Устройство для управления электроприводом

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>980067 (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9752223 (22) Заявлено 18Я681 (21)»01432/18-24 (ф ) М Кд 3

G 05 В 11/01 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 62. 50 (088.8) Опубликовано 07.1232. Бюллетень М45

Дата опубликования описания 0712В2 (72) Автор изобретения

А. В. Садовой (*)"

Коммунарский горно-металлургический инстнтут

5 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ к„ о„=р 3,, (э) Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и предназначено для управления позиционными механизмами, обеспечивающими перемещение рабочего органа н заданное положение.

По основному ант.сн. 9 752223 известно устройство для управления электроприводом, содержащее нелинейный преобразователь, последовательно соединенные регулятор положения, задатчик интенсивности, регулятор скорости, регулятор тока, тиристорный преобразователь и двигатель, первый выход которого через датчик то ка соединен с соответствующим входом регулятора тока, второй выход связан через датчик положения с первым входом регулятора положения и через датчик скорости †. с соотнетстнующим нходом регулятора скорости, причем вход нелинейного преобразователя соединен с выходом датчика скорости, выход— с вторым входом регулятора положения, с третьим входом которого снязан выход регулятора тока, а с четвертым— выход датчика тока, кроме того регулятор положения выполнен в ниде релейного элемента(1) °

В известном устройстве релейный .регулятор положения при стабилизации рабочего органа в заданном положении работает в скользящем режиме, осуществляя переключение на гиперплоскости скольжения.

5=-а -Ы-А м -А 3 -Я 0 =О (l) о g кСЗУ

10 где et,oL- соответственно заданное и текущее значение положения рабочего органа ; м — угловая скорость вращения двигателя;

15 3 — статический ток двигателя;

Цу — напряжение регулятора тока;

Я,А,Аз — весовые коэффициенты.

В соответствии с уравнением (1 ) в известном устройстве после оконча-.

20 ния переходного процесса при наличии постоянно действующего возмущения в виде потенциального статического момента рабочий орган займет положение

Я23С RÇÎó. (й)

Напряжение регулятора тока U> связано с величиной статического тока соотношением

980067 где Kä - коэффициент усиления тирис торного преобразователя

) сопротивление якорной цепи двигателя.

С учетом соотношения (-3 ) выражение (2)примет вид

Р-ИС, (4 где

"и

<-4 +4з к

18

Таким образом в известном устройстве при наличии потенциального статического момента отработка заданного перемещения осуществляется с ошибкой, пропорциональной действующему 35 возмущению, что снижает точность работы механизма.

Цель изобретения - повышение точности работы устройства.

Укаэанная цель достигается тем, 2О что в устройство для управления электроприводом введены два дифференциатора, причем первый дифференциатор включен в цепь обратной связи с выхода регулятора тока на вход регулятора положения, а второй дифференциатор — в обратную связь с выхода датчика тока на вход регулятора положения.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит регулятор 1 скорости, регулятор 2 тока, тиристорный йреобразователь 3, двигатель 4, датчик 5 тока, датчик 6 скорости, датчик 7 положения, нелинейный преобразователь 8, регулятор 9 положения, выполненный релейным. Релейный элемент 10, интегратор 11, инвертор 12 образуют задатчик 13 интенсивности.

Устройство содержит также реальные 40 дифференциаторы 14 и 15. На вход релейного регулятора 9 положения поступают сигналы обратных связей по текущему значению перемещения, квадрата скорости двигателя, производ- 45 ных тока якорной цепи и напряжения регулятора тока.

При стабилизации положения на заданном уровне регулятор 9 положения (релейный элемент) работает в сколь- gp вящем режиме под действием обратной связи по производной напряжения регулятора тока, переключаясь на гиперплоскости скольжения.

В статике, т.е. после окончания переходного процесса, скорость двигателя и оператор дифференцирования равны нулю. Поэтому стабилизация ра- g) бочего органа осуществляется в соответствии с уравнением (5 ) на уровне k = с(о.

Таким образом, введение двух дифференциаторов, один из которых вклю- 65 чен в разрыв обратной связи с датчика тока на вход регулятора положения, а другой — в разрыв обрат-. ной связи с выхода регулятора тока на вход регулятора положения позволяет обеспечить отработку заданного перемещения без ошибки.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии на входе релейного элемента 9 сигнала, пропорционального требуемому перемещению, релейный элемент 9 под действием обратной связи по производной напряжения регулятора тока, поступающей на вход регулятора 9 положения с выхода регулятора 2 тока через дифференциатор 14, работает в скользящем режиме,т ° е. переключается с высокой частотой, поддерживая напряжение на выходе регулятора 2 тока, равное нулю.

При этом напряжение тиристорного.преобразователя 3 также равно нулю и . двигатель 4 неподвижен. После подачи на вход системы задания на требуемое перемещение релейный элемент 9 выдает максимальное напряжение на вход релейного элемента 10, который в свою очередь, выдает максимальное напряжение на интегратор

11. Напряжение на выходе задатчика 13 интенсивности(интегратора 11)меняется по линейному закону в соответствии с заданным ускорением двигателя и поступает на вход регулятора 1 скорости, который через регулятор 2 тока управляет напряжением тиристорного преобразователя 3, обеспечивая разгон двигателя 4 с заданным ускорением.

После достижения выходным напряжением интегратора 11 значения, соответствующего максимально допустимой скорости двигателя 4, релейный элемент 10 через инвертор 12 переводится в скользящий режим, осуществляя стабилизацию выходного напряжения задатчика 13 интенсивности на заданном уровне. Регулятор 1 скорости осуществляет стабилизацию скорости двигателя 4 под действием обратной связи по скорости, сигнал которой вырабатывается датчиком 6 скорости. По мере отработки перемещения увеличивается сигнал обратной связи по перемещению, который вырабатывается датчиком 7 положения и поступает на вход релейного регулятора 9 положения. В результате суммарного действия обратной связи по положению, обратной связи по квадрату скорости, которая вырабатывается нелинейным преобразователем 8, обратной связи по производной тока, вырабатываемой датчиком 5 тока и дифференциатором 14, и обратной связи по производной напряжения регулятора тока, вырабатываемой дифференциато9800б7

Составитель В. Грибова

Редактор Ю.Середа Техред М.Надь Корре к тор Г. Реше т ни к,Заказ 9358/37 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул; Проектная, 4 ром 15, релейный регулятор 9 переключается в другое устойчивое положение.и выдает на вход релейного элемента 10 максимальное напряжение противоположной полярности, переводя двигатель в тормозной режим. После 5 отработки заданного перемещения релейный регулятор 9 вновь переводится в скользящий режим действием обратной связи по .производной напряжения регулятора 2 тока. Регулятор 2 тока обес- 10 печивает стабилизацию тока якоря двигателя 4 на максимально допусти1 мом уровне в режиме упора.

Преимуществом предлагаемого устройства является введение дифференци- $5 аторов в цепях обратных связей по току и напряжению регулятора тока, что позволяет повысить точность отработки заданного перемещения при наличии потенциального статического момента на валу двигателя.

Предлагаемое устройство может найти широкое применение в электроприводах позиционных механизмов, в частности для приводов промышленных роботов и манипуляторов.

Формула изобретения

Устройство для управления электроприводом по авт.св. В 752223, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его точности,в него введены два дифференцнатора, причем первый дифференциатор включен в цепь обратной связи с выхода регулятора тока на вход регулятора положения, а второй днфференцнатор — в обратную связь с выхода датчиме тона на вход регулятора положения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 752223, кл.. G 05 В 11/01, 1980 (прототип).