JPS642163Y2 - - Google Patents

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JPS642163Y2
JPS642163Y2 JP1979180249U JP18024979U JPS642163Y2 JP S642163 Y2 JPS642163 Y2 JP S642163Y2 JP 1979180249 U JP1979180249 U JP 1979180249U JP 18024979 U JP18024979 U JP 18024979U JP S642163 Y2 JPS642163 Y2 JP S642163Y2
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steam
control valve
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pressure
control
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JP1979180249U
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JPS5697544U (ja
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Description

【考案の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本考案は、高空燃焼試験設備等に適用する蒸気
圧力制御装置に関するものである。 (従来の技術) ロケツトエンジンの高々度における燃焼条件を
地上でシユミレートする高空燃焼試験設備では、
第1図に示すように、蒸気を各蒸気アキユムレー
タ(蒸気源)aから制御弁bを経てエジエクタ
(負荷)cへ送り、同エジエクタcから噴射して、
ロケツトエンジンdの周りの空間を真空にしてい
る。上記蒸気アキユムレータaの蒸気圧力は、試
験開始時に60Kg/cm2程度あつたものが、試験終了
時には、蒸気を消費するために、20Kg/cm2程度に
低下する。この蒸気アキユムレータaの大幅な圧
力変動に対し制御弁bを制御して、エジエクタc
の供給圧力を圧力変動許容限界16±0.5Kg/cm2
範囲に保持するのが蒸気圧力制御装置である。従
来の蒸気圧力制御装置を第1図により説明する
と、eが蒸気圧力制御装置、fが圧力設定器、g
がエジエクタcの供給蒸気圧力を検出する負荷供
給圧力計、hが加減算器、iが制御器で、圧力設
定器fに設定した設定圧力と負荷供給圧力計gに
より検出した供給蒸気圧力とを加減算器hへ送つ
て、加減算し、その結果を制御器iへ送つて、比
例、積分、微分演算を行い、さらにその結果を制
御弁bへ送り、同制御弁bの開度を調整して、エ
ジエクタcの供給蒸気圧力を上記圧力変動許容限
界内に保持するようにしている。 (考案が解決しようとする課題) 前記第1図に示す従来の蒸気圧力制御装置に
は、蒸気アキユムレータaの大幅な圧力変動に対
して高性能の制御性を得られないという問題があ
つた。即ち、蒸気アキユムレータaの蒸気圧力が
高い間は、制御弁bの開度を少し大きくしただけ
でも、通過蒸気流量が大幅に増えて、蒸気流量と
ほぼ比例関係にあるエジエクタcの供給蒸気圧力
が著しく増大する。また蒸気アキユムレータaの
蒸気圧力がエジエクタcの圧力変動許容限界より
も僅かに高い程度まで低下してくると、制御弁b
の開度を大きくしても、エジエクタの供給蒸気圧
力が変化しないという性質がある。つまり制御対
象のゲイン(制御弁bの開度変化に対する供給圧
変化の割合)が蒸気アキユムレータaの蒸気圧力
に依存して大きく変わる。ところが蒸気圧力制御
装置eは、蒸気アキユムレータaの蒸気圧力が高
いときに、よく制御できるように制御器iのゲイ
ンを落として調整すると、蒸気アキユムレータa
の蒸気圧力が低下したときに、応答性が悪くな
る。またそれとは逆に、蒸気アキユムレータaの
蒸気圧力が低下したときに、よく制御できるよう
に制御器iの制御ゲインを上げて調整すると、蒸
気アキユムレータaの蒸気圧力が上昇したとき
に、閉ループゲインが高くなり過ぎて、制御系が
発振してしまうという問題があつた。 本考案は前記の問題点に鑑み提案するものであ
り、その目的とする処は、蒸気源圧力が大幅に変
化しても、常に最良の制御性を得ることができる
蒸気圧力制御装置を提供しようとする点にある。 (課題を解決するための手段) 上記の目的を達成するために、本考案の蒸気圧
力制御装置は、蒸気源と負荷とを繋ぐ蒸気供給路
の途中に設けた制御弁と、蒸気源圧力Psを検出
する蒸気源圧力計と、負荷供給圧力Pを検出する
負荷供給圧力計と、上記制御弁の開度Xを検出す
る制御弁開度計と、上記蒸気源圧力計の出力Ps
から1/2を演算するポテンシヨメータと同ポテン
シヨメータの出力1/2と上記負荷供給圧力計の出
力Pとのうち大きい方の出力を選択する高値選択
器と上記蒸気源圧力計の出力Psの2乗と同高値
選択器の出力P2の2乗との差の平方根を演算す
る演算器と上記制御弁開度計の出力Xから制御弁
開度に対する制御弁の流量係数Cv値の感度を演
算する関数発生器とによりプロセスゲインKpを
演算して閉ループゲインを一定にするための制御
ゲインKcを求めこれを上記制御弁へ出力する制
御ゲイン演算器とを具えている。 (作用) 本考案の蒸気圧力制御装置は前記のように構成
されており、蒸気源圧力計により検出した蒸気源
圧力Psを制御ゲイン演算器のポテンシヨメータ
及び演算器へ送り、負荷供給圧力計により検出し
た負荷供給圧力Pを制御ゲイン演算器の高値選択
器へ送り、制御弁開度計により検出した制御弁の
開度Xを制御ゲイン演算器の関数発生器へ送る。
このとき、上記ポテンシヨメータが蒸気源圧力計
の出力Psから1/2Psを演算して、上記高値選択器
へ送り、同高値選択器が同ポテンシヨメータの出
力1/2Psと上記負荷供給圧力計の出力Pとのう
ち、大きい方の出力を選択して、上記演算器へ送
り、同演算器が上記蒸気源圧力計の出力Psの2
乗と上記高値選択器の出力Psの2乗との差の平
方根を演算し、上記関数発生器が制御弁開度計の
出力Xから制御弁開度に対する制御弁の流量係数
Cv値の感度を演算し、さらに同関数発生器の演
算結果と上記演算器の演算結果とからプロセスゲ
インKpを演算して、閉ループゲインを一定にす
るためのゲインKcを求め、これを制御弁へ出力
して、同制御弁を駆動する。 (実施例) 次に本考案の蒸気圧力制御装置を第2,3図に
示す一実施例により説明すると、第2図の1が蒸
気アキユムレータ(蒸気源)、2が制御弁、3が
負荷供給圧力Pを検出する負荷供給圧力計、4が
エジエクタ(負荷)で、上記制御弁2が上記蒸気
アキユムレータ1と上記負荷4とを繋ぐ蒸気供給
路の途中に設けられている。また5が圧力設定
器、6が加減算器、7が制御弁2の開度を検出す
る制御弁開度計、8が蒸気アキユムレータ1の蒸
気圧力Psを検出する蒸気源圧力計、9が制御ゲ
イン演算器、10が乗算器、11が比例、積分、
微分調節計である。また、上記制御ゲイン演算器
9の詳細を第3図において、12が上記蒸気源圧
力計8の出力Psから1/2Psを演算するポテンシヨ
メータ、13が同ポテンシヨメータ12の出力1/
2Psと上記負荷供給圧力計3の出力Pとのうち大
きい方の出力を選択する高値選択器、14が上記
蒸気源圧力計8の出力Psの2乗と同高値選択器
13の出力P2の2乗との差の平方根を演算する
演算器、15が関数発生器で、同関数発生器15
は、弁開度の関数になる制御弁の流量係数Cv値
を弁開度Xで微分した微係数を縦軸とし、弁開度
Xを横軸として、制御弁開度に対する制御弁の流
量係数Cv値の感度を演算するようになつている。
また16が後記演算を行う乗算器、17が後記演
算を行う関数発生器である。 次に前記蒸気圧力制御装置の作用を具体的に説
明する。蒸気源圧力計8により検出した蒸気圧力
Psを制御ゲイン演算器9のポテンシヨメータ1
2及び演算器14へ送り、負荷供給圧力計3によ
り検出した負荷供給圧力Pを制御ゲイン演算器9
の高値選択器13へ送り、制御弁開度計7により
検出した制御弁2の開度Xを制御ゲイン演算器9
の関数発生器15へ送る。このとき、ポテンシヨ
メータ12が蒸気源圧力計8の出力Psから1/2Ps
を演算して、上記高値選択器13へ送り、同高値
選択器13が同ポテンシヨメータ12の出力1/2
Psと上記負荷供給圧力計3の出力Pとのうち、
大きい方の出力を選択して、上記演算器14へ送
り、同演算器14が上記蒸気源圧力計8の出力
Psの2乗と上記高値選択器13の出力P2の2乗
との差の平方根を演算し、上記関数発生器15が
制御弁開度計7の出力Xから制御弁開度に対する
制御弁の流量係数Cv値の感度を演算し、さらに
同関数発生器15の演算結果と上記演算器14の
演算結果とを乗算器16へ送り、同乗算器16が
プロセスゲインKpを演算して、閉ループゲイン
を一定にするための制御ゲインKcを求め、これ
を制御弁2へ出力して、同制御弁2を駆動する。 プロセスゲインKpは、次式により計算できる。 KP=∂P/∂X=α√2/S2/3 ・∂Cv/∂X …… 但し ∂P/∂Xは、弁開度に対する供給圧力の感度 αは、負荷特性及びCv値の定義式から決まる 定数 Psは、蒸気源圧力 Pは、負荷供給圧力 ∂Cv/∂Xは、弁開度に対する制御弁の流量係数弁 Cv値の感度 P2は、
【式】 閉ループゲインを一定にするために必要とされる
制御ゲインKcは、希望する閉ループゲインを
Kaιιとすると、 Kaιι=Kc・Kp …… の関係を満足すればよい。 従つて,式より制御ゲインKcは、 が必要である。 第3図の制御ゲイン演算器9は、上記式を実
現するものである。また前記ポテンシヨメータ1
2は、蒸気源圧力計8の出力Ps(蒸気源圧力)か
ら′式の1/2Psを演算するものであり、前記高
値選択器13は、ポテンシヨメータ12の出力1/
2Psと負荷供給圧力計3の出力P(負荷供給圧力)
とのうち、大きい値の方を選択するものであり、
上記′式を演算するものに他ならない。また演
算器14は、前記蒸気源圧力計8の出力Ps(蒸気
源圧力)と前記高値選択器(13の出力P2とか
ら√2/S2/2の演算を行うものに他ならない。
また前記乗算器16の出力yは、 y=√2/S2/2∂Cv/∂Xである。また関数発生
器 17は、Kaιι/α 1/yを演算する。 (考案の効果) 本考案の蒸気圧力制御装置は前記のように蒸気
源圧力計により検出した蒸気源圧力Psを制御ゲ
イン演算器のポテンシヨメータ及び演算器へ送
り、負荷供給圧力計により検出した負荷供給圧力
Pを制御ゲイン演算器の高値選択器へ送り、制御
弁開度計により検出した制御弁の開度Xを制御ゲ
イン演算器の関数発生器へ送る。このとき、上記
ポテンシヨメータが蒸気源圧力計の出力Psから
1/2Psを演算して、上記高値選択器へ送り、同高
値選択器が同ポテンシヨメータの出力1/2Psと上
記負荷供給圧力計の出力Pとのうち、大きい方の
出力を選択して、上記演算器へ送り、同演算器が
上気蒸気源圧力計の出力Psの2乗と上記高値選
択器の出力P2の2乗との差の平方根を演算し、
上記関数発生器が制御弁開度計の出力Xから制御
弁開度に対する制御弁の流量係数Cv値の感度を
演算し、さらに同関数発生器の演算結果と上記演
算器の演算結果とからプロセスゲインKpを演算
して、閉ループゲインを一定にするための制御ゲ
インKcを求め、これを制御弁へ出力するので、
蒸気源圧力Pが大幅に変化しても常に最良の制御
性を得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は高空燃焼試験設備に適用した従来の蒸
気圧力制御装置を示す系統図、第2図は本考案に
係わる蒸気圧力制御装置の一実施例を示す系統
図、第3図は制御ゲイン演算器の詳細を示す系統
図である。 1……蒸気源、2……制御弁、3……蒸気供給
圧力計、4……負荷、7……制御弁開度計、8…
…蒸気源圧力計、9……制御ゲイン演算器、12
……ポテンシヨメータ、13……高値選択器、1
4……演算器、15……関数発生器。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 蒸気源と負荷とを繋ぐ蒸気供給路の途中に設け
    た制御弁と、蒸気源圧力Psを検出する蒸気源圧
    力計と、負荷供給圧力Pを検出する負荷供給圧力
    計と、上記制御弁の開度Xを検出する制御弁開度
    計と、上記蒸気源圧力計の出力Psから1/2Psを演
    算するポテンシヨメータと同ポテンシヨメータの
    出力1/2Psと上記負荷供給圧力計の出力Pとのう
    ち大きい方の出力を選択する高値選択器と上記蒸
    気源圧力計の出力Psの2乗と同高値選択器の出
    力Psの2乗との差の平方根を演算する演算器と
    上記制御弁開度計の出力Xから制御弁開度に対す
    る制御弁の流量係数Cv値の感度を演算する関数
    発生器とによりプロセスゲインKpを演算して閉
    ループゲインを一定にするための制御ゲインKc
    を求めこれを上記制御弁へ出力する制御ゲイン演
    算器とを具えていることを特徴とした蒸気圧力制
    御装置。
JP1979180249U 1979-12-27 1979-12-27 Expired JPS642163Y2 (ja)

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JPS5697544U JPS5697544U (ja) 1981-08-01
JPS642163Y2 true JPS642163Y2 (ja) 1989-01-19

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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4831433A (ja) * 1971-08-30 1973-04-25
JPS5225572B2 (ja) * 1973-05-25 1977-07-08

Also Published As

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JPS5697544U (ja) 1981-08-01

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