Регулятор угловой скорости

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюэ Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.08.80 (21) 2977191/IS-24 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—

Опубликовано 070782. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 07.07.82 ($1}M К

G 05 D 13/62

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53! УДК 62.50 (088. 8) (72) Авторы изобретения

P.Ä. Акинина, В.М. Домрачев, Г.Ф. Мончак,:;

В.И. Рыбин и A.Ï. Синицын (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР УГЛОВОЙ СКОРОСТИ

Изобретение относится к автоматйческому управлению, а именно к цифро. вым регуляторам угловой скорости..

Известны цифровые регуляторы угловой скорости вращения вала с диапа. зоном регулирования порядка 10 (1).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является цифровой регулятор, содержащий кварцевый генератор, соединенный по выходу с импульсным входом преобразователя кодчатота, цифровые входы которого соединены с поразрядными выходами задающего устройства, реверсивный счетчик, один иэ входов которого соединен с выходом преобразователя кодчастота, а другой вход - с выходом импульсного тахогенератора, установленного на валу объекта регулирования, поразрядные выходы реверсивного счетчика соединены с поразрядными входами преобразователя кода в напряжение, выход которого через усилитель мощности соединен с управляющим входом исполнительного двигателя (2).

Высокоточные цифровые регуляторы скорости с широким диапазоном регу1 лирования, строящиеся на базе импульсного тахогенератора, будут представлять собой сложные, дорогостоящие устройства.

Цель изобретения — устранение укаэанных недостатков, т.е. расширение области применения и повышения точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в регулятор угловой скорости, содержащий подключенные к входам преобразователя код-частота задатчик угловой скорости и генератор импульсов, последовательно соединенные усилитель мощности и исполнительный двигатель, на валу которого установлена муфта, введены последовательно соединенные синусно-косинусный вращающийся трансформатор и функциональный преобразователь код-напряжение, а также двоичный счетчик, входом подключенный к выходу преобразователя код-частота, а выходом — к другому информационному входу преобразователя коднапряжение, выходом связанного с входом усилителя мощности, причем синусно-косинусный вращающийся трансформатор установлен coocHQ с муфтой.

На чертеже представлена блок-схема регулятора угловой скорости.

Регулятор содержит генератор импульсов 1, преобразователь код-час941953 тота 2, з4цатчик угловой скорости 3, двоичный счетчик .4, функциональный преобразователь код-напряжение 5, усилитель мощности б, исполнительный двигатель 7, муфту 8 и синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 9. ВыхОд генератора 1 Соединен с импульсным входом преобразователя код-частота 2, цифровые входы которого соединены с соответствукщи- . ми доразрядньми выходами задатчика 10

3, а выход — с счетно входом двоичного счетчика 4. Поразрядные выходы двоичного счетчика 4 соединены с соответствующими входами преобразователя 5, аналоговые входы 15 которого соединены с разньвюи выходами синусно-косинусного вращающегося трансформатора 9, а выход через усилитель б мощности соединен с управляющим входом исполнительного двига- 20.. теля 7, вал которого через муфту 8 срединен с валом синусно-косинусного вращающегося трансформатора 9. Часть, цифрового регулятора, состоящая из

СКВТ, функционального преобразовате- 75 ля код-напряжение, усилителя мощности, исполнительного двигателя и муфты представляе собой преобразователь код-угол, который работает следующим образом. При определенном коде ИСЧ Ф присутствующем на входе преобразователя 5, его выходное напряжение bU через усилитель б мощности, исполнительный двигатель 7 и муфту 8 будет устанавливать ротор СКВТ в угловое положением, при котором выполнится 35 условие О(. =К Йсч (К вЂ” коэффициент пропорциональности). При изменейии за) время at когда Яична величину aИсч угловое положение ротора СКВТ соот,ветственно изменится на величину аа ц)

"-Кайсч Так как справедливо выражение

Известны различные варианты построения Функциональных преобразователей напряжений с той или иной степенью точности, реализующие зависимость требуемого вйда.

При определенном значении входного кода преобразователя 5 код-угол и определенном угловом положении ротора синусно-косинусного вращающегося трансформатора на выходе функционального преобразователя вырабатывается сигнал управления исполнительным двигателем dÈ. Под действием этого управляющего сигнала исполнительный двигатель установит ротор синусно-косинусиого вращающегося трансформатора в угловое положение о(, цифровым эквивалентом которого является выходной код преобразователя.

Использование преобразователя кодугол, построенного на базе СКВТ, для создания цифрового регулятора угловой скорости выгодно отличает предлагаемый регулятор от регулятора с импульсным тахогенератором, так как в результате будет упрощено устройство в целом и снижена его стоимость, так как стоимость СКВТ в десять и более раэ ниже стоимости импульсных тахогенераторов.

Формула изобретения

Регулятор угловой скорости содержащий подключенные к входам преобра55. 45 где Q. - угловая скорость вращения ротора СКВТ при изменении кода И на величину Иск за время dt, то для регулирования скорости достаточно линейно изменять величинуЮЙсч /dÔ в зависимости от заданного значения кода скорости

В предлагаемом устройстве это условие выполняется следующим образом.

Код скорости N линейным образом, с помощью преобразователя код-частота, преобразуется в частоту, которая 60 поступает на вход двоичного счетчика.

БлаГодаря этому крутизна изменения кода счетчика (й „/д4 ) оказывается линейно зависящей от кода скорости N, так как код двоичного счетчика N > яв-65 ляется входным кодом преобразователя

5, то и скорость вращения вала исполнительного двигателя, равная скорости вращения ротора СКВТ, оказывается линейно зависящей от кода.

Преобразователь 5 реализует зависимостьа =Kg где К - коэффициент пропорциональности. Осуществляется

sTo следующим образом.

На аналоговые входы преобразователя 5 поступают выходные напряжения синусно-косинусного вращающегося трансформатора, И4=ИоЯн (и И =и с оэ,(, где Ио — напряжение переменного тока, определяемое напряжением возбуждения синусно-косинусного вращающегося трансформатора и его конструктивными параметрами. Преобразователь 5 Формирует напряжение управления исполнительным двигателем (dU) следующего вида

hU =Г„(йсч)Щий-Г (й „) со9,, где Е, (йсч) и F<() переменной функции,р изменяемые по аргументу N, входному коду преобразователя кодугол.

Требование с(.=К Нч будет выполняться при функциях Р.,(Ncu) и F (М ), удовлетворяющих условию

,(И м) / а(Исч) = ) ъс Я +

941953

Составитель Л. Птенцова

Техред А. Ач Корректор А. Ференц

Редактор Л. Гратилло

Тираж 9 14 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4837/36

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 зователя код-частота задатчик угловой скорости и генератор импульсов, последовательно соединенные усилитель мощности и исполнительный двигатель, на валу которого установлена муфта, о тл и ч а ю шийся тем, что, с це- 5 лью расширения области применения и повнаения точности, он содержит последовательно соединенные синуснокосинусный вращающийся трансформатор и функциональный преобразователь код-1Я .напряжение, а также двоичный счетчик, входом подключенный к выходу преобразователя код-частота, а выходом — к другому информационному входу преобразователя код-напряжение, выходом связанного с входом усилителя;мощности, причем синусно-косинусный враща» ющийся трансформатор установлен сооснр с муфтой.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

1. Горбунов В.П. и др. Частотное управление трехфазным асинхронным двигателем в цифровой следящей системе, Л., Наука, 1971, с.58-71..

2. Негород Г.3. и др. Цифровые регуляторы и измерители скорости, М.-Л., Энергия, 1966, с. 97 .(прототип).