Система регулирования натяжения полотна Советский патент 1980 года по МПК G05B11/01 

1

Изобретение относится к системам автоматического регулирования выходных координат объекта регулирования, в которых осуществляется адаптация системы к действукхпим возмущениям и прямо или косвенно корректируется процесс регулирования, в частности оно может быть использовано для регулирова 1ия натяжения упругого полотна на участке поточной линии с неприводными маховыми массами между приводными исполнительным и вспомогательным механизмами.

Известны системы автоматического регулирования, в которых формируется сигнал для прямой или косвенной корректировки процесса регулирования и в котоЕ к развязываются управляющие воздействия по отклонению и возмущению 1 , 2 и З .

Известные системы не обеспечивают требуемое качество процесса регулирования для объектов типа поточной линии с неприводными (обводными) роликами.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является система регулирования натяжения полотна, содержашая последовательно соединенные датчик скорости и коммутатор, выходы которого через фильтры подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого через усилитель мощности соединен с исполнительным двигателем, вал которого соединен с датчиком скорости и входом объекта регулирования, первый выход которого соединен с первым датчиком натяжения 4 .

fO

Указанная система обладает существенными недостатками, потому что в ней натяжение контролируется не на всем объекте регулирования - участке

5 линии с неприводными маховыми массами, а на части объекта регулирования- на одном подучастке, образованном соседними неприводными маховы -ш массами или исполнительным механизмом и

20 соседней неприводной маховой массой. Использование в качестве выходного параметра объекта регулирования - натяжения на одном из подучастков и по строение по этому параметру системы

25 регулирования не позволяет обеспечить требуемое качество переходного процесса. Быстродействие процесса ре гулирования в такой системе низко, перерегулирование по натяжению в

30 разных точках объекта регулирования

неодинаково и на ряде подучастков превосходит допустимое значение.

Для объектов регулирования, характеризующихся упругостью и неприводньпvlи маховыми массами, колебание выходного параметра, например натяжение полотна, может иметь место и в застабилизированной системе, причем, если амплитуда колебания натяжения не превосходит допустимого значения для обеспечения требуемого качества обрабатываемого полотна, то обычно не ставится задача подавления этих колебаний. Однако эти колебания передаются по каналу регулирования, что вызывает колебания скорости исполнительного механизма и является дополнительным возмущением для системы. Кроме того, информация о натяжении с одного подучастка не позволяет требуемым образом формировать процесс изменения натяжения на всем участке.

Для того, чтобы развязать управляющие апериодическое (сигнал обратной связи по натяжению) и возмущающе {колебание натяжения с амплитудой не выше допустимой) воздействия и для того, чтобы вьщелить сигнал, с по- мощью которого можно корректировать процесс обработки полотна на всем участке регулирования, необходимо вьщелить и стабилизировать обобщенную составляющую регулируемого параметра (натяжения), что позволяет также повысить качество обрабатываемого полотна.

Цель изобретения - повышение быстродействия системы.

Поставленная цель достигается тем что в системе регулирования натяжения установлены последовательно соединенные второй датчик натяжения и блок коррекции, второй вход которого соединен с выходом первого датчика натяжения, а выход - с одним входом сумматора, вход второго датчика натяжения соединен со вторым выходом объекта регулирования.

На чертеже представлена блок-схема системы.

Система содержит объект 1 регулирования, полотно 2, исполнительный механизм 3, вспомогательный механизм 4, исполнительный двигатель 5, первый б и второй 7 подучастки регулирования, первый 8 и второй 9 датчики натяжения, неприводные маховые массы 10, блок 11 коррекции, сумматор 12, усилитель 13 мощности, датчик 14 скорости, коммутатор 15 и фильтр 16.

Система работает следующим образом.

Выходной параметр объекта - натяжение на участке полотна 2, ограниченном двумя приводными механизмами исполнительным 3 и вспомогательным 4 обеспечивается соответствующим соотношением скоростей механизмов 3 и 4.

Система регулирования натяжения полотна воздействует на скорость ис полнительного двигателя 5. Возмущающими воздействиями для системы регулирования натяжения полотна являются изменения скорости механизма 4, ряда технологических параметро объекта регулирования (температуры, влажности в зоне расположения участка полотна), свойств полотна (обобщеного модуля упругости). Для того, чтобы натяжение полотна 2 между механизмами 3 и 4 осталось неизменным, должна измениться скорюсть исполнительного механизма 3.

При изменении скорости механизма 3 быстрее изменяется натяжение на подучастках вблизи механизма 3, например на подучастке 6, на котором датчик 8 натяжеНия связан с полотном 2. На подучастках вблизи механизма 4 натяжение устанавливается медленнее, чем на других подучастках. К. числу подучастков, на которых наиболее медленно устанавливается натяжение, относится подучасток 7, симметричный с подучастком 6. На подучастке 7 с полотном 2 связан второй датчик 9 натяжения. Наличие неприводных маховых масс 10, приводимых во вращение упругим полотном 2, определяет колебательный переходный процесс изменения натяжения полотна 2. Таким образом, выходной сигнал первого датчика 8 натяжения изменяется быстрее выходного сигнала второго датчика 9 натяжения. Выходные сигнал обоих датчиков натяжения состоят из периодических составляющих сигналов обратной связи по натяжению. Причем на симметричных подучастках, какими являются, например, подучастки б и 7 колебания выходных сигналов датчиков 8 и 9 происходят в противофазе.

При изменении скоростей механизмо 3 и 4 амплитуда колебаний натяжения полотна не превосходит допустимую из условия обеспечения требуемого качества полотна. При наличии одного датчика натяжения эта составляющая, воздействуя по каналу регулирования, вызывает колебание скорости механизма 3, что является дополнительным возмущением для системы регулирювания натяжения полотна, в результате чего существенно ухудшается качество обрабатываемого полотна 2.

Для того, чтобы устранить влияние периодической составляквдей и выделить обобщенную составляющую натяжения, несущую в себе только полезную информацию,выходные сигналы датчиков 8 и 9 воздействуют на блок 11 коррекции. Для того,чтобы обеспечить требуемое качество обработки полотна, необходимо систему регулирования натяжения полотна строить по этому обобщенному параметру.

С этой целью выходной сигнал блока 11 коррекции вызывает изменение выходного сигнала сумматора 12, воздействующего на изменение выходного сигнала усилителя ,13 мощности, который , в свою очередь, вызывает коррекцию скорости исполнительного двигателя 5 и исполнительного механизма 3.

При изменении скорости исполнительного двигателя 5 изменяется выходной сигнал датчика 14 скорости. Для того, чтобы коэффициент передачи корректировался с изменением скорости обработки, сигнал с датчика 14 скорости поступает на коммутатор 15, который в функции этого сигнала подсоединяет свой выход ко входу соответствунвдего фильтра 16, выходной сигнал которого подается на вход сумматора 12.

Выделение и преобразование выходных сигналов с датчиков натяжения позволяет получить обощенную составляющую натяжения в виде периодической составляющей. Построение системы по обощенной составляющей натяжения позволяет простыми средствами повысить быстродействие системы в три раза.

Формула изобретения

Система регулирования натяжения полотна, содержащая последовательно

соединенные датчик скорости и коммутатор, выходы которого через фильтры подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого через усилитель мощности соединен с исполнительным двигателем, вал которого соединен с датчиком скорости и входом объекта регулирования, первый выход которого соединен с первым датчиком натяжения, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия системы, в ней установлены последовательно соединенные второй датчик натяжения и блок коррекции, второй вход которого соединен с выходом первого датчика натяжения, а выход - с одним входом сумматора, вход второго датчика натяжения соединен со вторым выходом объекта регулирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 376751, кл. G 05 В 11/01, 09.08.71.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 263016, кл. G 05 В 11/01, 13.09.68.

3.Авторское свидетельство СССР

№ 608118, кл. G 05 В 11/01, 18.06.75.

4.Авторское свидетельство СССР № 378797, кл. G 05 В 11/01, 29.03.71

(прототип).

i

Ш-О

Tjfcr и V fj f ц If f t