Устройство для моделирования привода Советский патент 1985 года по МПК G06G7/62 

СО 00 00

t11388

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для воспроизведения динамических характеристик при испытаниях приводов, , 5

Известно устройство для динамического моделирования нагрузок силовых следящих приводов, содержащее привод, гидродвигатель, блок стабилизации давления, следящую систему О и блок управления 1.

{Недостатками этого устройства являются большая потребляемая мощность, сложность, и невоспроизводимость импульсных воздействий. 15

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для моделирования приводов, содержащее блок моделирования скорости двигателя, выполненный в виде 20 суммирующего интегратора, двигатель, выход которого подключен к входу преобразователя угла поворота вала в напряжепие, выход которого соединен с первым входом суммирующего интег- 25 ратора, вмход которого Подключен к входу масштабного усилителя и является выходом устройства, вход заания момента нагрузки которого соеинен с вторым входом-суммирующего зо нтегратора, третий вход которого соединен с выходом масштабного усилителя С21.

Недостатком известного устройства является низкая точность воспро- ,, изведения динамическ11х и энергетических процессов в приводе,

Цель изобретения - повьпиение точности воспроизведения динамических знергеп-гческих процессов в приводе. О .

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок моделирования скорости двигатея, выполненный в виде суг-мирующего . интегратора, двигатель, выход кото- 45 рого кинематически связан с входом преобразователя угла поворота вала двигателя в напряжение, выход которого соединен с цервым входом суг мнрующего интегратора, выход которого .50 подключен к входу масштабного усилителя и является выходом устройства, вход задания момента нагрузки которого соединен с вторым входом суммирующего интегратора, введен блок 55 моделирования влияния тока якоря двигателя, вьшолненный в В1ще сумматора, выход которого подключен к

142

входу двигателя, вход задания скорости устройства соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу масштабного усилителя.

На фиг, 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства-, на фиг, 2 и 3 - структурные схемы устройства

Устройство содержит блок моделирования влияния тока якоря двигателя, выполненньй в виде сумматора 1, двигатель 2, преобразователь 3 угла поворота вала в напряжение, блок моделирования скорости двига.теля, выполненный в виде суммирующего интегратора 4, и масштабньй усилитель 5.

Устройство работает следующим образом

Сумматор 1 и двигатель 2 - реальные элементы испытываемого или моделируемого привода.

На фиг о 2 изображена структурная схема предлагаемого устройства, где Ку - коэффициент усиления сумматора 1 RJ, и Сф - сопротивление обмотки якоря и машинная постоянная двигателя 2 соответственно, К - крутизна преобразователя 3, Tj - постоянная времени интегратора 4, К д,, - коэффициент усиления мас1чтабного усилитля 5, и,,, - сигнал управления, М момент нагрузки, Uj, Ij и Яд - напряжение, ток и скорость двигателя соответственно.

На фиг, 3, приведена структурная схема незаторможенного двигателя 2. Чтобы структурные схемы предлагаемого устройства (фиг, 1) и двигателя (фиг, 3) былу эквивалентны, коэффициенты передачи их замкнутых контуров должны быть равны:

,,2

:Ф й.

откуда коэффициент усиления масштабного усилителя 5 равен

, (-4

где 1 - момент инерции привода,

приведенный в валу двигателя,

Работа устройства заключается в воспроизведении динамических процессов в реальном масштабе времени, происходящих в реальном приводе.

3

подверженном воздействиям U.. и М...

у п

При этом, если параметры устройства выбраны по соотношению(1), то оно воспроизводит реальный ток двигателя и выходное напряжение интегратор 4, соответствующее в принятом масштабе текущей скорости двигателя 2, что позволяет использовать его для испытания привода и как элемент модели следящей системы. Устройство в обоих случаях работает одинаково и отличается лишь целевым назначением, климатическими условиями проведения работ и перечнем регистрируемых параметров. Так, основное назначение устройства как модели заключается в воспроизведении функции Яд f(Uy, Мц),

Целью испытаний является проверка теплового режима, долговечности, надежности и других эксплуатационных характеристик двигателя и усилителя при воспроизведении ими рег лыгого тока якоря 1- при одновременном воспроизведении указанной функции Йд fCU,,, М„).

В первом базовом объекте момент нагрузки испытываемого привода воспроизводится физически с помощью нагрузочного привода. Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с базовым - отсутствие необходимости в нагрузочном стенде, в эконо14. 4

мии электроэнергии, в снижении уров-. ня звукового шума при работе, в воз-1 можности воспроизведения любого, в том числе - и fflyльcнoгo закона кзменения момента нагрузки

Второй базовый объект не имеет недостатков первого, но его можно использовать только для испытания муфтовых приводов с пониженной скоростью

вращения ведущего вала, а для приводов с двигателем постоянного тока практически невозможно, так как в заторможенном двигателе из-за отсут-. ствия противо-ЭДС по обмотке якоря

текут пусковые токи. Действие обрат-. ной связи, введенной в предлагаемом устройстве с выхода интегратора на вход сумматора, эквивалентно действию противо-ЭДС двигателя. Это позволяет моделировать и испытывать

приводы с двигателем постоянного то- ка с указанными по отношению к первому базовому объекту преимуществами.

Таким образом, основной эффект предлагаемого устройства заключается в возможности моделирова гия момента нагрузки двигателя постоянного тока средствами аналоговой техники при точном воспроизведении тока якоря, что по сравнению с базовыми объектами дает экономию электроэнергии, пропорциональную мощности привода, и расширяет область его применения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОЛЕЛ11РОВЛНИЯ ПРИВОЛА, содержащее блок моделирования скорости двигателя, вьшолненньтй в виде суммирующего интегратора, двигатель, выход которого кинематически связан с входом преобразователя угла поворота вала двигателя в напряжение, выход которого соединен с первым входом суммирующего интегратора, выход которого подключен к входу масштабного усилителя и является вькодом устройства, вход задания момента нагрузки которого соединен с вторьы входом суммирукяцего интегратора, отличающееся -тем, что, х; целью повышения точности, в него введен блок моделирования влияния тока якоря двигателя, выполненный в виде сумматора, выход которого подключен к входу двигателя, вход задания скорости устройства соединен с первым в входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу масштабного усилителя.

Фг/г.2

Mh