Адаптивный следящий электропривод

Адаптивный следящий электропривод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к управлению электроприводами Цель изобретения - упрощение электропривода и повышение качества. Электропривод содержит элементы 1, 3, 6, 21 сравнения , регуляторы положения 2, -скорости 4, тока 8, нелинейный элемент 5, блоки 7, .15, 17, 22, 24 умножения, усилитель 9 мощности, двигатель 10 с датчиками тока 11, скорости 12, положения 13, дифференцирующее звено 14, интеграторы 16, 23, блок 18 деления , сумматор 19, апериодическое звено 20. 1 ил о о «

СОЮЗ СОЮЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК р1)у О 05 В 11/01

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГИЛЬСТВУ

36ИБ фБПВ->

gü.!BfiH

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР (21) 4661976/24 (22) 10.03,89 (46) 07.05.91. Бюл, Р 17 (71) Днепропетровский горный институт им. Артема (72) С,М.Довгань, H.Н.Казачковский и А.А,Иусиенко (53) 62-50(088,8) 56) Авторское свидетельство СССР

В 1004964, кл. С 05 В 11/01, 1984.

Авторское свидетельство СССР В 1500991, кл. G 05 В 11/01, 1988..

„„SU„„1647513 А 1

2 (54) АДАПТИВНЫЙ СЛЕДЯЩИЙ ЗЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к управлению электроприводами. Цель изобретения — упрощение злектропривода и повышение качества, Электропривод содержит элементы 1, 3, 6, 21 сравнения, регуляторы положения 2, скорости 4, тока 8, нелинейный элемент 5, блоки 7,,15, 17, 22, 24 умножения, 1 .усилитель 9 мощности, двигатель 10 с датчиками тока 11, скорости 12, положения 13, дифференцирующее звено

14, интеграторы 16, 23, блок 18 де,ления,. сумматор 19 ° апериодическое звено 20. 1 ил.

3 1647513 4

Изобретение относится к области управления электроприводами, Цель изобретения - упрощение электропривода и повьппение качества, 5

На чертеже приведена блок-схема электропривода.

Адаптивный следящий электропривод состоит из первого элемента 1 сравнения, регулятора 2 положения, второ- 10 го элемента 3 сравнения, масштабного блока 4, нелинейного элемента 5, третьего элемента 6 сравнения, первого блока 7 умножения, регулятора 8 тока, усилителя 9 мощности, двигате- 15 ля 10 с датчиками тока 11, скорости

12, положения 13, дифференцирующего звена 14, второго блока 15 умножения, первого интегратора 16, третьего блока 17 умножения, блока 18 деления, сумматора 19, апериодического звена

20, четвертого элемента 21 сравнения, четвертого блока 22 умножения, второго интегратора 23, пятого блока 24 умножения. Блоки 15-24 образуют наблю45 датель 25 параметров объекта управления, блоки 7 и 8 — адаптивный регулятор 26 ускорения, а масштабный блок 4 выполняет функции регулятора скорости.

Регулятор скорости должен иметь коэффициент передачи

К

Pñ Кта Тт где J ; момент инерции;

K коэффициент передачи контура тока; а — коэффициент пропорциональС

НОСТИ) Т вЂ” постоянная времени контура т тока, а сигнал на входе регулятора тока

40 имеет вид

Ьх Сд ykтастт СВФК т

СР К,асТт т где СΠ— ошибка по скорости;

G3 — скорость электропривода;

P — - магнитный поток электродвигателя;

С вЂ” постоянный коэффициент.

Из последнего выражения следует, что для обеспечения инвариантности

S5 электропривода к величине статического момента и параметра J/Сф)вход— ной сигнал регулятора тока должен формироваться как разность между заданием на ускорение и текущим ускорением, умноженная на оценку параметра )/Cg(P

В электроприводе задание на ускорение, пропорциональное ошибке по скорости, поступает на суммирующий вход элемента 6 сравнения, а текущее ускорение — на вычитающий вход этого элемента сравнения с выхода дифференцирующего звена 14. Разность всех этих сигналов с выхода элемента 6 сравнения умножается в блоке

7 умножения на оценку параметра J/Cgl, а произведение подается на вход регулятора 8 тока.

Электропривод работает следующим образом.

При возникновении ошибки по положению регулятор 2 положения вырабатывает задание на скорость, пропорциональное этой ошибке, На выходе регулятора 4 скорости формируется сигнал задания на ускорение, пропорциональный ошибке по скорости, так как коэффициент передачи регулятора скорости имеет вид

Т9

К

Рс а .Тт где Т вЂ” постоянная времени дифферен9 цирующего звена 14. !

В случае превьппения заданием на ускорение допустимой величины нелинейный элемент 5 ограничивает его на уровне Я„„ (величины максимально допустимого ускорения), обеспечивая равноускоренное или равнозамедленное движение, На выходе дифференцирующего звена 14 формируется сигнал, пропор- циональный текущему ускорению электропривода, а на выходе элемента 6 сравнения — ошибка по ускорению, Наблюдатель параметров объекта управления предназначен для определения текущего значения параметра J/Сф..

На выходе апериодического звена

20 формируется оценка скорости

Ь(р) 1(р)+а (р)Я(р)

03 (р) = ф У: а на выходах интеграторов 16 и 23 соответственно оценки параметров объекта управления а (р) = — ()(р) (У (р)-Я (р)) ) л, (1 Г

Л

P, где x — ток элекчропривода; и P — нонстаннъ, обратные посто- б янным интегрирования интеграторов 16 и 23;

9 — постояиная времени апериодического звена 20.

При увеличении (уменьшении) параметра J/C gP уменьшается (увеличивается) скорость электропривода, а на выходе элемента 21 сравнения появляется отрицательный (положительный) сигнал рассогласования. Это приводит ! 5. к появлению отрицательных (положительных) на входах блоков 17 и 24 умножения и интеграторов 16 и 23, Сигналы на выходах интеграторов 16 и

23 уменьшаются (увеличиваются), уменьшая (увеличивая) сигналы на выходах блоков 15 и 22 умножения, сумматора 19 и апериодического звена 20.

К тому моменту, когда оценка скорости на выходе апериодического звена 20 сравняется с действительной текущей скоростью, на выходе интегратора 23 установится новое, меньшее (большее) значение оценки параметра

J/С Э, поступающее на вход делителя

30 блока 18 деления, На вход делимого этого блока подается неизменный сигнал (например, равный единице в соответствующем масштабе). Поэтому выходной сигнал блока 18 деления об- 35 ратно пропорционален сигналу на входе делителя.

Сигнал, поступающий с выхода блока 18 деления на вход блока 7 умножения, становится больше (меньше), 40 чем до начала изменения параметра

J/С Ф, соответствуя его новому значению. Сигнал на выходе блока 7 умножения увеличивается (уменьшается), приводя к увеличению (уменьшению) 45 приложенного к двигателю напряжения и восстановлению прежнего уровня скорости. Коэффициент передачи замкнутого контура ускорения благодаря введению в него адаптнрующего сигнала с выхода наблюдателя 25 остается неизменным, что обеспечивает неизменное качество слежения при изменении момента инерции или магнитного потока двигателя.

55 дом масштабного блока, а выход — с суммирующим входом третьего элемента сравнения, выход первого блока умножения соединен с входом регулятора тока, а первый вход — с выходом третьего элемента сравнения, вход дифференцирующего звена подключен к выходу датчика скорости, а выход — к вычитающему входу третьего элемента сравнения, Формула изобретения ддаитивный следящий электропривод, содержащий последовательно соединени

13 6 ные первый элемент сравнения, регулятор положения, второй элемент сравнения, масштабный блок, а также последовательно соединенные регулятор тока, усилитель мощности, двигатель, а также первый блок умножения, третий и четвертый элементы сравнения, датчики тока, скорости и положения, второй, третий, четвертый и пятый блоки умножения, первый и второй интеграторы, сумматор, апериодическое звено, блок деления, причем выходы датчиков положения и скорости соединены с вычитающими входами первого и второго элементов сравнения соответственно, выход датчика тока соединен с первыми входами четвертого и пятого блоков умножения, второй вход пятого блока умножения соединен с выходом четвертого элемента сравнения и вторым входом третьего блока умножения, выход которого через первый интегратор соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход которого подключен к выходу датчика скорости, суммирующему входу четвертого элемента сравнения и первому входу третьего блока умножения, а выход второго блока умножения соединен с первым входом сумматора, вы- ход которого через апериодическое звено подключен к вычитающему входу четвертого элемента сравнения, а второй вход сумматора соединен с выходом четвертого блока умножения, второй вход которого через второй интегратор соединен с выходом пятого блока умножения, а также непосредственно— с входом делителя блока деления, на вход делимого которого подана единица, а выход соединен с вторым входом первого блока умножения, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения электропривода и повышения качества, введены нелинейный элемент типа насыщение и дифференцирующее звено, причем вход нелчнейного элемента типа насыщение соецинен с выхо