Ситсема для стабилизации скорости вращения вала двигателя

 

О П И С А Н И Е пщ 588608

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 412595 (22) Заявлено 24.05.76 (21) 2363663/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.01.78. Бюллетень № 2 (45) Дата опубликования описания 06.02.78 i (51) М. Кл. Н 02Р 5,/06 и 05Р 13/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621,313.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. П. Рязанов и С. Д, Сафонов

Смоленский филиал Московского ордена Ленина энергетического института (71) Заявитель (54) СИСТЕМА ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ

ВРАЩЕНИЯ ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к области регулирования скорости, а именно к области регулирования угловой скорости двигателя постоянного тока.

По авторскому свидетельству № 412595 известна система стабилизации скорости вращения вала двигателя, содержащая последовательно соединенные время-импульсный преобразователь, сравнивающее устройство, управляющее устройство с блоком интегрирования, усилитель и двигатель, вал которого связан с импульсным датчиком скорости, соединенным через триггер с входами время-импульсного преобразователя и сравнивающего устройства.

Известная система не обеспечивает стабилизации показателей качества регулирования в широком диапазоне изменения заданных значений скорости из-за наличия зависимости условия устойчивой работы от величины предела регулирования.

Цель изобретения — стабилизация,показателей качества процесса управления в широком диапазоне изменения заданных значений скорости. Для этого предлагаемая система содержит корректирующую связь, включающую устройство коррекции коэффициента усиления, пропорционального аналоговому задающему сигналу, причем вход устройства коррекции соединен с аналоговым входом времяимпульсного преобразователя, à выход подключен к дополнительному входу усилителя.

В целя. . повышения быстродействия в систему введена вторая связь, содержащая блок дифференцирования, задатчик времени и ключ. Причем ключ, включенный между сравнивающим устройством и блоком интегрирования, входящим в состав управляющего устройства, управляющим входом подключен к

10 выходу задатчика времени, вход которого через блок дифференцирования связан с аналоговым входом время-импульсного преобразователя.

На фпг. 1 изображена функциональная

15 блок-схема предлагаемой системы; на фиг, 2 показаны временные диаграммы ее работы.

Система содержит время-импульсный преобразователь 1, триггер 2, сравнивающее устройство 3, блок интегрирования 4, импульс20 ный датчик скорости 5, усилитель 6, двигатель

7, устройство коррекции 8, ключ 9, блок дифференцирования 10 и задатчпк времени 11.

Действующие в схеме сигналы обозначены следующим образом: Уо — аналоговое задание

25 системы, Ui — импульсное задание системы, U> — импульсный сигнал обратной связи, U3 — импульсная ошибка регулирования, U., — выходное напряжение блока интегрирования 4, Уо — импульсный сигнал датчика скорости 5, /е — аналоговое управляющее на588608

15

30 пряжение двигателя 7, о — скорость вращения вала двигателя.

Благодаря введению устройства коррекции

8 коэффициента усиления усилителя 6, включенного между аналоговым входом время-импульсного преобразователя 1 и дополнительным входом усилителя 6, система приобретает дополнительные возможности улучшения качества регулирования. 11о окончании переходного процесса выполняется условие

0 1К 2 40 (1) где К4 — коэффициент передачи двигателя 7, К2 — коэффициент усиления усилителя 6, U»o — установившееся напряжение блока интегрирования 4.

Если требуется обеспечить пропорциональность между»о0 и Uo, т. е.

0 0 — К 0 70 (2) где Кз — коэффициент пропорциональности, при пропорциональной зависимости величины

К2 от Uo, т. е.

К2 К» 01 (3) то с помощью формул (1 — 3) можно найти такое значение коэффициента передачи К4 устройства коррекции 8

Кз (4) К1 которое обеспечивает в установившемся режиме вращение вала двигателя 7 с любой из требуемого диапазона скоростью»оо за счет изменения коэффициента К2 усиления усилителя 6 при неизменном значении U»o. Между тем в переходном процессе, вызванном изменением в момент времени 4 задания Uo, напряжение U» сначала уходит от старого установившегося значения U»0, а затем снова к нему (как к новому установившемуся значению) возвращается. Временные диаграммы соответствующего режима изображены на фиг. 2 сплошными линиями.

Колебания напряжения U» вызывают колебания напряжения Uo на выходе усилителя 6, коэффициент у.силения К2 которого в момент времени 4 меняет свое значение с меньшего на больший. Колебания напряжения Vo вызывают колебания скорости о, обеспечивая неудовлетворительные показатели качества регулирования.

Для повышения быстродействия системы и обеспечения плавного (без перерегулирования) изменения скорости а в переходном режиме целесообразно на время Т1 протекания

5i) переходного процесса в двигателе 7 разомкнуть контур управления, не давая возможности изменяться напряжению U» на выходе интегратора 4. Это достигается введением дополнительной функциональной связи, содержащей узлы 9, 10 и l l. Временные диаграммы скорректированной подобным образом системы изображены на фиг. 2 штриховыми линиями.

Если в момент времени to скачком изменяется задание на регулирование .Uo, то скачком изменяется коэффициент усиления К2 усилителя 6 и его выходное напряжение Uo (or уровня К21 и соответствующего ему Uo» до уровня К22 и соответствующего ему U02)

Двигатель 7 начинает разгоняться от скорости о „, до скорости а„в первом приближении по экспоненте. Однако изменения скорости ь пе вызывают изменения напряжения

U» блока интегрирования 4, так как блок дифференцирования 10 в момент времени

4 включает задатчик времени 11, который на время Т4 с помощью ключа 9 размыкает контур системы. Спустя время Т» задатчик времени замыкает ключ 9 и замкнутый контур управления доводит скорость а до значения а ... если по каким-то причинам условие (4) строго не выполняется. Изменяя время Ть можно получать желаемые переходные процессы»0(/).

Формула изобретения

1. Система для стабилизации скорости вращения вала двигателя по авт. св. ¹ 412595, отличающаяся тем, что, с целью стабилизации показателей качества процесса управления в широком диапазоне изменения заданных значений скорости, в нее введено устройство коррекции коэффициента усиления усилителя, пропорционального аналоговому задающему сигналу, причем его вход соединен с аналоговым входом время-импульсного преобразователя, а выход подключен к дополнительному входу усилителя.

2. Система по л. 1, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия, в нее дополнительно введена корректирующая связь, содержащая блок дифференцирования, задатчик времени и ключ, причем ключ, включенный между сравнивающим устройством и блоком интегрирования, управляющим входом подключен к выходу задатчика времени, вход которого через блок дифференцирования связан с аналоговым входом время-импульсного преобразователя.

388808! ! ! !

Фиг. !

Фиг, 2

Составитель В. Ткаченко

Корректоры: Л. Орлова и 3. Тарасова

Редактор T. Юрчикова

Техред А. Камышникова

Заказ 3327/11 Изд. Жа 200 Тирани 917

НПО Государственного комитста Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская паб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2