Электропривод с упругой связью

 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение для регулирования скорости электродвигателей. Целью изобретения является упрощение электропривода. В электроприводе ко входу суммирующего усилителя 6, включенного в цепь управления преобразователя 4, подключена обратная связь. Сигнал обратной связи вырабатывается с помощью блока, образованного измерителем 8 ошибки, релейным элементом 9, масштабирующим сумматором 12, интегратором 13 и фильтрами 10 и 14. Изобретение позволяет простыми средствами определить недоступные непосредственному измерению параметры электропривода. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU,,1543521

А1 (51) 5 Н 02 Р 5!06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

-Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 41 78867/24-07 (22) 09,01.87 (46) 15.02.90. Бюл. Р 6 (72) l0.À. Борцов, В.Б. Второв, Г. С. Зеленков, И.Д. Полях ов, В.В. Путов и A° . В. Яковлев (53) 62-83: 6211. 314. 5 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 941923,кл. С 05 В 11/07, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1120283, кл. С 05 В 13/00, 1982. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД С УПРУГОЙ СВЯЗЫО (57) Изобретение относится к электротехнике и может найти применение для регулирования скорости электродвигателей. Целью изобретения является упрощение электропривода. В электроприводе к входу суммирующего усилителя 6, включенного в цепь управления преобразователя 4, подключена обратная связь. Сигнал обратной связи вырабатывается с помощью блока, образованного измерителем S ошибки, релейным элементом 9, маситабирующим сумматором !2, интегратором 13 и фильтрами 10 и 14. Изобретение позволяет простыми средствами определить недоступные непосредственному измерению параметры электропривода. 1 ил .

1543521

Изобретение относится к электро, ехнике и может быть использовано для управления электроприводами упругих объектов, переменные которого, в

Частности упругий момент, не доступ5 йы измерению с помощью датчиков, наПример рабочими механизмами роботов, металлорежущих станков, бортовых радиолокационных станций и т.п.

Цель изобретения — упрощение электропривода.

На чертеже изображена схема элекропривода.

Электропривод с упругой связью одержит электродвигатель 1 постоянного тока, соединенный через упругую передачу 2 с рабочим механизмом 3 и подключенный к выходу управляемого реобразователя 4, в цепь управле ия которого включены последовательно оединенные задатчик 5 скорости и уммирующий усилитель 6, второй вход которого соединен с выходом датчика скорости, а также последовательно оединенные измеритель 8 ошибки,перый вход которого соединен с выходом атчика 7 скорости, релейный элемент и фильтр 10 низких частот. Элекропривод, кроме того, содержит поседовательно соединенные датчик 11

30 ока якоря электродвигателя, масштаирующий сумматор 12 и интегратор 13, также фильтр 14 высоких частот,при . том выход интегратора 13 подключен

М второму входу измерителя 8 ошибки, фильтр 14 высоких частот включен межitу выходом фильтра 10 низких частот и третьим входом суммирующего усилителя 6, второй вход масштабирующего сумматора 12 соединен с выходом релей40

Його элемента 9, а к его третьему входу .подключен выход измерителя 8

6шибки.

Задатчик 5 скорости может быть

1)еализован с помощью регулируемого резистора, суммирующий усилитель 6 и измеритель 8 ошибки выполнены на операционных усилителях (ОУ) с резистивными обратными связями, релейный 50 элемент 9 выполнен на ОУ с большим усилением и диодным ограничением выходного сигнала, интегратор 13 выполНен на ОУ с емкостной обратной

c,âÿçüâ, а масштабирующий сумматор

1Π— на его резистивных входах, фильт ры 10 и 14 соответственно низких и высоких частот выполнены на входных

RC-цепях ОУ, управляемый преобразова45 тель 4 является реверсивным тиристорным преобразователем типового исполнения, датчик 11 тока — типовой шунт, включаемый в цепи преобразователя

Р электродвигатель 1 и датчик 7 скорости — типовые электрические машины постоянного тока, упругая передача и рабочий механизм представляют собой

У например, редукторный механизм степени подвижности электромеханического манипулятора или антенной установки.

Электропривод работает следующим образом.

Задатчик 5 скорости вырабатывает командный сигнал, например скачок напряжения, и приводит н движение электродвигатель, скорость которого начинает изменяться, например возрастать. Одновременно с началом движения возбуждаются процессы в цепи, состоящей из датчика 11 тока, масштабирующего сумматора 12 и интегратора 13. Сигнал, подаваемый с датчика 11 тока на интегратор 13 через масштабирующий сумматор 12, отмасштабирован так, что на выходе интегратора 13 напряжение изменяется, например возрастает, согласованно с напряжением датчика 7 скорости, т.е. указанная цепь представляет собой модель собственно электродвигателя (блоки

1 и 7), а обратная связь по разности скоростей, вычисляемой измерителем

8 ошибки и замыкаемой на вход масштабирующего сумматора 12, образует устойчивый быстродействующий контур, обеспечивающий согласование оценки интегратора 13 с идеальной скоростью электродвигателя, невозмущаемого со стороны упругого объекта и нагрузки

3, при неодинаковых начальных условиях движения электродвигателя 1 и его модели. Таким образом, контур, образованный блоками 8, 12 и 13 и возбуждаемый со стороны датчиков 11 и 7 тока и скорости соответственно, выполнен по известной структуре линейного стационарного идентификатора, вырабатывающей на выходе интегратора оценку идеальной скорости электродвигателя, невозмущаемого со стороны объекта.

При дальнейшей передаче движения от электропривода рабочему механизму

3 через упругую передачу 2 в упругом объекте 2, 3 возбуждаются резонансные .колебания, которые ввиду неоднонаправленных устройств упругой передачи пе35

1 5435 редаются»братно на ротор электродвигателя, н таким образом к электроприводу прикладываются возмущающие воздействия в виде быстро изменяющего5 ся упругого момента, а также постоянного или медленно изменяющегося момента нагрузки, Под действием этих возмущений реальная скорость электродвигателя отклоняется от оценки его идеальной скорости, вырабатываемой интегратором 13, на вход которого через масштабирующий сумматор 12 от датчика 11 тока не поступает информаUHH o возмущениях, Под влиянием 3ToI o 15 отклонения возникает рассогласование в измерителе 8 ошибки и возбуждаются процессы в контуре, образованном измерителем 8, релейным элементом 9, масштабируюшим сумматором 12 и интег- 20 ратором 13, замкнутым на вход измерителя 8 ошибки, В этом контуре обеспечены условия возникновения и существования скользящего режима, в процессе которого осуществляется принудительное 25 согласование оценок интегратора 13 с реальной скоростью двигателя, возмущаемого упругич и нагрузочным моментами. При этом очевидно, что сигнал с выхода релейного элемента 9, согласовывающего движение идеальной модели невозмущенного электродвигателя с его реальным возмущенным движением„ содержит информацию о возмущениях, поэтому усредненный фильтром 10 низких частот сигнал релейного элемента 9 пропорционален оценке суммарного возмущения в виде упругого момента нагрузки, фильтр 14 высоких частот рассчитан так, что подавляет медленно меняющийся сигнал оценки момента

40 нагрузки и выделяет оценку упругого момента, которая в виде сигнала отрицательной обратной связи с заданным усилением поступает на вход суммирующего усилителя 6 и через pery45 лируемый электропривод воздействует на упругий объект, принудительно подавляя его упругие колебания низшей частоты. При этом за счет обрат50 ной связи по оценке упругого момента можно обеспечить быстродействующее неколебательное движение упругого объекта с полосой пропускания,достигающей и даже несколько (в 1,52 раза) перекрывающей частоту низшего резонанса.

21

Работоспособность рассматриваемой системы управления сохраняется при изменении параметров упругого объекта и влияния его нелинейностей, например зазора. Это следует из того, что в устройстве оценки упругого момента, состоящем из блоков 8-14 с соответс гвующими связями, не имеется информации о значениях параметров и характеристиках упругого объекта. Для обеспечения работоспособности устройства необходимо знать только оценки максимальных параметрических и нелинейных рассогласований объекта, которые используются при расчете контура с релейным элементом и глубины обратной связи по оценке упругого момента. Таким образом, изобретение обеспечивает заданные качества управления нелинейным и нестационарным упругим объектом при простой структуре системы управления. формул а изобретения

Электропривод с упругой связью, содержащий электродвигатель постоянного тока, соединенный через упругую передачу с рабочим механизмом и подключенный к выходу управляемого преобразователя, в цепь управления которого включены последовательно соединенные задатчик скорости и суммирующий усилитель, второй вход которого соединен с выходом датчика скорос ги, а также последовательно соединенные измеритель ошибки, первый вход которогo соединен с вьгходом датчика скорости, релейный элемент и фильтр низких частот, о т л и ч а ю щ и йс я re>>, что, с целью упрощения электропривода, в него введены последовательно соединенные датчик тока якоря электродвигателя, масштабирующий сумматор и интегратор, а также фильтр высоких частот, при этом выход интегратора подключен к второму входу измерителя ошибки, фильтр высоких частот включен между выходом фильтра низких ч LcTOT и третьим входом суммирующего усилителя, второй вход >>асщтабирующего сумматора соединен с выходом релейного элемента, а к его третьему входу подключен выход измерителя ошибки.