Следящий вентильный электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является улучшение качества регулирования за счет компенсационного уменьшения динамической погрешности слежения. Следящий вентильный электропривод содержит моментный вентильный электродвигатель 1, датчики положения ротора 3 и частоты вращения 4, блок 6 управления. Последний содержит блок 18 памяти с узлом 19 управления, сумматоры 13 и 14, аналого-цифровые преобразователи 15, 16 и цифроаналоговый преобразователь 17, При совершении ротором полного оборота угол положения ротора в цифровой форме принимает то же самое значение. При этом в период времени , когда сигналы WE и CS с третьего и второго выходов узла 19 управления равны нулю, в блок 18 памяти по адресу А записывается новое значение электромагнитного момента. Таким образом, из блока 18 памяти периодически корректируется значение момента, которое в последующий такт считывается . Тем самым улучшается качество регулирования за счет компенсационного уменьшения динамической погрешности слежения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.. Ж 1686686 А1 (я)л Н 02 Р 6/02

ГОСУДАР СТВ Е ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Г .;,,;.,;;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,.::.: .: вл

L у *.1 1 à l LHA

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4641658/07 (22) 17.11.88 (46) 23.10.91. Бюл, М 39 (71) Казанский авиационный, институт им. А,Н.Туполева (72) А.Ю.Афанасьев (53) 621.313,382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1345292, кл, Н 02 К 29/06, 1986.

Афанасьев А,Ю, Об оптимальном проектировании моментных двигателей для систем оптимального управления. — В сб.:

Оптимизация процессов в авиационной технике. Казань, КАИ, 1982, с. 5 — 10, (54) СЛЕДЯЩИЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является улучшение качества регулирования за счет компенсационного уменьшения динамической погрешности слежения, Следящий вентильный электропривод содержит моментный вентильный электродвигатель 1, датчики положения ротора 3 и частоты вращения 4, блок 6 управления. Последний содержит блок 18 памяти с узлом 19 управления, сумматоры 13 и 14, аналого-цифровые преобразователи 15, 16 и цифроаналоговый преобразователь 17, При совершении ротором полного оборота угол положения ротора в цифровой форме принимает то же самое значение. При этом в период времени, когда сигналы WE u CS с третьего и второго выходов узла 19 управления равны нулю, в блок 18 памяти по адресу А записывается новое значение электромагнитного момента. Таким образом, из блока 18 памяти периодически корректируется значение момента, которое в последующий такт считывается. Тем самым улучшается качество регулирования за счет компенсационного уменьшения динамической погрешности слежения. 3 ил.

1686686

Изобретение относится к электротехнике, в частности к следящему электроприводу с моментными вентильными электродвига= тел ями, Целью изобретения является улучшение качества регулирования за счет компенсационного уменьшения динамической погрешности слежения, На фиг, 1 представлена функциональная схема следящего вентильного электропривода; на фиг, 2 — вариант принципиальной схемы узла управления блоком памяти; на фиг, 3 — временные диаграммы, поясняющие работу блока памяти с узлом управления.

Следящий вентильный электропривод (фиг, 1) содержит моментный вентильный электродвигатель 1 с входом 2 управления по моменту, вал которого механически связан с датчиком 3 положения ротора, датчиком 4 частоты вращения и объектом 5 управления, а также блок 6управл :.ния, первый и второй входы 7 и 8 которого предназначены для подключения к задатчикам частоты вращения и угла поворота, третий и четвертый входы 9 и 10 подключены к выходам датчика 3 положения ротора и датчика

4 частоты вращения, а выход 11 соединен с входом 2 управления по моменту моментного вентильного электродвигателя.

Блок 6управления выполнен в виде узла

12 сравнения, четырехвходового сумматора

13, двухвходового сумматора 14, двух аналого-цифровых преобразователей 15 и 16, цифроаналогового преобразователя 17 с основным и синхронизирующим входами и блок 18 памяти с узлом 19 управления с двумя входами 20 и 21, основным и дополнительным синхронизирующим выходами

22 и 23.

Первый и четвертый входы 7 и 10 блока

6 управления образованы первым и вторым входами 24 и 25 узла !2 сравнения. Второй и третий входы 8 и 9 блока 6 управления образованы соответственно первым и вторым входами 26 и 27 четырехвходового сумматора 13, выход 28 которого является выходом 11 блока 6 управления, Третий вход 29 четырехвходового сумматора 13 подключен к выходу 30 узла 12 сравнения, а четвертый вход 31 подключен к выходу цифроаналогового преобразователя 17, основной вход которого подключен к выходу 22 блока 18 памяти с узлом 19 управления, а синхронизирующий вход подключен к дополнительному синхронизирующему выходу 23 блока 18 памяти, первый вход 20 которого через первый аналого-цифровой преобразователь 15 объединен с третьим входом 9 блока 6 управления, а второй вход 21 подключен через второй аналого-цифровой преобразователь 16 к выходу 32 двухвходового сумматора 14, основной вход 33 которого подключен к вы5 ходу 28 четырехвходового сумматора 13, а дифференцирующий вход 34 подключен к выходу 30 узла 12 сравнения, Узел 19 управления (фиг, 2) блоком 18 памяти выполнен в виде генератора 35 им10 пульсов, счетчика 36 импульсов с тремя разрядами, дешифратора 37 с восемью выходами, двух логических инверторов 38 и 39, логического элемента ИЛИ 40 и регистра 41, 15 Выход генератора 35 импульсов подключен к входу счетчика 36 импульсов, трехразрядный выход которого подключен к входу дешифратора 37, а выход старшего разряда подключен к входу второго логиче20 ского инвертора 39.

Первый выход дешифратора 37 подклю- чен к входу синхронизации регистра и первому входу логического элемента ИЛИ 40, к трем другим входам которого подключены

25 соответственно четвертый, пятый и восьмой выходы дешифратора 37, второй выход которого подключен к входу первого логического инвертора 38.

Вход данных регистра 41 образует вход

30 20 блока 18 памяти с узлом 19 управления, Выход первого логического инвертора 38 образует дополнительный синхронизирующий выход блока 18 памяти с узлом 19 управления.

35 Выход регистра 41, выход логического элемента ИЛИ 40 и выход логического инвертора 39 образуют соответственно выходы адреса (A), управления (С$) и режима (В/Е) работы и подключены к аналогичным

40 входам блока 18 памяти.

Следящий вентильный электропривод работает следующим образом.

Датчик 3 положения ротора вырабатывает сигнал а- угол поворота ротора момен45 тного электродвигателя 1. Сигнал а поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 15, на выходе которого формируется сигнал а (фиг, 3, а), поступающий на вход 20 узла управления, На одном его

50 выходе вырабатывается цифровой код — адрес А (фиг. 3, б), поступающий на адресный вход блока 18 памяти.

В период времени, когда на третьем выходе узла 19 управления сигнал WE режима

55 работы, поступающий на третий вход блока

18 памяти, равен единице (фиг. 3, д), а на втором выходе узла 19 управления сигнал

CS управления, поступающий на второй вход блока 18 памяти, равен нулю, на выход

1686686

25 поступает значение M электромагнитного момента, поступающее на вход данных цифроаналогового преобразователя 17. Когда на синхронизирующем выходе узла 19 управления сигнал синхронизации С, поступающий на вход синхронизации цифроаналогового преобразователя 17, равен нулю (фиг, 3, г), значение М в аналоговой форме поступает на четвертый вход 31 сумматора 13. На его первый и второй входы

26 и 27 поступают сигналы со — входное воздействие элактропривода и а — угол поворота ротора моментнаго злектродвигате,я 1. С выхода датчик" 4 частоты вращения сигнал и поступает на второй вход узла l2 сравнения, на первый вход которого поступает производная задающего воздействия йЪ, т,е. требуемая частота вращения йЬ =

=б !dt. Разность частотами-ю поступает на третий вход 29 сумматора 13, на выходе

28 которого форми2оуется сигнал

МоМ+ („(о )+2„(о поступающий на вход управления по моменту моментного электродвигателя t. Он развивает электромагнитный момент, обеспечивающий слежение за входным воздействитем ao(t), Разность и, — co поступает на дифференцирующий вход двухвходового сумматора 14, на выходе которого формируется сигнал

M =М + l,(е, — я).

Б период времени, когда сигналы M/Å и

CS с третьего и второго выходов узла 19 управления равны нулю, в блок 18 памяти по тому же адресу А записывается новое значение электромагнитного момента Я.

При совершении ротором полного оборота угол а в цифровой форме примет то же самое значение, а из блока 18 памяти по адресу А будет считано скорректированное значение М, после чего значение М будет снова скорректировано, и т.д.

Дифференциальное уравнение возмущенного движения электропривода имеет вид

2 ( 2 г

+2а(в,— в))+М вЂ” Мс(а) =

=M — M,(а) нг.возмущенное движение, т.е. движение о® = ao(t), аф) = в,(t), описывается уравнением

02я, ), = М - М,. (а ), (2)

d t22 где а, и — угол поворота и частота вращения ротора электродвигателя; ао, а — входные воздеиствия по углу и частоте вращения, 30

55 в, = ба o/dt; l — суммарный момент инерции подвижных частей электропривода; d =

=1/Ч 4 — константа: il — весовой коэффициент, определяющий соотношение между среднеквадратическими значениями ошибки слежения и углового ускорения; М, М старое и новое значения момента, записанные в блоке 18 памяти; Mc(a) — статический момент нагрузки, созданный объектом 5 управления, опорами электродвигателя 1 и д "иков 3 и 4

Вычитая почленно из равенства (2) равенство {1), получаем ,г. о1откуда

M = M + i- -(и, — m). о. d

dt (3)

Операции, входящие в формулу (3), выполняются узлом 12 сравнения и двухвходовым сумматором 14, Таким образом улучшается качество регулирования эа счет компенсационного уменьшения динамической погрешности слежения, Формула изобретения

Следящий вентильный электропривод, содержа.ций моментный вентильный электродвигатель с входом управления по моменту, вал которого механически связан с датчиком положения ротора, датчиком частоты вращения и объектом управления, блок упоавления, первый и второй входы которого предназначены для подключения к задатчикам частоты вращения и угла поворота ротора, третий и четвертый входы подключены к выходам датчика положения ротора и датчика частоты вращения, а выход блока управления соединен с входом управления по моменту моментного вентильного электродвигателя, о т л и ч.а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества регулирования эа счет компенсационного уменьшения динамической погрешности с. ежения, блок управления выполнен в ви;.е узла сравнения, четырехвходового сумматора, двухвходового сумматора, двух аналого-цифровых преобразователей, цифроаналогового преобразователя с основным и синхронизирующим входами и блока памяти с узлом управления с двумя входами и основным и дополнительным синхрониэирующим выходами, первый и четвертый входы блока управления образованы соответственно первым и вторым входами узла сравнения, второй и третий входы блока управления образованы соответственно первым и вторым входами четырехвходового сумматора, 1686686

Фиг.2 выход которого является выходом блока управления, третий вход четырехвходового сумматора подключен к выходу узла сравнения, а четвертый вход подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, основной вход которого подключен к выходу блока памяти с узлом управления, а его синхронизирующий вход подключен к дополнительному синхронизирующему выходу блока памяти с узлом управления, первый вход которого подключен к выходу первого аналого-цифрового преобразователя, вход которого объединен с вторым входом четырехвходового сумматора, а второй вход блока памяти с узлом управления под5 ключен к выходу второго аналого-цифрового преобразователя, вход которого подключен к выходу двухвходового сумма-тора, основной вход которого подключен к выходу четырехвходового сумматора, а диф10 ференцирующий вход двухвходового сумматора подключен к выходу узла сравнения.

1686686

О

Редактор М. Янкович

Заказ 3610 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ф д

1 о

Составитель М. Сон

Техред М.Моргентал Корректор М. Шароши