Использование: может найти применение в адаптивных и самонастраивающихся системах. Сущность: устройство оценивания параметров электродвигателя содержит измерители тока, его производной и частоты вращения выходного вала, сумматор, первую и вторую группы умножителей, группу масштабирующих устройств, группу интеграторов, входы которых через масштабирующие устройства соединены с выходами второй группы умножителей. Формирователь сигнала ошибки включен между входным управляющим сигналом электродвигателя и выходным сигналом сумматора, выход которого соединен с вторыми входами второй группы умножителей, первые входы которых соединены с выходами измерителей тока, его производной и частоты вращения выходного вала электродвигателя соответственно. Выходы интеграторов соединены с вторыми входами первой группы умножителей, первые входы которых соединены с выходами вышеназванных измерителей, а выходы - с соответствующими входами сумматора, причем общее число входов сумматора равно числу оцениваемых параметров. В данном устройстве минимизируемый функционал формируют в виде квадрата разности входного управляющего напряжения и выходного сигнала математической модели электродвигателя в текущий момент времени. 2 ил.
Изобретение относится к автоматизированному электроприводу, в частности к автоматизированной идентификации электропривода, и может найти применение в адаптивных и самонастраивающихся системах.
Целью изобретения является упрощение устройства.
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства оценивания параметров электродвигателя; на фиг. 2 - графики переходных процессов оценивания параметров r (фиг. 2а), L (фиг. 2в) и
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
(фиг. 2с) электродвигателя с параметрами r
о = 20 м, L
о = 0,04 Гн, C
о = 0,4 Вс/рад.
Схема (фиг. 1) содержит электродвигатель 1, параметры которого подлежат оценке, датчики 2-4 соответственно тока, производной по времени от тока, частоты вращения выходного вала электродвигателя, первую 5, 6, 7 и вторую 8, 9, 10 группы умножителей, сумматор 11, формирователь 12 сигнала ошибки, масштабирующие устройства 13 - 15 и интеграторы 16 - 18. Число умножителей в каждой группе, число масштабирующих устройств и число интеграторов равно числу оцениваемых параметров и в рассматриваемом случае равно трем. Датчики 2 и 3 установлены в якорной цепи электродвигателя 1, датчик 4 установлен на выходном валу электродвигателя 1. Входное управляющее напряжение поступает одновременно на вход усилителя мощности (на чертеже не показан) электродвигателя 1 и на первый вход формирователя 12.
Выходы датчиков 2 - 4 соединены с первыми входами обеих групп умножителей 5, 6, 7 и 8, 9, 10 соответственно. Выходы умножителей 5 - 7 соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами сумматора 11, выход которого соединен с вторым входом формирователя 12. Выход формирователя 12 соединен с вторыми входами умножителей 8 - 10 соответственно, выходы которых через масштабирующие устройства 13 - 15 соединены с входами интеграторов 16 - 18 соответственно. Выходы интеграторов соединены с вторыми входами умножителей 5 - 7 соответственно.
Устройство работает следующим образом.
Оценивают параметры двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Уравнение баланса напряжений имеет вид: U
о = r
о i + L
оi' + C
о ![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
, (1) где U
о - выходное управляющее напряжение; r
o - активное сопротивление обмотки якоря; L
o - индуктивность обмотки якоря; C
о - постоянная ЭДС; i, i' - ток якоря и его производная по времени;
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
- частота вращения выходного вала электродвигателя.
Минимизируют функционал вида V =
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/312/3124708.gif)
(U
o-U)
2 (2) U = r
i + L
i' + C
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
(3) где r, L, C - оценки параметров r
о, L
о, C
о в текущий момент времени.
Уравнение (3) описывает математическую модель электродвигателя в текущий момент времени.
При переменных по времени величинах i, i',
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
, U
о, которые являются известными коэффициентами при искомых величинах r, L, C, достижение минимума функционала (2) обеспечивается равенствами:
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/312/3124716.gif)
(4) где K
r, K
L, K
c - масштабирующие коэффициенты;
T - постоянная времени сходимости процесса минимизации функционала (2).
Искомые оценки параметров r, L, C получают в результате интегрирования уравнения (4) при произвольных начальных условиях.
В процессе функционирования электродвигателя под действием сигнала U
о датчики 2 - 4 вырабатывают сигналы i, i' и
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
, пропорциональные величинам тока в якорной обмотке, его производной и частоте вращения выходного вала соответственно.
Первая группа умножителей формирует произведения i
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
r, i
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
L,
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
c, где r, L, C - значения оценок параметров выработанные в процессе работы устройства. В начальный момент времени t
н величины r
н могут быть установлены произвольными, в том числе равными нулю. На выходе сумматора 11 формируется сигнал U в соответствии с уравнением (3). Сигнал U поступает на второй вход формирователя 12, где он сравнивается с сигналом U
о. Сигнал ошибки (невязки)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
U = U - U
о умножается на сигналы i, i',
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
на умножителях 8 - 10. Полученные произведения
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
U
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
i,
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
U
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
i' и
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
U
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/729.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
масштабируются устройствах 13 - 15 настроенными на коэффициенты K
r, K
L и K
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
соответственно, а затем интегрируются с постоянной времени T в интеграторах 16 - 18. На выходах интеграторов 16 - 18 формируются текущие значения оценок r, L, C, которые являются выходными сигналами устройства оценивания. Одновременно они поступают на вторые входы умножителей 6 и 7.
Использование данного устройства в автоматизированном электроприводе позволяет упростить вычислительную процедуру и алгоритм автоматизации и тем самым повысить ее эффективность, например, увеличить число оцениваемых параметров электропривода без заметного увеличения объема вычислений и усложнения устройства.
Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее датчики тока, его производной и частоты вращения выходного вала, предназначенные для соединения с электродвигателем, сумматор, первую и вторую группы умножителей, группу из трех масштабирующих блоков и группу из трех интеграторов, входы которых через масштабирующие блоки соединены с выходами второй группы умножителей, блок задания электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, введен формирователь сигнала ошибки, включенный между выходом блока задания электродвигателя и выходом сумматора, выход которого соединен с вторыми входами второй группы умножителей, первые входы которых соединены с выходами датчиков тока, его производной и частоты вращения соответственно, выходы интеграторов соединены с вторыми входами первой группы умножителей, первые входы которой соединены с выходами датчиков тока, его производной и частоты вращения, а выходы - с первым, вторым и третьим входами сумматора.
РИСУНКИ
Рисунок 1,
Рисунок 2