Устройство для управления позиционным электроприводом

 

Сеюэ Советсник

Социалистичесник республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и|99 3199 (6i ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.03.81 (21) 3286940/18-24 (51)М. Кл.

С 05 В 11/01 с присоединением заявки М

Гвсуаврстеевкые квинтет

СССР (23) Приоритет

IQ

Опубликовано 30.01.83. Б|оллетеныте 4

|В делам кеевретенкй и впрв|тий (Щ УЛ,К6280 (088.8) Дата онубликоваиия описания 30.01.83 ф

E. А. Орлов, А. Д. Поволопкий,,М. Н. Усею рвяков и И. Н. Шишаков у Ф"

Челябинский политехнический институт им.Яеций."Копр комсомола

Е (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель

Ъ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЗИЦИОННЫМ

ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

Изобретение относится к управлению инерционными объектами в ручном и ав томатическом режимах, и может быть использовано при синтезе непрерывнодискретного управляющего воздействия с

5 различной скоростью в системах управления объектами различного назначения и в системах автоматического регулирования электропривода.

Известны двухканальные устройства с грубым и точным каналами отсчета для позиционного управления электроприводами Г1) .

Недостатком устройства является невысокая точность. 15

Наиболее близким по технической суш. ности к предлагаемому является устрой. ство для управления позиционным электроприводом, содержащее последовательно соединенные регулятор скорости, регу-20 лятор тока, второй вход которого соединен с датчиком тока, усилитель мощности, выходы которого непосредственно и через датчик тока соединены с входами электродвигателя, вал которого кинематически связан с датчиком скорости и по . ложения, выход датчика скорости соеди- . нен с первым входом датчика статичео кого момента,i второй вход датчика статического момента соединен с датчиком тока, выход датчика положения соединен с одним из входов первого блока. сравнения, другой вход которого соедйней с блоком задания перемещения, а выход-с входом датчика малых рассогласовакий регулятора положения и вторым блоком сравнения, другой вход которого связан с блоком умножения и деления, имеюищм связь с датчиком статического момента через суммирующее устройство, кбторое производит суммирование сигнала с датчика статического момента и с задатчика полного момента. Задатчик полного мо-мента связан с регулятором скорости, первый вход которого связан с первым ключом, производящим отключение задат чика скорости в зависимости от сигнала с второго блока рассогласования, второй

3199 4 блок 19 деления, блок 20 вычисления тормозного пути.

Пусть торможение до полной остановки электродвигателя при равнозамедленном движении определяется выражением п ™ yl ++9 и с

25 контура положения, и как следствие этс го, система не является оптимальной по качеству регулирования.

Uemь изобретения — повышение точнос> ти устройства и качества регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления позиционным электроприводом, содержащее последовательно соединенные регулятор скорости, регулятор тока, усилитель, двигатель, кинематически связанный с датчиком скорости, датчиками положения грубого и точного канала, выходами подключенными через устройство синхронизации к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу задатчика перемещения, а выход — к третьему входу устройства синхронизации, выходы датчика скорости и датчика тока двигателя подключены к вторым входам регуляторов соответственно скорости и тока и к соответствующим входам блока вычисления тормозного пути, выход которого подключен к первому входу вторбго блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом регулятора скорости, введены нелинейный элемент и ключ, управляющий вход которого подключен к выходу да чика скоростч, информационный вход - к

,,вы;соду первого блока сравнения, первый выход - к второму входу второго блока сравнения, а второй выход - через нелинейный элемент к третьему входу регулятора скорос ги.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 положения грубого канала, датчик 2 положения точного канала, устройсгво 3 синхронизации, блок 4 сравнения, задатчик 5 перемещения, двигатель 6, усилитель 7, регулятор 8 тока, регулятор 9 скорости, нелинейный элемент 10 с зоной нечувствительности, ключ 11, датчик 12 скорости, датчик 13 тока, блок 14 срав нения, блок 15 умножения, суммагор.

1 6, датчик 17 статического момента, 35

3 99 вход связан с ключом, который отключает регулятор положения в зависимости от сигнала с датчика малых рассогласований, третий вход связан с датчиком скорости, который также подает сигнал на блс к умножения (2 3.

Такое устройство не позволяет обеспечить заданную точность при воздействии внешних возмущений в связи с восьможным возникновением колебательности где йп, Мс — соответственно полный и статистический моменты электродвигателя;

К вЂ” коэффициент пропорциональности; — линейная скорость электродвигателя.

Нелинейный элемент 10 с зоной нечувствительности вводится для устранения колебательного режима работы системы и формирования режима точной отработки заданного воздействия. Величина зоны нечувствительности рассчитывается e соответствии с заданной точностью отработки выходной величины. Элемент

lO.âêëþ÷àåòñÿ в работу после грубой отработки заданного воздействия в периодическом режиме работы системы, который исчезает, если сигнал рассогласования с ключа 11 попадает в зону нечувствительности. Отсутствие зоны нечувствительности в реальной системе регулирования приводит к неустойчивому равновесию. !

Устройство работает следующим образомэ

При подаче сигнала на требуемое переме цение от задатчика 5 перемещения сигнал через блок 4 сравнения, ключ

11 и нелинейный элемент 10 попадает на регулятор 9 скорости и затем через регулятор 8 тока и усилитель 7 подается на двигатель 6, который начинает вращаться и через датчик 12 скорости переключает ключ 11. В дальнейшем разгон

45. идет по кана,пу задатчика 5 перемещения, блок 4 сравнения, ключ 11, блок 14 сравнения, регулятор 9 скорости, регулятор 8 тока, усилитель 7, двигатель

8. В системе имеется контур тока для формирования прямоугольной диаграммы и обратная связь по скорости для обеспечения устойчивости.. Путь торможения вычисляется в блоке 20 вычисления тормозного пути, состоящего из датчика

55 полного момента, сумматора, блоков деления, умножения. Информация о теку« щем значении угла поступает от датчь» ков грубого и точного каналов, устройство синхронизации осуществляет переклю30

35 ным электроприводом, содержащее после5 9 чение датчиков положения грубого и точного каналов в зависимости. cYl величины рассогласования заданной и текущей моор, дннаты, сравнение которых осуществля;ется в блоке 4 сравнения. Величина рас согласования с блока 4 сравнения через ключ 11 попадает на блок 14 сравнения, где сравнивается с величиной необходимого тормозного пути,.после чего сигнал подается на регулятор 9 скорости и при их совпадении начинается торможение. При полной остановке двигателя происходит переключение, вследствие чего сигнал рассогласования с блока 4 сравнения падает на нелинейный элемент

10, и двигатель начинает доворачиваться

s заданную точку. При появлении сигнала на датчике 12 скорости происходит отключение нелинейного элемента 10, и двигатель снова тормозится. Этот процесс толчков продолжается до тех пор, пока двигатель не попадет в заданную точку с погрешностью, которая определяеч ся зоной нечувствительности нелинейного элемента.

Предлагаемое устройство улучшает качество регулирования системы в статике и динамике, т.е. обеспечивает повышение точности позиционирования механизма. с

Формула изобретения

93199 4 довательно соединенные регулятор скорости, регулятор тока, усилитель, двигатель, кинематически связанный с дат чиком скорости, датчиками положении грубого и точного канала, выищами подключенными через устройство син-. хронизации к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу задатчика переме30 щения, а выход — к третьему входу устройства синхронизации, выходы датчика скорости и датчика тока двигателя подключены к вторым входам регулято ров соответственно скорости и тока и к

1$ соответствующим входам блока вычисления тормозного пути, выход которого подклю», чен к первому входу второго блока срав». нения, выход которого. соединен с втэ рым входом регулятора скорости, о т

20 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены нелинейный элемент и ключ, управляющий вход которого подключен к выходу датчика скорости, информацион2s ный вход - к выходу первого блока срав пения„первый выход - к второму вхо ду второго блока сравнения, а второй выход - через нелинейный элемент - к третьему входу регулятора скорости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Попков С. Л. Следящие системы, Высшая школа, 1963, с. 32.

2. Авторское свидетельство СССР

Ж 528542, кл. 6(05 В 11/01, 1973 (прототип).

993199

Составитель В. Грибова

Редактор Е, Лушникова Техред И. Гайду ° Корректор Г. Огар

Заказ 454/62 Тираж 872 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