Адаптивный следящий электропривод Советский патент 1989 года по МПК G05B11/01 

где i, if. полный и статический

токи двигателя; Сз коэффициент; Р - магнитный поток; J - текущий момент инерции

электропривода; О - частота вращенияо Однако это уравнение справедгишо лишь при постоянном моменте инерции При переменном моменте инерции в соответствии с законом сохранения количества дв11жения

--Sf-iJ)

-f

(2)

где (р) - изображение по Лапласу выходного напряжения регулятора скорости; WT(P) К( + 1) - передаточная

функция замкнутого контура тока; К...,Т - коэффициент передачи и

эквивалентная постоянная времени замкнутого контура тока.

Из выражения (З) следует, что пе- редаточная функция адаптивного регулятора скорости из условий инвариантности к изменению параметров-объекта управления должна быть равна

Изобретение относится к управлению электроприводами и может быть использовано в случаях, когда магнитный поток двигателя и момент инерции электропривода переменны , в частности, в приводе роботов. Целью изобретения является повышение точности электропривода. Электропривод содержит элементы сравнения 1, 3, 6, 19, 23, регуляторы положения 2 и тока 7, управляемый преобразователь 8, электродвигатель 9, датчики тока 10, скорости 11, положения 12, масштабный блок 4, блоки умножения 5, 13, 16, 20, 21, 24, 25, интеграторы 15, 22, 26, сумматор 17, апериодическое звено 18, блок деления 14. Электропривод повышает качество стабилизации скорости и снижает ошибку слежения за счет повышения адекватности идентификации параметров электропривода и введения адаптивной интегральной части в регулятор скорости. 1 ил.

В г.илу неадекватности уравнения (l) кснтур адаптации, построенный на его основе, не может обеспечить достаточну1о инвариантность электропривода к изменению момента инерции

Целью изобретения является повьшение точности электроприводас

На чертеже приведена блок-схема электропривода.

Адаптивный следящий электропривод содержит элемент 1 сравнения, регулятор 2 положения, элемент 3 сравнения, масштабный блок 4, блок 5 умножения, элемент б сравнения, регулятор 7 то- ка, управляемый преобразователь 8,

Wpc(P.t) + -J)

1

(Jc

СдфК-- Р

1 J/Сэ Ф

а.

1

-5;т;к;- р-.

где uj - настроечный коэффициент.

Таким образом, адаптивный регулятор скорости должен быть пропорционально-интегральным, причем коэффициент передачи пропорционального канала должен быть пропорционален отношению а выходной сигнал интег5150

альной части должен быть умножен на J/C59.

Вторым следствием выражения (З) является то, что при переменных моменте инерции и магнитном потоке идентификации подлежат два параметра объекта управления; один - в числителе () и один - в знаменателе (J/J) его передаточной функции„При этом оценка скорости и идентифицируемых параметров осуществляется в наблюдателе в соответствии с выражениями:

А л, л bi. + aw

(С|±) 5i(

а + 10(0) -t3)dt.

где А , , fy - параметры наблюдателя, определяющие динамику процесса идентификации;

(j /j)

Для обеспечения условий адекватности идентификациу и инвариантности к изменению параметров в состав регулятора 27 скорости ввeдevI адап- тинный интегральный канал, включающий интегратор 26 и блок 25 умножения, а наблюдатель 28 дополнен блоком 21 умножения в канапе оценки скорости, каналом оценки параметра а , состоящим из блока 20 умножения и интегратора 22,

Элемент 23 сравнения и блок 24 умноже1шя предназначены для формирования адаптирующего сигнала,пропорционального величине J/Сдф для интеграл.ьной части регулятора 27 скоростио

Электропривод работает следуюпшм образом о

При изменении момента инерции и магнитного потока изменяется скорост электропривода и появляется рассогласование на выходе элементе 19 сравнения, Это приводит к появлению сиг- налов на выходе блоков 16 и 20 умножения, а затем на выходе интеграторов 15 и 22,, Это изменение продолжается до тех пор, пока не будет восстановлено равновесие между действи- тельной скоростью и ее оценкой на выходе апериодического звена 18, После окончания этого процесса на выходе блока 14 деления и блока 24 умноже

5

0

5

Q

5

0 5

5

0

ния устанавпиваючтя сигналы,пропорциональные новым знг1ченням и J/Сдфо При этом суммарньп циент усиления контура скорости пос- станавливается на прежнем уровне и качество регулирования скорости остается неизменным.

Электропривод улучшает качество адаптации регулятора скорости к изменению момента инерции и магнитного потока, что приводит к снижению колебаний скорости и ошибки слежения«

Формула изобретения

Адаптивный следящий электропривод, содержащий первьш элемент сравнения, первый вход которого подключен к входу задания положения электропривода, а выход - к входу регулятора положения, подключенного выходом к первому входу второго элемента сравнения, выход которо о соединен с входом масштабного блока-, подключенного выходом к входу первого Олока умножения, выход которого соединен с первым входом третьего элемента сравнения, подключенного выходом через регулятор тока к входу управляемого преобразователя, выход которого соединен с входом электродвигателя, который содержит датчик тока, датчик скорости и датчик положения, причем выход датчика положения соединен с вторым входом первого элемента сравнения, а выход датчика скорости соединен с вторым входом второго элемента сравнения и с первым входом четвертого элемента сравнения, подключенного вторым входом к выходу апериодического звена,вход которого соединен с выходом сумматора, подключенного первым входом к выходу второго блока умножения,первый вход которого соединен с выходом датчика тока, с вторым входом третьего элемента сравнения и с перт вым входом третьего блока умножения, второй вход которого подключен к выходу четвертого элемента сравнения, а выход - к входу первого интегратора, выход которого соединен с вторым BXOJD(OM второго блока умножения и с входом делителя блока деления,вход делимого которого соединен с источником единичного сигнала, а выход - с вторым входом первого блока умноже7 15009918

ния, отличающийся тем,динеи с вторым входом сумматора,вы- что, с целью повьппения точностиход второго интегратора подключен к электропривода, в него введены чет-первому входу пятого элемента срав- вертый, пятый, шестой и седьмой бло- нения, второй вход которого соединен ки умножения, пятый элемент сравне-с входом задания постоянного коэффи- ния, второй и третий интеграторы,при-циента, а выход - с первым входом чем выход датчика скорости соединеншестого блока деления, второй вход с первым входом пятого блока умноже-которого подключен к выходу блока ния и с первым входом четвертогоJQ деления, а выход - к первому входу блока умножения, второй вход которо-седьмого блока умножения, подключен- го подключен к выходу четвертогоного выходом к третьему входу третье- элемента сравнения, а выход - к Вхо-го элемента сравнения, а вторым входу второго интегратора, подключенно-дом - к выходу третьего интегратора, го выходом к второму входу пятогоJ5 вход которого подключен к выходу ВТО- блока умножения, выход которого сое-рого элемента сравнения.