Устройство для управления двухобмоточным двигателем возвратно-поступательного движения (его варианты)

Устройство для управления двухобмоточным двигателем возвратно-поступательного движения (его варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и направлено на повышение точности восщ)оизведе{П1я заданных движений и повышение КПД устройства для управления двухобмоточным двигателем (Л 4Sb

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

14 4 А1 (19) (И) цц 4 Н 02 P 7/62

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13, фие.1 (21) 3812034/24-07 (22) 12.11.84 (46) 30.06.86. Вюл. Ф 24 (72) С.П. Сарычев, В.С. Крапивин и А.Г, Сапоаенков (53) 621 ° 313.17.525 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1103339, кл. Н 02 P 7/62, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 1108598, кл. H 02 Р 7/62, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХОБМОТОЧНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ВОЗВРАТНОПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к управлению электрическими машинами и направлено на повышение точности воспроизведения заданных движений и повышение КПД устройства для управления двухобмоточным двигателем

1 241404

1 возвратно-поступательного движе- ходного процесса отработки заданно0 ния с датчиком 5 положения якоря 2. ro значения Х от передаточной функСтруктура устройства явчяется неяв- ции блока дифференцирования, поскольной реализацией управления по век- ку в данном случае и для Хо и Х истору скорости, при котором в регуля- пользуется, одно и то же динамичесторе нет оценок производных, нет кое звено. Это приводит к повышению явно выраженного дифференцирующего точности воспроизведения заданного фильтра (блока дифференцирования). закона изменения сигнала Х (t).

В устройстве нет. зависимости пере- 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может быть использовано при построении устройств управления гидрораспределителями и другими механизмами..

Целью изобретения является повышение точности воспроизведения заданных движений и повышение КПД.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства (первый вариант}, на фиг.2— функциональная схема предлагаемого устройства (второй вариант), на фиг.3 — структурная схема устройства.

Устройство управления двухобмоточным двигателем (Д) 1 возвратнопоступательного движения с якорем 2 и обмотками 3;4 содержит датчик положения (ДП) 5 и якоря 2, последовательно соединенные программный блок (БП) 6, блок сравнения (БС) 7, суммирующие усилители (СУ) 8 и интеграторы (И) 9, вычитающий блок (ВБ} 10 и усилитель мошности (УМ) 11„ подключенный к обмотке 3 двигателя. Устройство содержит также инвертирующий усилитель (ИНВ)

12, подключенный своим входом к выходу вычитающего блока 10, а выходом - к другим входам суммирующих усилителей 8, при этом выходы датчика 5 положения подсоединены ко второму входу блока 7 сравнения, другим входам. всех суммирующих усилителей 8, кроме первого, другому входу вычитающего блока 10.

В варианте выполнения, показанном на фиг.1, обеспечивается управление током в обмотке 3, другая

46 же обмотка 4 через усилитель 11 мощ2 ности подключена к источнику 13 задающего напряжения (ИЗН).

В варианте выполнения, изображенном на фиг.2, обмотка 4 через усилитель 11 мощности и инвертор 12 подключена также к выходу вычитающего блока 10.

Программный блок 6 может быть выполнен в виде источника задающего напряжения. Усилители мощности 11 выполняются на транзисторах или тиристорах (например, по схеме ШИП).

Суммирующие усилители 8 имеют по два или три выхода, по каждому из которых устанавливается соответствующий коэффициент передачи.

Необходимое количество суммирующих усилителей 8 и интеграторов 9

:определяется порядком математической модели двигателя, который не может быть меньше двух (если пренебречь электромагнитной инерцией обмоток 3 и 4).

Показанная на фиг.3 структурная схема соответствует математической модели двигателя третьего порядка.

В данном случае конструируется желаемое уравнение движения в следукицем виде х ==А,х+ Ах+ А x+ Вх

Выбранные значения коэффициентов Ао„ А», А, В таким образом определяют необходимые коэффициенты передачи усилителей 8 по соответствующим входам.

В изобретении в неявном виде реализован фильтр, динамика которого описывается уравнением:

У Р + 2p Ð + 4) Р ++

В явном виде структуру фильтра можно выделить разделением движений по К.

Параметры фильтра — p,d„, d, выбираются исходя из выбранного значения К и желаемого характеристического уравнения "быстрых" движений:

$ f> +r (р +г р+ 1 0 где г,, г, — постоянные коэффициенты, обычно г„ = К = 2, а с. — малая величина, например, 0,001 с.

Устройство работает следующим образом.

Пусть в начальный момент времени о .х = 0 якорь 2 находится в правом крайнем положении и х(0)=0. При,поо явлении задающего сигнала х ) 0 на выходе программного блока 6 на выходе блока 7 сравнения возникает сигнал рассогласования A = х -х.

Далее воздействие этого сигнала на блоки 7-12 приводит к формированию сигнала управления 0=0 на выходе усилителя 11 мощности. По обмотке 3 протекает ток i и возникает тяговое усилие. В результате якорь 2 перемещается влево и на выходе датчика

5 изменяется .сигнал U- х. Воздействие этого сигнала на соответствующие входы суммирующих усилителей 8 и блока 7 сравнения приводит к формированию алгоритма управления вида (2).

Предлагаемая структура устройства является неявной реализацией управления по вектору скорости, названной так потому, что в регуляторе нет оценок производных, нет явно выраженного дифференцирующего фильтра (блока дифференцирования). Одна-ко управляющее воздействие соответствует управлению по вектору скорости, т.е. предлагаемое устройство обладает теми же достоинствами,,что и прототип.

1 I

Однако в предлагаемом устройстве нет зависимости переходного процесса отработки заданного значения х от передаточной функции блока дифференцирования, как в известном устройстве, поскольку в данном случае и для х и для х используется . одно и то же динамическое звено (см.фиг.3). Это приводит к повыше1241404 нию точности воспроизведения заданного закона изменения сигнала х (t).

В отличие от прототипа предлагаемое устройство работает в непрерывном режиме, т.е. высокочастотные колебания в системе отсутствуют.Это также приводит к уменьшению динамической ошибки и повышению точности работы устройства в следящем режиме, Положительный эффект проявляется также в уменьшении потерь в стали (отсутствуют высокочастотные автоколебания токов в обмотках), т.е. повышении на 15-251 КПД.

Формула иэ обретения

1. Устройство для управления двухобмоточным двигателем воэврат20 но-поступательного движения с датчиком положения якоря, содержащее подключенные к обмоткам усилители мощности, связанный с входом одного усилителя мощности инвертирующий

25 ycmzHTeas, программный блок и подключенный к его выходу первым входом блок сравнения, к второму входу которого подключен датчик положения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности воспроиз30 ведения заданных движений и повышения КПД, в устройство .введены источник задающего напряжения, вычитающий блок и последовательная цепь, содержащая по меньшей мере две

35 группы, состоящие иэ последовательно соединенных суммирующего усилителя и интегратора, причем один вход суммирующего усилителя каждой группы подключен к выходу инвертирующе46 го усилителя, вход которого соединен с входом первого усилителя мощности и выходом вычитающего блока, к первому входу которого подключен датчик положения, а к второму — вы45 ход последовательной цепи, входной суммирующий усилитель которой соединен входом с выходом блока сравнения, один вход каждого из остальных суммирующих усилителей цепи

50 соединен с датчиком положения якоря, а источник задающего напряжения подключен к входу второго усилителя мощности.

55 2. Устройство для управления двухобмоточным двигателем возвратно-поступательного движения с дат- чиком положения якоря, содержащее

1241404 подключенные к обмоткам усилители мощности, связанный с входом одного усилителя мощности инвертирующий усилитель, к выходу которого подключен вход второго усилителя мощности, программный блок и подключенный к его выходу первым входом блок сравнения, к второму входу которого подключен датчик положения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения заданнЫх движений и повышения КПД, в устройство введены вычи-. тающий блок и последовательная цепь, содержащая по меньшей мере две группы, состоящие из последовательно соединенных суммирующего усилителя и интегратора, причем один вход суммирующего усилителя каждой группы подключен к выходу инвертирующего усилителя, вход которого соединен с выходом вычитающего блока, к первому входу которого подключен

10 датчик положения, а к второму — выход последовательной цепи, входной суммирующий усилитель которой соединен входом с выходом блока управления, один вход каждого из ос15 тальных суммирующих усилителей цепи соединен с датчиками положения якоря

1 241404

Составитель В. Алфимов

Техред Л.Олейник Корректор В. Бутяга

Редактор А. Долинич

Тираж 631 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3609/52

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,4