT) stored by the discrete differentiator at the previous controller response time, where T is the repetition period of the pulse control signal z of controller 10. At the same time, a new mismatch value ε (t) is stored instead of ε (tT) in the memory cells of the discrete differentiator with memory 12.
В дискретном дифференциаторе с запоминанием 12 формируется вспомогательный регулирующий сигнал
z1(t) = [ε(t)-ε(t-T)]+ε(t), (2)
Рассмотрим подробнее выражение (2). Первые два члена правой части выражения (2) являются приближенным сигналом производной сигнала ε(t), а третий член - сигнал модуля рассогласования ε(t).In the discrete differentiator with memory 12, an auxiliary control signal is generated
z 1 (t) = [ε (t) -ε (tT)] + ε (t), (2)
Let us consider expression (2) in more detail. The first two terms of the right-hand side of expression (2) are an approximate signal of the derivative of the signal ε (t), and the third term is the signal of the mismatch module ε (t).
Выходной сигнал блока 12 состоит из суммы приближенного значения производной сигнала рассогласования ε(t) и модуля значения рассогласования ε(t). The output signal of block 12 consists of the sum of the approximate value of the derivative of the mismatch signal ε (t) and the modulus of the mismatch value ε (t).
Сигнал z1(t) с дискретного дифференциатора с запоминанием 12 поступает на логический элемент 14 блока обратной связи 20. В зависимости от знака z1(t), логический элемент 14 блока обратной связи 20 переключает параметры блока 20 в состояние форсированного или умеренного регулирования, в соответствии с которым последний выдает сигнал обратной связи zоб(t) той или иной интенсивности на усилительно-преобразующий блок 8 регулятора 10.The signal z 1 (t) from the discrete differentiator with memory 12 is supplied to the logic element 14 of the feedback block 20. Depending on the sign z 1 (t), the logic element 14 of the feedback block 20 switches the parameters of the block 20 to the state of forced or moderate regulation, in accordance with which the latter gives a feedback signal z about (t) of one or another intensity to the amplifier-converting unit 8 of the controller 10.
Рассмотрим более подробно работу блока обратной связи 20. Перепишем выражение (2) в следующем виде
где - приближенное значение производной сигнала ε(t). На логический элемент 14 величина z1(t) может поступать с дискретного дифференциатора с запоминанием 12 в четырех видах:
- производная возрастает, модуль возрастает;
- производная убывает, модуль возрастает;
- производная убывает, модуль убывает;
- производная возрастает, модуль убывает.Consider in more detail the operation of the feedback unit 20. Rewrite the expression (2) in the following form
Where is the approximate value of the derivative of the signal ε (t). On the logic element 14, the value z 1 (t) can come from a discrete differentiator with a memory of 12 in four forms:
- the derivative increases, the modulus increases;
- the derivative decreases, the modulus increases;
- the derivative decreases, the module decreases;
- the derivative increases, the module decreases.
Логический элемент 14 блока обратной связи 20 в первых двух случаях направит сигнал z1(t) на быстродействующее реле 16, в третьем и четвертом случаях - на реле с замедлением на срабатывание 18. Таким образом, с блока обратной связи 20 дополнительный регулирующий сигнал zоб(t) поступи на усилительно-преобразующий блок 8 регулятора 10, где окажет свое корректирующее воздействие на величину ε(t), поступившую с элемента сравнения 6 на усилительно-преобразующий блок 8, в зависимости от величины и знака производной (t) и модуля величины ε(t).The logic element 14 of the feedback block 20 in the first two cases will send the signal z 1 (t) to the high-speed relay 16, in the third and fourth cases - to the relay with a delay in operation 18. Thus, from the feedback block 20 an additional control signal z about (t) enter the amplifier-converter unit 8 of the controller 10, where it will have its corrective effect on the quantity ε (t) received from the comparison element 6 on the amplifier-converter unit 8, depending on the size and sign of the derivative (t) and the modulus of ε (t).
Если задание x0 регулирующего параметра в интервале времени между импульсами T не изменяется, или очень мало изменяется, то величина разности ε(t) и ε(t-T) будет мала, и величина дополнительного сигнала, поступающего из блока обратной связи 20 на усилительно-преобразующий блок 8 регулятора 10, будет также мала, т.е. практически можно считать, что ε(t) = ε(t-T). Такое значение рассогласований появляется в момент установившегося значения регулируемой величины, равной заданному значению регулируемой величины.If the task x 0 of the control parameter in the time interval between pulses T does not change, or changes very little, then the difference between ε (t) and ε (tT) will be small, and the value of the additional signal coming from the feedback block 20 to the amplifying block 8 of the controller 10 will also be small, i.e. in practice, we can assume that ε (t) = ε (tT). This value of the mismatch appears at the time of the steady-state value of the controlled variable equal to the specified value of the controlled variable.
Если во время переходного процесса в момент времени между импульсами T разность между ε(t) и ε(t-T) будет значительно отличаться от нуля, то в блоке обратной связи 20 с помощью быстродействующего реле 16, образуется форсирующий дополнительный сигнал zоб(t), поступающий на вход усилительно-преобразующего блока 8 регулятора 10, что компенсирует значительные инерционности объекта регулирования, уменьшает время переходного процесса и сглаживает колебания регулируемой величины.If during the transient at the time between the pulses T, the difference between ε (t) and ε (tT) will be significantly different from zero, then in the feedback block 20 using the high-speed relay 16, an additional signal z ob (t) is generated, arriving at the input of the amplifier-converting unit 8 of the controller 10, which compensates for the significant inertia of the control object, reduces the transition process and smoothes the fluctuations of the adjustable value.
Если же в момент времени между импульсами T произойдет изменение заданного значения регулируемой величины, то разность между ε(t) и ε(t) будет значительна и роль блока обратной связи еще больше возрастет для ускорения переходного процесса и выхода регулируемой величины на новое заданное значение. If, at the time between the pulses T, a preset value of the controlled variable changes, then the difference between ε (t) and ε (t) will be significant and the role of the feedback unit will increase even more to accelerate the transition process and the controlled variable reaches a new preset value.
Умеренное регулирование, т. е. включение логическим элементом 14 блока обратной связи 20 реле с замедлением на срабатывание 18 будет в том случае, если производная возрастает или убывает, а модуль рассогласования убывает, и реле с замедлением на срабатывание позволяет избежать колебательности переходного процесса за счет дополнительного сигнала обратной связи zоб(t) на усилительно-преобразующий блок регулятора. Такой режим работы устройства наблюдается ближе к концу переходного процесса.Moderate regulation, i.e., the inclusion of feedback relay block 20 by logic element 14 of the relay with a deceleration of 18 will be in the case if the derivative increases or decreases, and the mismatch module decreases, and the relay with a deceleration of operation allows you to avoid transient oscillations due to additional feedback signal z о (t) to the amplifier-transforming unit of the controller. This mode of operation of the device is observed closer to the end of the transition process.
Введение в устройство регулирования параметров среды кондиционирования воздуха дискретного дифференциатора с запоминанием и блока обратной связи, содержащего логический элемент, быстродействующее реле и реле с замедлением на срабатывание, позволяет следить за изменением задания, уменьшить колебательность переходных процессов в режиме слежения за изменением задания, сократить длительность переходных режимов, частично компенсируя значительные инерционные свойства объекта регулирования, и тем самым обеспечить высокое качество регулирования. The introduction of a discrete differentiator with memory and a feedback block containing a logic element, a high-speed relay and a relay with a delayed response into the device for controlling the parameters of the air conditioning environment makes it possible to monitor the change in the task, reduce the oscillation of transients in the tracking mode, change the task, reduce the duration of the transition modes, partially compensating for the significant inertial properties of the control object, and thereby ensure high quality of the control ligation.
Источники информации
1. Халамейзер М.Б. Автоматические установки искусственного климата. М.: Машиностроение, 1969, с. 139.Sources of information
1. Halameiser MB Automatic installations of artificial climate. M.: Mechanical Engineering, 1969, p. 139.
2. Нефелов С. В., Давыдов Ю.С. Техника автоматического регулирования в системах вентиляции и кондиционирования воздуха. М.: Стройиздат, 1984, с. 22 - 40. 2. Nefelov S. V., Davydov Yu.S. The technique of automatic regulation in ventilation and air conditioning systems. M .: Stroyizdat, 1984, p. 22 - 40.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99114216A RU2168119C2 (en) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | Medium parameters controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99114216A RU2168119C2 (en) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | Medium parameters controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2168119C2 true RU2168119C2 (en) | 2001-05-27 |
Family
ID=20222068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99114216A RU2168119C2 (en) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | Medium parameters controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2168119C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2350850C1 (en) * | 2007-11-30 | 2009-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военный инженерно-технический университет | Technique of automatic control over air parameters |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5292280A (en) * | 1992-02-14 | 1994-03-08 | Johnson Service Co. | Method and apparatus for controlling ventilation rates and indoor air quality in an HVAC system |
-
1999
- 1999-06-29 RU RU99114216A patent/RU2168119C2/en active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5292280A (en) * | 1992-02-14 | 1994-03-08 | Johnson Service Co. | Method and apparatus for controlling ventilation rates and indoor air quality in an HVAC system |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| НЕФЕЛОВ С.В. и др. Техника автоматического регулирования в системах вентиляции и кондиционирования воздуха. - М.: Стройиздат, 1984, с.22-40. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2350850C1 (en) * | 2007-11-30 | 2009-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военный инженерно-технический университет | Technique of automatic control over air parameters |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4581893A (en) | Manipulator apparatus with energy efficient control | |
| US5863246A (en) | Variable air volume control system | |
| US4407446A (en) | Control for automobile air conditioning system | |
| US4901918A (en) | Adaptive anticipator mechanism for limiting room temperature swings | |
| KR20010022346A (en) | Adaptive cascade control algorithm | |
| RU2168119C2 (en) | Medium parameters controller | |
| CN101782088A (en) | Method and electronic device for compensation of the hysteresis of pneumatically driven fittings | |
| CN112596529B (en) | Direction-based robot walking speed adjustment method, chip and visual robot | |
| JP2628265B2 (en) | Speed control method and apparatus for injection molding machine | |
| JP2001265408A (en) | Device and method for controlling temperature of heat system plant | |
| RU2074259C1 (en) | System for automatically controlling periodic process of cultivating microorganisms | |
| US4817864A (en) | Temperature compensation for vav system | |
| JPH0819873A (en) | Resistance welding apparatus and resistance welding method | |
| JPH06131029A (en) | Acceleration constant switching system | |
| JPH0249403B2 (en) | ||
| US4346838A (en) | Timed rate pneumatic control | |
| JPH10234133A (en) | Power load reduction method | |
| Gulyaev et al. | Modeling of Regulator Operation for Controlling Objects with Asymmetric Backlash | |
| US6013996A (en) | Precision stop control for motors | |
| JPS63310001A (en) | Control device | |
| GB2202968A (en) | Heat exchanger control | |
| SU1483427A1 (en) | Control device | |
| SU1677694A1 (en) | Device for autoclave pressure control | |
| Alsaleem et al. | Adaptive-model predictive control of electronic expansion valves for evaporator superheat minimization | |
| RU2372637C2 (en) | Device to perform bumpless changing over from one control parametre into another |