Самонастраивающийся электропривод

Самонастраивающийся электропривод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для управления объектами с переменными инерционными характеристиками. Цель изобретения - првытение точности работы электропривода. Цель изобретения достигается тем, что в электропривод введены два дополнительных контура . Первый контур содержит последовательно соединенные второе дифференцирующее звено,апериодическое звено и второй умножитель, а второй контур содержит апериодическое звено второго порядка. Такое построение электропривода позволяет обеспечить инвариантность работы привода к вариациям значений электромеханических параметров электродвигателей. 1 ил. с О)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1247831

А1 (5D 4 G 05 В 11/00

ВЮСРН 3Р, 9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13,"„

ВИЬМ11 1"ИА

Ф

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2I) 3864992/24-24 (22) 04.02.85 (46) 30.07.86. Бюл,.N 28 (71) Дальневосточный ордена Трудово

ro Красного Знамени политехнический институт им; B,В. Куйбышева (72) В.Ф. Филаретов, А.С. Суляев и А.И. Васильев (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 928298, кл. G 05 В 11/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

h*- 1142810, кл. G 05 В 11/00, 1983. (54) САМОНАСТРАИВАЮЩИЙСЯ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для управления объектами с переменными инерционными характеристиками. Цель изобретения — повьппение точности работы электропривода. Цель изобретения достигается тем; что в электропривод введены два дополнительных КоН тура. Первый контур содержит последовательно соединенные второе дифференцирующее звено,апериодическое звено и второй умножитель, а второй контур содержит апериодическое звено второго порядка. Такое построение электропривода позволяет обеспечить инвариантность работы привода к вариациям значений электромеханических параметров электродвигателей. I ил.

l24783l

Изобретение относится к системам автоматического управления электроприводами и может быть использовано при управлении различными объектами с различными инерционными характеристиками.

Цель изобретения — повышение точности работы электропривода.

На чертеже схематически изображен самонастраивающийся электропринод, (Ы „- сигнал задающего воздействия, о - рассогласование электропривода, d и ы - соответственно угол и скорость вращения вала редуктора, — выходной сигнал датчика тока, u — сигнал управления днигаФ телем, и — усилинаемый сигнал), Самопастраивающийся электропривод содержит первое дифференцирующее звено 1, первый умножитель 2, перный сумматор 3, первый усилитель 4, электродвигатель 5 с редуктором, датчик 6 тока, второй сумматор 7, интегратор 8, делитель 9, датчик 10 скорости, объект 11 упранления, датчик 1? положения, измеритель 13 рассогласования, в горой усилитель 14, пелинейный элемент 15, например, типа реле с нулевой нейтральной точкой, апериодическое звено 16 второго порядка, второе дифференцирующее звено

1/, апериодическое звено 18, второй умножитель 19, третье дифференцирующее звено 20.

Самонастраивающийся электропривод работает следующим образом.

Сигнал 1) ошибки с измерителя 13 рассогласования после коррекции н. блоках 1 и 2 и 16-20 через усилитель

4 поступает на электроднигатель 5, приводя его нал но вращательное движение с направлением и скоростью (ускорением), зависящими от величины поступающего сигнала и. Электропривод при работе с различными объектами обладает переменным моментом инерции 3,который может меняться в широких пределах. Это снижает качественные показатели электроприно,qa и часто приводит к неустойчивости его работы. В результате возникает задача, связанная с обеспечинанием инвариантности динамических свойств электропривода к изменениям момента иперции нагрузки.

Если коэффициент усиления второго усилителя 14 равен К /К „,(где К коэффициент вязкого трения, К,„— электромагнитный коэффициент), то выходной сигнал нелинейного элемента

15 определяется выражением (1М„,,1

signa)/К „, где M„величина мо5 мента сухого трения, интегратор 8 описывается передаточной функцией (Р)=К,/P и на его выходе получим сигнал, равный t, о к,„ f (-(IM„(Б кпы)!к,„-к,,)!к,„)m, ! где td и t, — соответственно время начала и конца одного конкретного рабочего

15 цикла.

Момент М „к, развиваемый двигателем (при отсутствии на выходном валу внешнего и шарнирного моментов), определяется выражением

20 М =iK =I<(t)+/М /signal(t)+K d(t) (l) где Z - суммарный момент инерции всех вращающихся частей привода, приведенный к валу ре25 дуктора.

Из выражения (1) легко получить:

2с(=К (i- — к- — signi- †a) (2)

/М / . К

К э з и

После интегрирования левой и правой частей уравнения (2) будем иметь:

t1 (i - — sign

/М-:/ .. K (3) 35

Из выражении ill видно, что его правая часть точно совпадает с сигналом, получаемым на выходе интегратора 8, Для получения сигнала, равного необходимо сигнал с выхода интегратора 8 поделить íà d.(З), что и делается в делителе 9, на выходе которого формируется сигнал, соответствующий величине ).

Передаточная функция апериодического звена 16 второго прядка имеет

Вид

W„s (Р) =1/l(T Р+1)(т,Р+1)),„ где Т и Т, — йекоторые достаточно малые постоянные времени, определяемые конкретными свойствами электропривода. . Передаточная функция первого 1

55 и третьего 20 дифференцирующих звеньев имеет вид 7,, (Р)= — Р/(Т P+1); 17. (P)=— iü /:

К и и

1247831

Р/(т Р+1), где L — - индуктивность якорной цепи.

Передаточная функция второго дифференцирующего звена 17 имеет вид

1 1 (Р)= — ê Р/(т, P+l), 4% рМ где H — - активное сопротивление якорной обмотки двигателя. Передаточная функция апериодического звена 18 имеет вид

И (Р) /(Т Р+1)

И

ЭМ

Учитывая, что на выходе делителя

9 формируется сигнал, равный величине Э, передаточную функцию корректирующего устройства, расположенного между измерителем 13 рассогласования и первым усилителем 4, можно представить в виде

2 Н )= 888P T P+I 7 P+I 4)

Поскольку электродвигатель 5 с редуктором точно описывается передаточной функцией (Р) (5)

Шр) IL,, RJ

Кг. К2

ЭМ ЭМ где К =1/К, р — передаточное отношение редуктора, то для реализации поставленной цели в прямую цепь привода необходимо ввести. именно последовательное корректирующее устройство (4). В этом случае передаточная функция прямой цепи электропривода имеет вид

ы (Р) к„к,/i

»(Р)- ц(Р)- — ч Р., т Р.l (6)

1 г где К вЂ” коэффициент усиления первоч

ro усилителя 4.

Из выражения (6)видно, что параметры передаточной функции ))(Р) являются постоянными, не зависящими от переменных параметров момента инерции нагрузки.. Так как величина ). в выражении 15) является переменной, то необходимо каждый раз подстраивать параметр Z и в выражении И (Р) под соответствующее текущее значение. Это и делается в корректирующем устройстве с помощью умножителей

2и19.

Формула изобретения

Самонастраивающийся электропривод, содержащий датчик скорости, последовательно соединенные первое дифференцирующее звено, первый умножитель, первый сумматор, первый усилитель, электродвигатель с редуктором, датчик тока, второй сумматор, интегратор и делитель, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости, механически соединенного с выходным валом редуктора, который соединен также с объектом управления и датчиком положения, выход которого подключен к отрицательному входу измерителя рассогласования, выход делителя соединен с вторым входом первого умножителя, а второй и тре- . тий отрицательные входы второго сумматора подключены соответственно к выходам второго усилителя и нелиней-. ного элемента, входы которых подключены к выходу датчика скорости, отличающийся тем, что, ЗО с целью повышения точности работы злектропривода, в него введены апериодическое звено второго порядка, последовательно соединенные второе дифференцирующее звено, апериодичесЗ5 кое звено и второй умножитель, и третье дифференцирующее звено, выход которого соединен с входом первого дифференцирующего звена, выход апериодического звена второго порядка

40 соединен с вторым входом первого сумматора, второй вход второго умножителя подключен к выходу делителя, третий вход первого сумматора соединен с выходом второго умножителя, а входы апериодического звена второго порядка, второго и третьего дифференцирующих звеньев подключены к выходу измерителя рассогласования.

1247831

Составитель П. Кудрявцев

Редактор A. Ревин Техред В.Кадар Корректор В. Бутяга

Заказ 4124/47 - Тираж 836 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР

IIo делам изобретений и открытий

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

1 роизводственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,