Следящий электропривод с переменным моментом инерции Советский патент 1988 года по МПК G05B11/01 G05B13/02 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматиэиро- BaHHOhfy электроприводу, и может быть использовано в приводах механизмов с изменяющимся приведенным моментом инерции, например в промышленных роботах .

Целью изобретения является повышение точности следящего электропривод при изменении момента нагрузки.

На чертеже приведена структурная схема следящего электропривода с переменным моментом инерции.

Следящий электропривод содержит регулятор 1 положения, регулятор 2 скорости, первый блок 3 умножения, регулятор 4- тока, управляемьм преобразователь 5, двигатель 6 с датчиками 7 тока и 8 скорости, исполнительный механизм 9 с датчиком 10 положения, блок 11 определения статического момента, сумматор 12, блок 13 деления, интегратор 14, блок 15 определения производной, второй блок 16 умножения.

Электропривод работает следующим образом.

С выхода регулятора 1 положения сигнал задания на скорость поступает на вход задания регулятора 2 скорости, который совместно с блоком 3 умножения образует самонастраивающийся регулятор скорости, причем регулятор скорости реализует передаточную функцию, определенную из условия единичности момента инерции. Сигнал обратной связи по скорости с выхода датчика 8 скорости поступает на вход обратной связи регулятора 2 скорости выходной сигнал которого поступает на вход первого блока 3 умножения. На другой вход первого блока 3 умножения с выхода интегратора 14 поступает сигнал, пропорциональный величи не суммарного приведенного момента инерции 1. При изменении момента инерции привода изменяется величина сигнала, пропорционального , в результате чего происходит изменение сигнала на выходе блока 3 умножения, что эквивалентно изменению параметров самонастраивающегося регулятора скорости.

Определение величины 1 производится следующим образом.

Уравнение движения электропривода с переменным моментом инерции имеет следующий вид:

dco

Т (.,) . -liiii i.

wi Л1гМ

dt

dif

Умножив и разделив второе слагаемое в правой части уравнения движения на dt и учитывая, что dtf/dt w , получаем уравнение движения в следующем виде:

du)

M-Mjt) 1() dlgCcf) 2 dt

Из этого уравнения следует, что

dl(v) 2 с X . , . du , ---- - ---(M-Mc(4)-I(4)-:ir-J.

dt

dt

Последнее уравнение описывает сигнал, которьй подается на вход интегратора 14 для получения значения момента инерции 1. Этот сигнал формируется следующим образом.

С выхода датчика 7 тока на первый |Вход сумматора 12 поступает сигнал,

пропорциональный электромагнитному моменту двигателя М. На второй вход сумматора 12 с выхода блока 11 поступает сигнал, пропорциональный статическому моменту Мс(ч)«

При движении манипулятора промьш- ленного робота в пространстве изменяется ориентация звена манипулятора, вследствие чего статический момент электропривода изменяется в соответствии с вьфажением

М

t icosif

где га

. г

-масса звена;

-расстояние от оси вращения до центра масс;

g - ускорение свободного падения-,

1, i - КПД и передаточное отношение передачи ,

1 -: угол поворота звена - сигнал датчика 10 положения. На третий вход сумматора 12 поступает сигнал с выхода второго блока 16 умножения, на входы которого подаются сигналы с выхода интегратора 14, и с выхода блока 15 определения производной, сигнал на входе которого пропорционален скорости двигятеля

W .

в блоке 13 деления вьтолняется деление сигнала с выхода сумматора

12 на сигнал, пропорциональный ско-- рости а , и сигнал, пропорциональный dl(4)/dt.. С выхода блока 13 деления подается на вход интегратора с выхода которого сигнал оценки I.(t|) подается на блок 3 умножения.

Таким образом, улучшение качества регулирования скорости и повьше- ние точности слежения в электроприводе с переменным моментом инерции достигается за счет повышения точности определения суммарного приведенного момента инерции.

Формула изобретения

Следящий электропривод с переменным моментом инерции, содержащий регулятор положения, подключенный входом задания к входу задания положения следящего электропривода с переменным моментом инерции, а выходом - к входу задания регулятора скорости, подключенного выходом к первому входу первого блока умножения, выход которого соединен с входом задания регулятора тока, подключенного выходом через управляемьй преобразователь к входу двигателя, снабженного датчиком тока и датчиком скорости и под

5

0

5

0

ключенного выходом к входу исполнительного момента механизма, снабженного датчиком положения, подключенным выходом к входу обратной связи регулятора положения, выход датчика скорости подключен к входу обратной связи регулятора скорости, выход датчика тока соединен с входом обратной связи регулятора тока и с первым входом сумматора, а также содержащий второй блок умножения и интегратор отличающийся тем, что, с целью повышения точности следящего электропривода с переменным моментом инерции при изменении момента нагрузки, в него введены блок определе- ния производной, блок деления и блок определения статического момента, вход которого подключен к выходу датчика положения, а выход - к второму входу сумматора, выход которого соединен с входом делимого, блока деления, подключенного входом делителя к выходу датчика скорости и через блок определения производной к первому входу второго блока умножения, подключенного выходом к третьему входу сумматора, выход блока деления через интегратор соединен с вторыми входами первого и второго блоков умножения.

Изобретеш-ie относится к электротехнике, в частности к автоматизированным электроприводам, и может быть использовано в приводах механизмов с изменяющимся приведенным моментом инерции, например промьшшенных роботов. Целью изобретения является повышение точности следящего электропривода при изменении момента нагрузки. Следящий электропривод содержит регулятор 1 положеш я, регулятор 2 скорости, блоки 3, 16 умножения, регулятор 4 тока, управляемый преобразователь 5, двигатель 6 с датчикаж 7 тока и 8 скорости, исполнительный механизм 9 с датчиком 10 положения, блок 11 определения статического момента, сумматор 12, блок 13 деления, интегратор 14, блок 15 опре,деления производной« Точность слежения повышается за счет коьшенсации в контуре регулирования скорости влияния изменений приведенного момента инерции. 1 ил. S