Устройство для формирования близкой к оптимальной по быстродействию диаграммы перемещния электропривода с упругим валопроводом при ограничениях по току и скорости механизма с активным неизменным моментом сопротивления

Авторы патента:

H02P5/60 - Устройства для регулирования числа оборотов электродвигателей, основанные на сравнении измеренной скорости вращения двигателя с заданным физическим параметром, причем результат сравнения используется для регулирования

Полезная модель относится к электротехнике и может использоваться в промышленных установках для формирования близкой к оптимальной по быстродействию диаграммы перемещения электропривода с упругим валопроводом при ограничениях по току и скорости механизма с активным неизменным моментом сопротивления. Перемещение электропривода осуществляется по близкому к оптимальному по быстродействию закону и ограничениях по току и скорости механизма. Устройство для формирования близкой к оптимальной по быстродействию диаграммы перемещения электропривода с упругим валопроводом при ограничениях по току и скорости механизма с активным неизменным моментом сопротивления содержит задатчик 1, выход которого соединен с первым входом первого суммирующего блока 2, выход первого суммирующего блока 2 соединен с входом седьмого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 29, с входом восьмого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 31, с первым входом первого пропорционального блока 3, выход первого пропорционального блока 3 соединен с входом первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 4, выход первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 4, соединен с первым входом второго пропорционального блока 5, выход второго пропорционального блока 5 соединен с входом второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 6, выход второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 6, соединен с входом пятого пропорционального блока 13, выход пятого пропорционального блока 13 соединен с первым входом первого блока произведения 14, соединен с первым входом второго блока произведения 15, выход первого блока произведения 14 соединен с входом пятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 16, выход пятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 16, соединен с первым входом третьего интегрального блока 18, выход второго блока произведения 15 соединен с входом шестого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 17, выход восьмого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 17, соединен со вторым входом третьего интегрального блока 18, выход третьего интегрального блока 18 соединен с входом четвертого интегрального блока 19, с входом шестого пропорционального блока 20, с входом седьмого пропорционального блока 21, с входом восьмого пропорционального блока 22, с входом девятого пропорционального блока 23, выход четвертого интегрального блока 19 соединен с входом первого интегрального блока 7, с входом десятого пропорционального блока 24, с входом одиннадцатого пропорционального блока 25, с входом двенадцатого пропорционального блока 26, со вторым входом пятого пропорционального блока 13, выход первого интегрального блока 7 соединен с входом второго интегрального блока 8, с входом третьего пропорционального блока 9, с входом четвертого пропорционального блока 10, со вторым входом второго пропорционального блока 5,

выход второго интегрального блока 8 соединен со вторым входом первого суммирующего блока 2, выход третьего пропорционального блока 9 соединен с первым входом второго суммирующего блока 27, выход четвертого пропорционального блока 10 соединен с первым входом третьего суммирующего блока 28, выход шестого пропорционального блока 20 соединен со вторым входом второго суммирующего блока 27, выход седьмого пропорционального блока 21 соединен со вторым входом третьего суммирующего блока 28, выход восьмого пропорционального блока 22 соединен с третьим входом второго пропорционального блока 5, выход девятого пропорционального блока 23 соединен с третьим входом пятого пропорционального блока 13, выход десятого пропорционального блока 24 соединен с третьим входом второго суммирующего блока 27, выход одиннадцатого пропорционального блока 25 соединен с третьим входом третьего суммирующего блока 28, выход двенадцатого пропорционального блока 26 соединен с четвертым входом второго пропорционального блока 5, выход второго суммирующего блока 27 соединен с входом третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 11, выход четвертого суммирующего блока 28 соединен с входом четвертого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 12, выход третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 11, соединен со вторым входом первого пропорционального блока 3, выход четвертого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 12, соединен с третьим входом первого пропорционального блока 3, выход седьмого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 29, соединен с входом первого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов 30, выход восьмого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 31, соединен с входом блока, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала 32, выход блока, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала 32, соединен с входом второго блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов 33, выход первого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов 30, соединен с входом первого блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение единица (ноль) 34, с входом первого блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение ноль (единица) 35, выход второго блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов 33, соединен с входом второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение единица (ноль) 36, с входом второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение ноль (единица) 37, выход первого блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение единица (ноль) 34, соединен с первым входом четвертого суммирующего блока 38, выход первого блока, формирующего на выходе при

подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение ноль (единица) 35, соединен с первым входом пятого суммирующего блока 39, выход второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение единица (ноль) 36, соединен со вторым входом четвертого суммирующего блока 38, выход второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение ноль (единица) 37, соединен со вторым входом пятого суммирующего блока 39, выход четвертого суммирующего блока 38 соединен со вторым входом первого блока произведения 14, выход пятого суммирующего блока 39 соединен со вторым входом второго блока произведения 15. Таким образом, точность формирования близкой к оптимальной диаграммы перемещения электропривода с упругим валопроводом при ограничениях по току и скорости механизма с активным неизменным моментом сопротивления определяется настройкой линейных блоков: интегральных, пропорциональных и суммирующих; блоков произведения; а так же нелинейных блоков: ограничивающих значения своих входных сигналов, формирующих на выходе при подаче на их вход положительных (отрицательных) сигналов значение единица (ноль), формирующих на выходе при подаче на их входа положительных (отрицательных) сигналов значение ноль (единица), формирующих на выходе абсолютные значения своих входных сигналов и формирующих на выходе алгебраическую сумму значений своих входных и опорных сигналов.

Аналогом разработанного устройства является устройство для формирования оптимальной по быстродействию диаграммы перемещения электропривода с моментом сопротивления типа сухого трения при ограничении по току и скорости /Добробаба Ю.П., Ивченко В.В., Барандыч В.Ю. Устройство, формирующее оптимальную по быстродействию диаграмму перемещения электропривода с моментом сопротивления типа сухого трения при ограничении по току и скорости.// Материалы международной научно-практической конференции "Электроэнергетические комплексы и системы." - Краснодар: Изд. КубГТУ, 2006. - С.101-105/.

Наиболее близким к заявляемому устройству для формирования близкой к оптимальной по быстродействию диаграммы перемещения электропривода с упругим валопроводом при ограничениях по току и скорости механизма с активным неизменным моментом сопротивления является устройство для формирования оптимальной по быстродействию диаграммы перемещения электропривода с активным неизменным моментом сопротивления при ограничении по току и скорости /Добробаба Ю.П., Ивченко В.В., Барандыч В.Ю. Устройство, формирующее оптимальную по быстродействию диаграмму перемещения электропривода с активным неизменным моментом сопротивления при ограничении по току и скорости.// Материалы международной научно-практической конференции "Электроэнергетические комплексы и системы." - Краснодар: Изд. КубГТУ, 2006. - С.106-110./, которое принимается за прототип.

Прототип содержит: задатчик, выход которого соединен с первым входом суммирующего блока, выход суммирующего блока соединен с входом первого пропорционального блока, выход первого пропорционального блока соединен с входом первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с первым входом второго пропорционального блока, выход второго пропорционального блока соединен с входом второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход второго блока, ограничивающего

значение своего входного сигнала, соединен с входом первого интегрального блока, выход первого интегрального блока соединен с входом второго интегрального блока, со вторым входом второго пропорционального блока, с входом третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, с входом четвертого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход второго интегрального блока соединен со вторым входом суммирующего блока, выход третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с входом третьего пропорционального блока, выход третьего пропорционального блока соединен с третьим входом суммирующего блока, выход четвертого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с входом четвертого пропорционального блока, выход четвертого пропорционального блока соединен с четвертым входом суммирующего блока.

Существующий прототип не позволяет реализовать близкую к оптимальной диаграмму перемещения электропривода с упругим валопроводом при ограничении по току и скорости механизма с активным неизменным моментом сопротивления.

Техническим результатом полезной модели является разработка устройства, формирующего близкую к оптимальной по быстродействию диаграмму перемещения электропривода с упругим валопроводом при ограничениях по току и скорости механизма с активным неизменным моментом сопротивления и позволяющего совместно с системой автоматического регулирования положения электропривода достичь необходимой интенсивности перемещения, и, как следствие, увеличить производительность промышленных установок.

Технический результат достигается в устройстве для формирования близкой к оптимальной по быстродействию диаграммы перемещения электропривода с упругим валопроводом при ограничениях по току и скорости механизма с активным неизменным моментом сопротивления тем, что в известное устройство введены пятый пропорциональный блок, первый вход которого соединен с выходом второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход которого соединен с первым входом первого блока произведения и первым входом второго блока произведения, выход первого блока произведения соединен с входом пятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход второго блока произведения соединен с входом шестого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход пятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с первым входом третьего интегрального блока, выход шестого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен со вторым входом третьего интегрального блока, выход третьего интегрального блока соединен с входом четвертого интегрального блока, с входом шестого пропорционального блока, с входом седьмого пропорционального блока, с входом восьмого пропорционального блока и с входом девятого пропорционального блока, выход четвертого интегрального блока соединен с входом первого интегрального блока, с входом десятого пропорционального блока, с входом одиннадцатого

пропорционального блока, с входом двенадцатого пропорционального блока и со вторым входом пятого пропорционального блока, выход третьего пропорционального блока соединен с первым входом второго суммирующего блока, выход четвертого пропорционального блока соединен с первым входом третьего суммирующего блока, выход шестого пропорционального блока соединен со вторым входом второго суммирующего блока, выход седьмого пропорционального блока соединен со вторым входом третьего суммирующего блока, выход восьмого пропорционального блока соединен с третьим входом второго пропорционального блока, выход девятого пропорционального блока соединен с третьим входом пятого пропорционального блока, выход десятого пропорционального блока соединен с третьим входом второго суммирующего блока, выход одиннадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом третьего суммирующего блока, выход двенадцатого пропорционального блока соединен с четвертым входом второго пропорционального блока, выход второго суммирующего блока соединен с входом третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход четвертого суммирующего блока соединен с входом четвертого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен со вторым входом первого пропорционального блока, выход четвертого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с третьим входом первого пропорционального блока, седьмой блок, ограничивающий значение своего входного сигнала, вход которого соединен с выходом первого суммирующего блока, а выход которого соединен с входом первого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, восьмой блок, ограничивающий значение своего входного сигнала, вход которого соединен с выходом первого суммирующего блока, а выход которого соединен с входом блока, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала, выход блока, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала, соединен с входом второго блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, выход первого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом первого блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение единица (ноль), с входом первого блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение ноль (единица), выход второго блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение единица (ноль), с входом второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение ноль (единица), выход первого блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение единица (ноль), соединен с первым входом четвертого

суммирующего блока, выход первого блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение ноль (единица), соединен с первым входом пятого суммирующего блока, выход второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение единица (ноль), соединен со вторым входом четвертого суммирующего блока, выход второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение ноль (единица), соединен со вторым входом пятого суммирующего блока, выход четвертого суммирующего блока соединен со вторым входом первого блока произведения, выход пятого суммирующего блока соединен со вторым входом второго блока произведения.

Цифровое моделирование задатчика интенсивности, формирующего близкую к оптимальной по быстродействию диаграмму перемещения электропривода с упругим валопроводом при ограничениях по току и скорости механизма с активным неизменным моментом сопротивления, и системы автоматического регулирования положения электропривода позволило проверить полученные закономерности и работоспособность исследуемых диаграмм. Разработан, реализован и экспериментально исследован задатчик интенсивности на базе программируемого PC, формирующий близкую к оптимальной по быстродействию диаграмму перемещения электропривода с упругим валопроводом при ограничениях по току и скорости механизма с активным неизменным моментом сопротивления.

Перемещение электропривода осуществляется по близкому к оптимальному по быстродействию закону и ограничениях по току и скорости механизма, что видно из представленных ниже уравнений и соотношений.

Электропривод с двигателем постоянного тока, упругим валопроводом и активным неизменным моментом сопротивления описывается уравнениями:

где U - напряжение, приложенное к якорной цепи электродвигателя, В;

M_c - момент сопротивления электропривода, Н·м;

I_я - ток якорной цепи электродвигателя, А;

₁ - угловая скорость электродвигателя, ;

₂ - угловая скорость исполнительного органа механизма, ;

₁ - угол поворота электродвигателя, рад;

₂ - угол поворота исполнительного органа механизма, рад;

M_y - момент упругий, Н·м;

С_е - коэффициент электродвигателя,

С_м - коэффициент электродвигателя, В·с;

R_я - сопротивление якорной цепи электродвигателя, Ом;

J₁ - момент инерции электродвигателя, кг·м²;

J₂ - момент инерции исполнительного органа механизма, кг·м²,

С_у - жесткость валопровода, .

Критерий оптимизации

где T - длительность цикла, с.

По техническим и технологическим требованиям на электропривод с упругим валопроводом накладываются ограничения:

где U_доп - допустимое значение напряжения, приложенного к якорной цепи электродвигателя, В;

I_доп - допустимое значение тока якорной цепи электродвигателя, А;

_доп - допустимое значение угловой скорости электропривода, .

Начальные значения контролируемых координат:

где _нач - начальное значение угла поворота исполнительного органа механизма рад.

Конечные значения контролируемых координат:

где _кон - конечное значение угла поворота исполнительного органа механизма, рад.

Задача близкого к оптимальному по быстродействию управления перемещением электроприводов с упругими валопроводами при ограничениях по току и скорости механизма с активным неизменным моментом сопротивления формулируется следующим образом: определить диаграмму отработки заданного изменения угла поворота электропривода, удовлетворяющую системе уравнений (1) и доставляющую минимум интегралу (2), при ограничениях (3), начальных значениях (4) и конечных значениях (5).

Для близкой к оптимальной по быстродействию диаграммы перемещения электропривода с упругим валопроводом при ограничениях по току и скорости механизма справедливы соотношения, как описано в статье /Добробаба Ю.П., Ивченко В.В. Разработка близкой к оптимальной по быстродействию диаграммы перемещения электропривода с упругим валопроводом при ограничениях по току и скорости механизма.// Известия высших учебных заведений "Пищевая технология" - Краснодар: Изд. КубГТУ, 1' 2007. - С.76-78/:

где t₁ - длительность первого, второго, четвертого, пятого, седьмого, восьмого, десятого и одиннадцатого этапов, с;

t₂ - длительность третьего этапа, с;

t₃ - длительность шестого этапа, с;

t₄ -длительность девятого этапа, с;

T - длительность цикла, с.

При _кон>_нач

- максимальное при разгоне значение третьей производной угловой скорости исполнительного органа механизма, ;

- максимальное при торможении значение третьей производной угловой скорости исполнительного органа механизма, ;

- максимальное при разгоне значение первой производной угловой скорости исполнительного органа механизма, ;

- максимальное при торможении значение первой производной угловой скорости исполнительного органа механизма, .

При _кон<_нач

- максимальное при торможении значение первой производной угловой скорости исполнительного органа механизма, ;

- максимальное при разгоне значение первой производной угловой скорости исполнительного органа механизма, .

Проведенные исследования показывают, что перемещение исполнительного органа механизма осуществимо за одиннадцать этапов.

Таким образом, совокупность существенных признаков, указанная в формуле полезной модели позволяет достичь желаемого технического результата.

На фигуре 1 представлена структурная схема устройства для формирования диаграммы перемещения электропривода с упругим валопроводом при ограничениях по току и скорости механизма с активным неизменным моментом сопротивления.

На фигурах 2 и 3 представлена диаграмма перемещения электропривода с упругим валопроводом при ограничениях по току и скорости механизма с активным неизменным моментом сопротивления при _кон>_нач.

На фигурах 4 и 5 представлена диаграмма перемещения электропривода с упругим валопроводом при ограничениях по току и скорости механизма с активным неизменным моментом сопротивления при _кон<_нач.

пропорционального блока 10 соединен с первым входом третьего суммирующего блока 28, выход шестого пропорционального блока 20 соединен со вторым входом второго суммирующего блока 27, выход седьмого пропорционального блока 21 соединен со вторым входом третьего суммирующего блока 28, выход восьмого пропорционального блока 22 соединен с третьим входом второго пропорционального блока 5, выход девятого пропорционального блока 23 соединен с третьим входом пятого пропорционального блока 13, выход десятого пропорционального блока 24 соединен с третьим входом второго суммирующего блока 27, выход одиннадцатого пропорционального блока 25 соединен с третьим входом третьего суммирующего блока 28, выход двенадцатого пропорционального блока 26 соединен с четвертым входом второго пропорционального блока 5, выход второго суммирующего блока 27 соединен с входом третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 11, выход четвертого суммирующего блока 28 соединен с входом четвертого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 12, выход третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 11, соединен со вторым входом первого пропорционального блока 3, выход четвертого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 12, соединен с третьим входом первого пропорционального блока 3, выход седьмого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 29, соединен с входом первого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов 30, выход восьмого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала 31, соединен с входом блока, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала 32, выход блока, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала 32, соединен с входом второго блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов 33, выход первого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов 30, соединен с входом первого блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение единица (ноль) 34, с входом первого блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение ноль (единица) 35, выход второго блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов 33, соединен с входом второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение единица (ноль) 36, с входом второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение ноль (единица) 37, выход первого блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение единица (ноль) 34, соединен с первым входом четвертого суммирующего блока 38, выход первого блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение ноль (единица) 35, соединен с первым входом пятого суммирующего блока 39, выход второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного

(отрицательного) сигнала значение единица (ноль) 36, соединен со вторым входом четвертого суммирующего блока 38, выход второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение ноль (единица) 37, соединен со вторым входом пятого суммирующего блока 39, выход четвертого суммирующего блока 38 соединен со вторым входом первого блока произведения 14, выход пятого суммирующего блока 39 соединен со вторым входом второго блока произведения 15.

На входы первого суммирующего блока 2 подаются сигнал с задатчика 1, соответствующий величине заданного перемещения электропривода, и сигнал обратной отрицательной связи, соответствующий углу поворота исполнительного органа механизма. Первый суммирующий блок 2 суммирует сигналы, поступающие на его входы. На входы первого пропорционального блока 3 подаются выходной сигнал с первого суммирующего блока 2, сигнал обратной отрицательной связи, поступающий с третьего блока ограничения 11 (сигналы обратных отрицательных связей, соответствующих: произведению третьего пропорционального блока 9 и сигнала, соответствующего скорости исполнительного органа механизма; произведению десятого пропорционального блока 24 и сигнала, соответствующего первой производной скорости исполнительного органа механизма; произведению шестого пропорционального блока 20 и сигнала, соответствующего второй производной скорости исполнительного органа механизма; суммируются вторым суммирующим блоком 27 и, полученный сигнал поступает на вход третьего блока ограничения 11, пропускающего только положительный сигнал), и сигнал обратной отрицательной связи, поступающий с четвертого блока ограничения 12 (сигналы обратных отрицательных связей, соответствующих: произведению четвертого пропорционального блока 10 и сигнала, соответствующего скорости исполнительного органа механизма; произведению одиннадцатого пропорционального блока 25 и сигнала, соответствующего первой производной скорости исполнительного органа механизма; произведению седьмого пропорционального блока 21 и сигнала, соответствующего второй производной скорости исполнительного органа механизма; суммируются третьим суммирующим блоком 28 и, полученный сигнал поступает на вход четвертого блока ограничения 12, пропускающего только отрицательный сигнал). Первый пропорциональный блок 3 усиливает суммарный сигнал, первый блок ограничения 4 ограничивает сигнал, поступающий с выхода первого пропорционального блока 3 до _доп(-_доп). На входы второго пропорционального блока 5 подаются сигнал с выхода первого блока ограничения 4, сигнал обратной отрицательной связи, соответствующий скорости исполнительного органа механизма, сигнал обратной отрицательной связи, соответствующий произведению двенадцатого пропорционального блока

26 и сигнала, соответствующего первой производной скорости исполнительного органа механизма, сигнал обратной отрицательной связи, соответствующий произведению восьмого пропорционального блока 22 и сигнала, соответствующего второй производной скорости исполнительного органа механизма. Второй пропорциональный блок 5 усиливает суммарный сигнал, второй блок ограничения 6 ограничивает сигнал, поступающий с выхода второго пропорционального блока 5 до . На входы пятого пропорционального блока 13 подаются сигнал с выхода второго блока ограничения 6, сигнал обратной отрицательной связи, соответствующий первой производной скорости исполнительного органа механизма, сигнал обратной отрицательной связи, соответствующий произведению девятого пропорционального блока 23 и сигнала, соответствующего второй производной скорости исполнительного органа механизма. С выхода первого суммирующего блока 2 сигнал поступает на вход седьмого блока ограничения 29, пропускающего только положительный сигнал. С выхода первого суммирующего блока 2 сигнал поступает на вход восьмого блока ограничения 31, пропускающего только отрицательный сигнал. С выхода седьмого блока ограничения 29 сигнал поступает на вход первого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов 30. С выхода восьмого блока ограничения 31 сигнал поступает на вход блока, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала 32. С выхода блока, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала 32, сигнал поступает на вход второго блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов 33. Выходной сигнал первого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов 30, поступает на вход первого блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение единица (ноль) 34, и на вход первого блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение ноль (единица) 35. Выходной сигнал второго блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов 33, поступает на вход второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение единица (ноль) 36, и на вход второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение ноль (единица) 37. Во четвертом суммирующем блоке 38 суммируются сигналы, поступающие на его входы с первого блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение единица (ноль) 34, и со второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение единица (ноль) 36. В пятом суммирующем блоке 39 суммируются сигналы, поступающие на его входы с первого блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение ноль (единица) 35, и со второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала

значение ноль (единица) 37. В первом блоке произведения 14 осуществляется умножение выходного сигнала четвертого суммирующего блока 38 и выходного сигнала пятого пропорционального блока 13. Во втором блоке произведения 15 осуществляется умножение выходного сигнала пятого суммирующего блока 39 и выходного сигнала пятого пропорционального блока 13. Пятый блок ограничения 16 ограничивает сигнал, поступающий с выхода первого блока произведения 14 до . Шестой блок ограничения 17 ограничивает сигнал, поступающий с выхода второго блока произведения 15 до . Выходной сигнал пятого блока ограничения 16 и шестого блока ограничения 17 соответствует третьей производной скорости исполнительного органа механизма. Третий интегральный блок 18 интегрирует сигналы, поступающие с выходов пятого блока ограничения 16 и шестого блока ограничения 17. Выходной сигнал третьего интегрального блока 18 соответствует второй производной скорости исполнительного органа механизма. Четвертый интегральный блок 19 интегрирует сигнал, поступающий с выхода третьего интегрального блока 18. Выходной сигнал четвертого интегрального блока 19 соответствует первой производной скорости исполнительного органа механизма. Первый интегральный блок 7 интегрирует сигнал, поступающий с выхода четвертого интегрального блока 19. Выходной сигнал первого интегрального блока 7 соответствует скорости исполнительного органа механизма. Второй интегральный блок 8 интегрирует сигнал, поступающий с выхода первого интегрального блока 7. Выходной сигнал второго интегрального блока 8 соответствует углу перемещения исполнительного органа механизма.

В моменты времени (4t₁+t₂+t₃), (6t₁+t₂+t₃+t₄), (7t₁+t₂ +t₃+t₄), (8t₁+t₂+t₃+t₄) напряжение на входе первого блока ограничения равно 0. В моменты времени (2t₁+t₂), (3t₁+t₂ ), (4t₁+t₂) напряжение на входе второго блока ограничения равно 0. В моменты времени t₁, 2t₁ напряжение на входе пятого блока ограничения равно 0. В моменты времени (5t₁+t₂+t₃), (6t₁+t₂ +t₃), напряжение на входе шестого блока ограничения равно 0.

Рассмотрен вопрос формирования оптимальной по быстродействию диаграммы перемещения электропривода с моментом сопротивления типа сухого трения при ограничениях по току и скорости механизма при выполнении условия _КОН>_НАЧ.

Предлагаемое устройство позволяет формировать оптимальную по быстродействию диаграмму перемещения электропривода с моментом сопротивления типа сухого трения при ограничениях по току и скорости механизма при выполнении условия _КОН<_НАЧ.

на входе пятого блока ограничения равно 0. В моменты времени t₁, 2t₁ напряжение на входе шестого блока ограничения равно 0.

С увеличением коэффициентов первого пропорционального блока К₁, второго пропорционального блока К₂ и пятого пропорционального блока К₅повышается точность формирования близкой к оптимальной диаграммы перемещения электропривода с упругим валопроводом при ограничениях по току и скорости механизма с активным неизменным моментом сопротивления.

Коэффициенты остальных пропорциональных блоков определяются соответственно по формулам:

Значение величин опорных сигналов блоков, формирующих на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, определяются соответственно формулам:

Таким образом, точность формирования близкой к оптимальной диаграммы перемещения электропривода с упругим валопроводом при ограничениях по току и скорости механизма с активным неизменным моментом сопротивления определяется настройкой линейных блоков: интегральных, пропорциональных и суммирующих; блоков произведения; а так же нелинейных блоков:

ограничивающих значения своих входных сигналов, формирующих на выходе при подаче на их вход положительных (отрицательных) сигналов значение единица (ноль), формирующих на выходе при подаче на их входа положительных (отрицательных) сигналов значение ноль (единица), формирующих на выходе абсолютные значения своих входных сигналов и формирующих на выходе алгебраическую сумму значений своих входных и опорных сигналов.

Устройство для формирования близкой к оптимальной по быстродействию диаграммы перемещения электропривода с упругим валопроводом при ограничениях по току и скорости механизма с активным неизменным моментом сопротивления, содержащее задатчик, выход которого соединен с первым входом первого суммирующего блока, выход первого суммирующего блока соединен с первым входом первого пропорционального блока, выход первого пропорционального блока соединен с входом первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход первого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с первым входом второго пропорционального блока, выход второго пропорционального блока соединен с входом второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, первый интегральный блок, выход которого соединен с входом второго интегрального блока, со вторым входом второго пропорционального блока, с входом третьего пропорционального блока, с входом четвертого пропорционального блока, выход второго интегрального блока соединен со вторым входом первого суммирующего блока, третий блок, ограничивающий значение своего входного сигнала, четвертый блок, ограничивающий значение своего входного сигнала, отличающееся тем, что в устройство введены пятый пропорциональный блок, первый вход которого соединен с выходом второго блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход которого соединен с первым входом первого блока произведения и первым входом второго блока произведения, выход первого блока произведения соединен с входом пятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход второго блока произведения соединен с входом шестого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход пятого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с первым входом третьего интегрального блока, выход шестого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен со вторым входом третьего интегрального блока, выход третьего интегрального блока соединен с входом четвертого интегрального блока, с входом шестого пропорционального блока, с входом седьмого пропорционального блока, с входом восьмого пропорционального блока и с входом девятого пропорционального блока, выход четвертого интегрального блока соединен с входом первого интегрального блока, с входом десятого пропорционального блока, с входом одиннадцатого пропорционального блока, с входом двенадцатого пропорционального блока и со вторым входом пятого пропорционального блока, выход третьего пропорционального блока соединен с первым входом второго суммирующего блока, выход четвертого пропорционального блока соединен с первым входом третьего суммирующего блока, выход шестого пропорционального блока соединен со вторым входом второго суммирующего блока, выход седьмого пропорционального блока соединен со вторым входом третьего суммирующего блока, выход восьмого пропорционального блока соединен с третьим входом второго пропорционального блока, выход девятого пропорционального блока соединен с третьим входом пятого пропорционального блока, выход десятого пропорционального блока соединен с третьим входом второго суммирующего блока, выход одиннадцатого пропорционального блока соединен с третьим входом третьего суммирующего блока, выход двенадцатого пропорционального блока соединен с четвертым входом второго пропорционального блока, выход второго суммирующего блока соединен с входом третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход четвертого суммирующего блока соединен с входом четвертого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход третьего блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен со вторым входом первого пропорционального блока, выход четвертого блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с третьим входом первого пропорционального блока, седьмой блок, ограничивающий значение своего входного сигнала, вход которого соединен с выходом первого суммирующего блока, а выход которого соединен с входом первого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, восьмой блок, ограничивающий значение своего входного сигнала, вход которого соединен с выходом первого суммирующего блока, а выход которого соединен с входом блока, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала, выход блока, формирующего на выходе абсолютное значение своего входного сигнала, соединен с входом второго блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, выход первого блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом первого блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение единица (ноль), с входом первого блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение ноль (единица), выход второго блока, формирующего на выходе алгебраическую сумму значений своего входного и опорного сигналов, соединен с входом второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение единица (ноль), с входом второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение ноль (единица), выход первого блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение единица (ноль), соединен с первым входом четвертого суммирующего блока, выход первого блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение ноль (единица), соединен с первым входом пятого суммирующего блока, выход второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение единица (ноль), соединен со вторым входом четвертого суммирующего блока, выход второго блока, формирующего на выходе при подаче на его вход положительного (отрицательного) сигнала значение ноль (единица), соединен со вторым входом пятого суммирующего блока, выход четвертого суммирующего блока соединен со вторым входом первого блока произведения, выход пятого суммирующего блока соединен со вторым входом второго блока произведения.