Адаптивное задающее устройство системы управления электроприводом

Адаптивное задающее устройство системы управления электроприводом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для формирования задающих напряжений для системы управления электроприводом. Цель изобретения - повышение точности формирования задающих воздействий при параметрической нестационарности объекта управления и действия стохастических возмущений. Адаптивное устройство содержит последовательно соединенные три блока 1 - 3 ограничения, три интегратора 4 - 6, масштабный усилитель 7, а также два функциональных преобразователя 8, 9, два корректирующих блока 13, 14. Устройство обеспечивает самонастройку путем изменения уровней ограничения блоков 1 и 2 и адаптцию к изменениям моментов инерции и сопротивления с помощью корректирующих блоков 13, 14. 1 ил.

СО%3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СЕИДЕ ГЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4643552/24-07 (22) 30.01.89 (46) 07.12.90. Вюл. № 45 (71) Днепродзержинский индустриальный институт им. М. И. Арсеничева (72) О. A. Дегтяренко, Ю. М. Клименко, Ю. Ю. Киричек и Ю. В. Сохина (53) 621 316.718.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ !410251, кл. Н 02 Р 5/0п, 1988.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1381674, кл. Н 02 P 5/00, 1987. (54 АДАП ТИВ НОЕ ЗАДАЮ И ЕЕ УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ (57) Изобретение относи" .я к электротехнике и может быть исгользовано для фор„„р0,„, 1612367

2 мироьания задающих напряжений для системь; управления электроприводом. Цель изобретепи" — повышение точности формирования задающих воздействий при параметрической нестационарности объекта управления и де:- твия стохастических возмущений.

Ада пт г пое устройство содержит последовательно соединеннь;е три блока 1 — 3 ограничения, трн интегратора 4 — -6, масщтабный усилитель 7, а также два функциональных преобразователя 8, 9, два корректирующих блока 13, 14. Устройство обеспечивает са: нас-,ройку путем изменения уровней : гpa:;i:;, ",я блоков 1 и 2 и адаптацию к изменениям моментов инерции и сопротивления с помощью корректирующих блоков 13, 14. 1 нл.

1612367

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам управления электроприводом и предназначено для формирования задающего напряжения для управления электроприводом.

Цель изобретения — повышение точности формирования задающих воздействий при параметрической нестационарности объекта управления и действия стохастических возмущений.

На чертеже приведена схема устройства.

Адаптивное задающее устройство системы управления электроприводом содержит последовательно соединенные три блока 1 — 3 ограничения и три интегратора 4 — 6, выход первого интегратора 4 соединен с вторым входом третьего блока 3 ограничения, выход второго интегратора 5 — с вторым входом второго блока 2 ограничения и выход третьего интегратора 6 через масштабный усилитель 7 соединен с вторым входом первого блока 1 ограничения, первый вход которого является первым входом задающего устройства, два функциональных преобразователя 8 и 9, первый из которых подключен входом к выходу первого интегратора 4 и реализует функцию

Л

1 с 2 а второй функциональный преобразователь 9 подключен к выходу второго интегратора 5, первый 10, второй 11 и третий 12 сумматоры, первый 13 и второй 14 корректирующие блоки, блок 15 умножения, трн блока 16 — 18 деления, второй функциональный преобразователь 9 реализует функцию

Us = ср sign q>, 4 первый корректирующий блок 13 реализует функцию коррекции

U я = Uoi > — (lei I sign c> dt, первые входы первого 10 и второго 11 сумматоров являются вторым и третьим входами задающего устройства и предназначены для подключения соответственно к датчикам ускорения н скорости электропривода, а вторые их входы соединены соответственно с выходами первого 4 и второго 5 интеграторов, выход первого сумматора 10 подключен к входу первого корректирующего блока 13 к первому входу третьего сумматора 12. Выход второго сумматора 11 соединен с вторым входом третьего сумматора 12 и первым входом второго корректирующего блока 14, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора 12.

Выход первого функционального преобразователя 8 соединен с входом «Делимое» первого блока 16 деления, вход «Делитель» которого подключен к выходу первого корректирующего блока 13 и входу «Амплитуда» второго блока 2 ограничения, третьим входом соединенным с выходом первого блока 16 деления, выход первого интегратора 4 подключен к входу «Делимое» второго блока 17 деления, вход «Делитель» которого соединен с выходом блока 15 умножения, входы которого объединены и подключены к выходу второго корректирующего блока 14, входу «Делитель» третьего блока 18 деления и входу «Амплитуда» первого блока 1 ограничения. Вход «Делимое» третьего блока 18 деления соединен с выходом второго функционального преобразователя 9, а выходы вто16 рого 17 и третьего 18 блоков деления подключены соответственно к третьему и четвертому входу первого блока 1 ограничения, второй корректирующий блок 14 реализует функцию коррекции

Uig = 1- о" 2 (в2 sign (е2+Сзе!) dt, где U>, Ue — выходные напряжения первого 8 и второго 9 функциональных преобразователей;

Uig, Uig — выходные напряжения первого

13 н второго 14 корректирующих блоков; ср ф — выходные сигналы первого 4

1 и второго 5 интеграторов;

Unarm>, (z — опорные напряжения; е, е — ошибки по скорости и ускорению соответственно;

Сз — постоянный коэффициент.

Первый 8 и второй 9 функциональные преобразователи выполнены по идентичным друг другу схемам и содержат каждый блок

19 умножения, первый вход которого непосредственно, а второй через выход вход блока 20 выделения модуля соединен с входом функционального преобразователя 8 (9). Выход блока 19 умножения соединен с выходом функционального преобразователя 8 (9).

В каждом корректирующем блоке 13 (14) первый и второй входы соответственно через релейный элемент 21 и блок 22 выделения модуля подключены к входам блока 23 умножения, выход которого через вход-выход интегратора 24 соединен с первым входом сум40 матора 25. Второй вход сумматора 25 и его выход подключены к выходу задатчика 26 и к выходу корректирующего устройства 13 (14).

Адаптивное задающее устройство системы управления электроприводом работает следующим образом.

При ступенчатом входном воздействии на выходах блоков 1 — 3 ограничения устанавливаются сигналы Ui, 3, U, амплитуды которых определяют

U (= ф акс, Ug = ((макс, 13 = ((макс, Где фчакс, ф акс, ф акс — максимально Возможные заданные значения скорости, ускорения и рывка электропривода, необходимые для оптимальной отработки заданного перемещения. Сигнал формируется блоком l огра5 ничения

U> =- — U,> signSn где Uig — напряжение, определяющее амплитуду выходного напряжения блока 1 огра1612367

5 о

Формула изобретения ничения; S — плоскость переключения блока 1.

S, = (q,— р,)+С,ф4+С,Ф= О, где rp, — заданное перемещение; р9 — выходной сигнал адаптивного задающего устройства после масштабирования масшабным л усилителем 7; Ij>lrp ==Us — выходной сигнал второго функционального преобразователя Я полученный с выходного сигнала Ip второго интегратора 5; Ci — переменный коэффициент масштабирования сигнала Us, задаваемый блоков 8 деления; р = Б4 — сигнал с выхода интегратора 4. Со — переменный коэффициент масштабирования U4, задаваемыи блоком 17 деления.

Амплитуда Ui и значения коэффициентов Ci и Сс устанавливаются в зависимости от величины напряжения U > на выходе корректирующ=го блока 14 по соотношениям

U) ==- Uie С = — — Co = вЂ”â€” (1 2U Ф Uz

Сигнал U формируется блоком 2 ограничения, имеющим плоскость переключения

Я2 = (q — ф) — C2IIplf = О, 4 Л где IqIIp = UI — сигнал на выходе функционального преобразователя 8; С2 — переменный коэффициент масштабирования сигнала U7., задаваемый блоком 16 деления. Амплитуда U2 и значение коэффициента С2 устанавливаются в зависимости от величины напряжения Uis на выходе корректирующего блока 13 по соотношениям

U2 = 1 в signS2; C2 =

2Uis

На выходе блока 3 ограничения формируется напряжение

1 з = U sIgn (р"«с — «р), где U — амплитуда напряжения блока 3 ограничения.

В корректирующем блоке 13 выходное напряжение U s формируется в ссютветствии с выражением

U f s = U2s1 — $ Is) I sIgn sI с1 с, где LI2s t — напряжение задатчнка корректирующего блока 13; е =ф — р — напряжение на выходе сумматора 10; y — сигнал с выхода датчика ускорения реального электропривода.

В корректирующем блоке 14 выходное напряжение формируется в соответствии с выражением

U is = 1- 26-2 (е2 sign (82+ Сзе1) dtó где U2s — напряжение задатчика 26; л в2 =- ф — ф — напряжение на выходе сумматора 1; ф — сигнал с выхода датчика скорости реального электропривода; Cs — постоянный коэффициент. Причем составляющая е2+Сзе реализуется сумматором !2.

30 .а5

120

При изменениях моментов инерции и сопротивления адаптация предложенного устройства осуществляется корректирующими блоками 13 и 14, изменяющими амплитуды Ui, U2 и коэффициенты Cs, Ci, С2 таким образом, чтобы скомпенсировать ошибки ei л и е2 между вычисленными ф, q> сигналами, по которым формируется rp, и сигналами ф, ср, полученными с датчиков скорости и ускорения реального электропривода.

Таким образом, устройство позволяет за счет изменения уровней ограничения Ui =—

— : ф аас, U2 =фаакг ОСУЩЕСТВИТЬ СамонаСТРОйку, а за счет изменения коэффициентов Со, Ci, C2 в плоскостях переключений первого и второго блоков ограничения — адаптацию устройства к изменениям моментов инерции и сопротивления сформировать оптимальные траектории движения электроlIp и вода .

Адаптивное задающее устройство системы управления электроприводом, содержащее последовательно соединенные три блока ограчнчення и три интегратора, выход первого интегратора соединен с вторым входом третьего блока ограничения, выход второго интегратора — с вторым входом второго блока ограничения, и выход третьего интегратора через масштабный усилитель соединен с вторым входом первого блока ограничения, первый вход которого является первым входом задающего устройства, два функциональных преобразователя, первый из которых подключен входом к выходу первого интегратора и реализует функцию

Л2 . n, 11т = ф sign q>, где U7 — выходное напряжение первого функционального преобразователя; ф — выходной сигнал первого интегратора, а второй функциональный преобразователь подключен к выходу второго интегратора, отличаюи1ееся тем, что, с целью повышения точности формирования задающих воздействий при параметрической нестационарности объекта управления и действия стохастических возмущений, оно дополнительно снабжено первым, вторым и третьим сумматорами, первым и вторым блоками коррекции, блоком умножения, и тремя блоками деления, при этом второй функциональный преобразователь реализует функцию

A - A

Us = ф sign ф. где 148 — выходное напряжение второго функ ционального преобразователя; л ф — выходнои сигнал второго инте;ратора, первый корректирующий блок реализует функцию коррекции

1612367

U g = Uoo — ) ling I sign е с11, Сост а в и тел ь Ю. В ороб ье в

1зедактор Г. Гербер скред А. Кравчук Корректор Л. Пилипенко

Заказ 3834 чраж 456 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугпская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r. Ужгород, ул. Гагарина. 10! где Ui — выходное напряжение первого корректирующего блока; в — ошибки по скорости;

11 i — опорное напряжение, первые входы первого и второго сумматоров являются вторым и третьим входами задающего устройства и предназначены для подключения соответственно к датчикам ускорения и скорости электропривода, а вторые их входы соединены соответственно с выходами первого и второго интеграторов, выход первого сумматора подключен к входу первого корректирующего блока и первому входу третьего сумматора, выход второго сумматора соединен с вторым входом третьего сумматора и первым входом второго корректирующего блока, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, ви;.од первого функционального преобразователя соединен с входом «Делимое» первого блока деления, вход «Делитель» которого подключен к выходу первого корректирующего блока и входу «Амплитуда» второго блока ограничения, третьим входом соединенного с выходом первого блока деления, выход первого интегратора подключен к входу «Делимое» второго блока деления, вход

«Делитель» которого соединен с выходом блока умножения, входы которого объединены и подключены к выходу второго корректирующего блока, входу «Делитель» третьего блока деления и входу «Амплитуда» первого блока ограничения, вход «Делимое» третьего блока деления соединен с выходом второго функционального преобразователя, а выходы второго и третьего блоков деления подключены соответственно к третьему и четвертому входам первого блока ограничения, второй корректирующий блок реализует функцию коррекции

Ui2=Uo 2 1ь2 sign (в2+)зв1) dt) где Ui — выходное напряжение второго корректирующего блока;

Uoo2 — опорное напряжение; е2 — ошибки по ускорению;

Сз — постоянный коэффициент.