Устройство для управления электроприводом

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ, содержащее последовательно соединенные эталонную модель, сумматор, звено с пропорционально-интегральной характеристикой , причем вход эталонной модели является первым входом устройства , второй вход сумматора - вторым входом устройства, а также масштабный усилитель, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повьшения помехозащищенности при сохранении высоких инвариантных свойств электропривода в условиях аддитивных и параметрических возмущений, в него введен фильтр с переменной структурой, (f) вход которого соединен с выходом звена с пропорционально-интегральной характеристикой, а выход соединен с масштабным усилителем.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ДЭ

РЕСПУБЛИК () 9) (! 1) (я)4 G 05 В 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СЗИДЕТЕХЗЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3724427/24-24 (22) 11.04.84 (46) 07..12.85. Бюл. У 45 (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) и Белорецкий ордена Трудового Красного

Знамени металлургический комбинат им. М.И. Калинина (72) fO.À. Борцов, В.А. Булавин, И.Б. Юнгер и А.Т. Филиппов (53) 62450 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 843140, кл. G 05 В 13/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 1061105, кл. G 05 В 13/02, 1982.

i(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ .ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ, содержащее последовательно соединенные эталонную модель, сумматор, звено с пропорционально-интегральной характеристикой, причем вход эталонной модели является первым входом устройства, второй вход сумматора — вторым входом устройства, а также масштабный усилитель, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ e d с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности при сохранении высоких инвариантных свойств электропривода в условиях аддитивных и параметрических возмущений, в него введен фильтр с переменной структурой, вход которого соединен с выходом звена с пропорционально-интегральной характеристикой, а выход соединен с масштабным усилителем.

119á811

ЗО

Изобретение предназначено для использования в системах электропривода постоянного тока, характеризующихся высокими требованиями к стабильности динамических свойств системы при существенно нестационарных параметрах объекта управления и исполнительного устройства.

Цель изобретения вЂ, повышение поцехозащищенности,при сохранении высоких инвариантцр1х, свойств электропривода в условиях аддитивных и параметрических возмущений.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства для управления электроприводом, на фиг.2— принципиальная схема устройства для управления электроприводом ; на фиг. 3 — диаграммы динамических процессов в электроприводе при отработке возмущения.

Устройство содержит эталонную модель 1, сумматор 2, звено 3 с пропорционально-интегральной ха.рактеристикой, масштабный усилитель

4 и фильтр 5 с переменной структурой.

Устройство для управления электроприводом работает следующим образом, Задающий сигнал подается на первый вход устройства. Одновременно на второй вход устройства подается сигнал с выхода датчика частоты вра. щения двигателя. При совпадении динамических свойств системы электропривода и эталонной модели сигналы, поступающие на первый и второй входы сумматора, равны и противоположны по знаку. Поэтому на выходе сумматора 2 среднее значение сигнала равно нулю. Кроме этого, так как с датчика частоты вращения поступает на второй вход сумматора 2 вместе с полезным сигналом еще и помеха, она присутствует на выходе сумматора 2 и на выходе звена 3 с пропорционально-интегральной характеристикой, Однако зта помеха не проходит через фильтр 5 с переменной структурой.

Наличие диода с его вольт-амперной характеристикой в фильтре переменной структуры устанавливает такую зону нечувствительности Оз величина которой больше, чем величина помехи 1щ„ (фиг. Зц). Поэтому помеха не проходит через фильтр с переменной структурой. Зона нечувствительности практически определяет зону заданной точности стабилизации системой электропривода частоты вращения двигателя.

Функционирование полной схемы фильтра с переменной структурой показано на фиг.33 .

Предположим, что вследствие каких-либо причин (например, аддитивных или параметрических возмущений) динамические свойства системы электропривода и эталонной модели 1 перестали совпадать. При этом на выходе сумматора 2, а затем и звена 3 с пропорционально-интегральной характеристикой появляется динамически обработанный разностный сигнал ошибки, величина которого больше, чем зона нечувствительности, и поэтому этот сигнал ошибки проходит через фильтр 5, усиливается масштабным усилителем 4, поступает на выход устройства, на вход регулятора скорости (в систему управления электропривода).

Система начинает обрабатывать данный сигнал. В результате наступает момент времени, когда сигнал ошибки начинает уменьшаться.

Этот момент характеризуется тем, что в фильтре переменной структуры изменяется постоянная времени с малой величины (постоянная времени заряда емкости) на значитель но большую величину (постоянная времени разряда емкости), так как заряд емкости происходит с выхода усилителя через диод, представляющий собой сопротивление малой величины, а разряды через диод осуществиться не могут, а идут по входной цепи сумматора с большим входным . сопротивлением. В результате сигнал с выхода фильтра существенно отстает от действительного сигнала ошибки. Это приводит к тому, что в системе ошибка отрабатывается не до величины, равной границе зоны, а до любой заданной величины внутри зоны. Изменяя постоянную времени фильтра 1, можно получить различное перерегулирование кривой частоты вращения двигателя при отработке возмущения, т.е.-чем больше

1 тем больше перерегулирование.

Таким образом, фильтр с .переменной структурой исключает проЧостаота браЯВмиа Риг. Ю

Составитель П. Кудрявцев

Редактор В. Петраш Техред О,Ващишина Корректор А. Тяско

Заказ 7562/45 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 хождение помехи на выход устройст.ва путем создания зоны нечувстви-. тельности (зоны заданной точности стабилизации координаты частоты вра щения двигателя), которая больше чем уровень помех, а также служит для перевода координаты частоты вращения двигателя в требуемое положение внутри зоны заданной точности после отработки системой электропривода возмущающих сигналов

1196811 4 динамической ошибки между сигналом эталонной модели и фактической частотой вращения двигателя.

Часть блоков устройства реализована на микросхемах операционных усилителей, включенных по стандартной схеме. Эталонная модель 1 реализована в виде апериодического sac на, фильтр с переменной структу- !

О рой — с помощью пассивных элементов.