Самонастраивающийся электропривод Советский патент 1987 года по МПК G05B13/02 

ческому управлению электроприводами и может быть использовано при управлении различными объектами с переменными инерционными характеристиками.

Целью изобретения является повышение точности и устойчивости самонастраивающегося электропривода при малых скоростях движения и.при реверсе.

На фиг. 1 представлена структурная схема электропривода; на фиг. 2 - схема элемента выборки-хранения.

размыкается. На выходе элемента вы- борки-хр&нения сохраняется (запомина- g ется) значение сигнала в момент размыкания ключа.

Электропривод работает следующим образом.

Для того, чтобы делитель 9 работал качественно и не терял работоспособ10

ности, необходимо обеспечить постоянные знаки входных сигналов. С этой целью во входных каналах делителя 9 включены соответственно первый 21 и На фиг. 1 приняты следующие обоз- 15 второй 22 выпрямители. При этом для начения: oi B.( - сигнал задающего сохранения работоспособности делите- воздействия; о - рассогласование ля 9 (с целью недопущения деления на

электропривода, cd и S - соответственно угол и скорость вращейия вала

малый сигнал) второй выпрямитель 22 выполнен таким образом, что при

редуктораi i - выходной сигнал датчи- 2о уменьшении его входного, сигнала ниже

ка тока; U - сигнал управления двигателем; и - усиливаемый сигнал, Л - уровень минимально допустимого сигнала на втором входе делителя.

Самонастраивающийся электропривод 25 мента инерции на основе соотношения

(фиг. 1) содержит дифференцирующее звено 1, умножитель 2, сумматор 3, усилитель 4, электродвигатель с редуктором 5, датчик 6 тока, сумматор 7, интегратор 8, делитель 9. датчик 10 скорости, объект 11 управления, .датчик 12 положения, измеритель 13 рассогласования, усилитель 14, нелинейный элемент 15 (типа реле с нуле1

(iМ.

sign«i

5W

k

i,)dt

(О30

oi

При уменьшении скорости движения (i ниже некоторого допустимого знача-, ния Д релейный элемент 23 переводит элемент выборки-хранения 24 в режим вой нейтральной точкой)j апериоди- 5 запоминания. На выходе элемента 24 ,: ческое звено 16 второго порядка, диф- сохраняется то значение момента инер- ференцирующее , звено 17, апериоди- ции, которое было измерено в момент

ческое звено 18, умножитель 19, дифференцирующее звено 20, выпрямитель 21, выпрямитель 22-(с зоной нечувствительности U ), релейный элемент 23 (с зоной нечувствительности U ), элемент выборки-хранения 24, регулятор 25, который состоит из блоков 1, 2, 3, 4, 16, 17, 18, 19 и 20.

Элемент выборки-хранения 24 может быть реализован различными способами, например (фиг. 2) ключ 84 управляется релейным элементом 23. Когда на выходе релейного элемента 23 сигнал не равен нулю (выходная скорость i, больше Л ), ключ S, замкнут, и элемент 24 работает в режиме апериодического звена, т.е. повторяет (отслеживает) выходной сигнал делителя 9.

Если выходная скорость li- становится меньше величины и , релейный

отключения релейного элемента 23. При увеличении скорости движения в

40 некоторый момент (определяется значением Д ) вновь срабатывает релейный элемент 23, элемент выборки-хранения 24 переводится в режим слежения и опять воспроизводит текущее значение

45 момента инерции, которое имел объект управления перед остановкой двигателя, что обеспечивает устойчивое состояние системы. Б течение времени отключения сигнала о моменте инерции

50 (скорость движения меньше U ) может .произойти изменение истинного (текущего) значения момента инерции на некоторую величину. Это может привести к снижению качества работы приво55 да. Однако величина и является достаточно малой, т.е. рабочие скорости находятся далеко за указанным пределом, а уменьшение и до величины i возможно только перед остановкой и

размыкается. На выходе элемента вы- борки-хр&нения сохраняется (запомина- ется) значение сигнала в момент размыкания ключа.

Электропривод работает следующим образом.

Для того, чтобы делитель 9 работал качественно и не терял работоспособ

ности, необходимо обеспечить постоянмалый сигнал) второй выпрямитель 22 выполнен таким образом, что при

установленного уровня i выходной

сигнал имеет постояннуюминимально допустимую величину.

Делитель 9 вычисляетзначение мо

(iМ.

sign«i

5W

k

i,)dt

(О30

oi

отключения релейного элемента 23. При увеличении скорости движения в

некоторый момент (определяется значением Д ) вновь срабатывает релейный элемент 23, элемент выборки-хранения 24 переводится в режим слежения и опять воспроизводит текущее значение

момента инерции, которое имел объект управления перед остановкой двигателя, что обеспечивает устойчивое состояние системы. Б течение времени отключения сигнала о моменте инерции

(скорость движения меньше U ) может произойти изменение истинного (текущего) значения момента инерции на некоторую величину. Это может привести к снижению качества работы привода. Однако величина и является достаточно малой, т.е. рабочие скорости находятся далеко за указанным пределом, а уменьшение и до величины i возможно только перед остановкой и

реверсом привода. В случае резкого изменения момента инерции в режиме остановки электропривода, приводящего даже к нарушению в начале движения устойчивости, по истечении некоторого малого.промежутка времени работоспособность и качественные показатели работы привода полностью восстанавливаются.

Работа привода при скоростях движения, больших предельного значения Д, протекает также как и в системе (1). Включение первого 21 и второго 22 выпрямителей не изменяет сущности работы системы, так как момент инерции может иметь только положительную величину. Схема выборки-хранения 24 в этом режиме отслеживает выходной сигнал делителя 9.

Таким образом, изобретение позволяет увеличить точность и устойчивость электропривода при малых скоростях движения, в режимах реверса и остановки.

Формула изобретения

Самонастраивающийся электропривод, зо содержащий измеритель рассогласова- i ния, усилитель, нелинейный элемент, сумматор, интегратор, делитель и регулятор, сигнальньй выход которого

25

соединен с входом объекта управления, оц ° элемента, подключенного входом к

-С которым связаны датчик тока, дат

зо i

352454 .

чик скорости и датчик положения, являющиеся выходами объекта управлен ия, причем выход датчика положения под-

с ключен к первому входу измерителя рассогласования, второй вход которого соединен с входом системы, а выход измерителя рассогласования подключен к сигнальному входу регуля10 тора, выход датчика тока подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом усилителя, подключенного входом к выходу датчика скорости и к входу нелиней15 ного элемента, выход которого соединен с третьим -ВХОДОМ сумматора, подключенного выходом к входу интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности

20 и устойчивости электропривода, он дополнительно содержит первый и второй выпрямители, релейный элемент, элемейт выборки-хранения, сигнальный вход которого соединен с выходом

25 делителя, первый вход которого соединен с выходом первого выпрямителя, подключенного входом к выходу интегратора, выход датчика скорости соединен с входом второго выпрямителя, подключенного выходом к второму входу блока деления, управляющий вход регулятора соединен с выходом элемен- а выборки-хранения, управляющий вход которого соединен с выходом релейновыходу датчика скорости.

Вмж, I 6л.9

Редактор Л.Повхан

Составитель Е.Власов

Техред А.Кравчук Корректор в,Гиркяк

Заказ 5565/47 Тираж 863Подписное

ВНШШИ Государственного комитета СССР

по делам изoбpeteний и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фие.2

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для управления объектами с переменными инерционными характеристиками. Целью изобретения является повышение точности и устойчивости самонастраивающегося электропривода при малых скоростях движения и при реверсе. Устройство содержит измеритель рассогласования 13, регулятор 25, объект управления .11с датчиками скорости 10, положения 12 и тока 6, усилитель 14, нелиней- ньш элемент 15, сумматор 7, интегратор 8, делитель 9, выпрямители 21, 22, релейный элемент 23, элемент выборки-хранения 24. При малых скоростях движения и при реверсе устройство сохраняет работоспособность, т.к. в нем исключается процесс деления сигналов, близких к нулю и равных нулю. 2 ил. с 9 00 01 го 4 ел 4 0Uff.t