Самонастраивающаяся система регулирования скорости

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5(59 6 05 В 13 02 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИи двтое ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46) 23.03.83. Бюл, Э 11 (72) В. В. Аржанов и В. С. Фадеев (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматиэированных систем управления-и радиоэлектроники(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 585475, кл. 6 05 В 13/02, 1974.2. Авторское свидетельство СССР В 499554, кл. 6 05 В 17/02, 1974,3. Костюк В. И. Самонастраивающиеся следящие системы. Киев, "Техника", 1966, с. 39, рис, 10.8 (прототип).(54)(57) САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ, содержащая первый сравнивающий элемент, дифференциатор и усилитель с регу,801007083 А лируемым усилением, выпрямитель и последовательно соединенные эадатчик скорости, второй сравнивающий элемент, регулирующее устройство и объект, подключенный выходом ко второмувходу второго сравнивающего элемента, первый вход которого соединен со входом модели системы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и надежности системы, в ней первый сравнивающий элемент подключен первым входом к выходу модели системы, вторым входом - к выходу объекта, а выходом - ко входу выпрямителя, выход которого подключен к первому входу усилителя срегулируежюм уси- Е лением, соединенного выходом со вторым входом регулирующего устройства, а вторым входом - с выходом диффе-ренциатора, подключенного входом С к выходу эадатчика скорости.ФЪИзобретение относится к системамавтоматического управления, предназначенным для управления автоматизированными электроприводами постоянного тока и может быть использованов системах подач металлорежущихстанков с устройством числового программного управления,Известна самонастраивающаяся система регулирования скорости, содержащая задатчик интенсивности, первыйвторой, третий сумматор, формирователь сигнала управления, электродвигатель, датчик скорости, эталоннуюмодель электродвигателя, реле, интегратор, инвертор, инерционное звено 11,В данной самонастраивающейся системе регулирования скорости динамические свойства существенно занижены за счет того, что формировательимеет определенное запаздывание,Ь компенсирующий сигнал при несоответствии динамической характеристики двигателя заданной динамическойхарактеристики подается на вход формирователя.Известна также система регулирования, содержащая последовательносоединенные эадатчик скорости, первый сумматор, регулятор скорости,второй сумматор, регулятор тока,преобразователь, электродвигатель,датчик скорости, датчик тока, эталонную модель, интегродифференцирующеезвено и блок компенсации нагрузки 2,Недостатком известной системыявляется то, что ее динамическиесвойства занижены за счет того, чтов компенсирующем сигнале не учитывается характер динамической характеристики электродвигателя, а, именно есть несоответствие динамическойхарактеристики электродвигателя иего заданной динамической характеристикиНаиболее близкой по технической.сущности к предлагаемой является настраивающая система регулирования скорости, содержащая первый сравнивающийэлемент, дифференциатор и усилительс регулируемым усилением, выпрямитель и последовательно соединенныезадатчик скорости, второй сравнивающий элемент, регулирующее устройство и объект, подключенный выходомко второму входу второго сравнивающего элемента, первый вход которого соединен со входом модели системы 3,Недостатком известной системыслужит относительно низкая точностьи сложность ее структуры, что снижает надежность работы системы.1 ель изобретения - повышение надежности системы,Поставленная цель достигаетсятем, что в системе первый сравнивающий элемент подключен первым входом к выходу модели системы, вторым входом -к выходу объекта, а выходом - ковходу выпрямителя, выход которогоподключен к первому входу усилителя 5 .с регулируемым усилением, соединенного выходом со вторым входом регулирующего устройства; а вторым входомс выходом дифференциатора, подключенного входом к выходу задатчика ско рости.На чертеже изображена функциональная схема самонастраивающейся системы регулирования скорости.Самонастраивающаяся система регулирования скорости содержит задатчик 1 скорости, первый сумматор 2,регулятор 3, скорости, второй сумматор 4, регулятор 5 тока, тиристорныйпреобразователь б, электродвигатель7, датчик 8 скорости, датчик 9 токас шунтом 10, эталонную модель 11,третий сумматор 12, дифференцирующеезвено 13, усилитель 14 с переменнымкоэффициентом, выпрямитель 15, регулирующее устройство 16 и объект, 17.Самонастраивающаяся системе регулирования скорости работает следующим образом.Последовательное .соединение задатчика 1 интенсивности первого сумматора 2, регулятора 3 скорости, второго сумматора 4, регулятора 5 тока,тиристорного преобразователя б,электродвигателя 7, датчика 8 скорости, датчика 9 тока с шунтом 10 обраЗ 5 зуют двухконтурную систему с подчиненным регулированием параметров,В самонастраивающейся системе регулирования скорости применен блоксамонастройки, включающий в себя 4 О эталонную модель 11 и третий сумматор 12, дифференцирующее звено 13,усилитель с переменным коэффициентомусиления 14 и выпрямитель 15, Входэталонной модели 11 подключен к вы ходу задатчика 1 интенсивности и мо"делирует переходную характеристикув системе регулирования, скорости(скорость вращения электродвигателя),Определение ошибки регулирования осуществляется на третьем сумматоре 12,на входы которого поступают сигналыс выхода эталонной модели 11 и с выхода датчика 8 скорости, Ошибка регулирования с выхода третьего сумматора 12 подается на выпрямитель 15,предназначенный для получения модуляошибки регулирования. Выходной сигнал выпрямителя 15 поступает на управляющий вход усилителя с переменным коэффициентом усиления 14, С по мощью дифференцирующего звена 13осуществляется получение второй производной выходного сигнала задатчика 1 скорости, причем производныйсигнал эадатчика 1 скорости через 65 усилитель 14 поступает на второй1007083 10 20 25 Составитель В. НеФедовРедактор Г. Волкова Техред М,Тепер Корректор Е. Рошко Заказ 2138/71 Тираж 872 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРФилиал ППП "Патент", г. Ужгород,.ул. Проектная, 4 сумматор 4, как положительная обратная связь. Регулирование величиныпроизводной, поступающей на входвторого сумматора 4 через усилитель14 производится в функции ошибок поскорости. При малых ошибках регулирования, когда динамическая характеристика системы регулирования скорости (выходной сигнал датчика скорости 8) соответствует заданной .динамической характеристике (на выходе эталонной модели 11), ошибкана выходе третьего сумматора 12близка к нулю, выходной сигнал выпрямителя 15 равен нулю и коэффициентусиления усилителя 14 близок к нулю.При этом производная, вводимая дифференцирующим звеном 13 на второйсумматор 4, равна нулю и контур самонастройки не влияет на работу системы регулирования скорости, При.несоответствии заданной динаьяческой характеристики системы (сигнална выходе эталонной модели 11) йдинамической характеристики системы(сигнал на выходе датчика 8 скорос,ти) появляется ошибка регулированияна выходе третьего сумматора 12, Этотсигнал поступает на вход выпрямителя 15,который выходным сигналом увеличивает коэффициенты усиления усилителя 14При этом возрастает и величина сигнала производной от задающего сигнала, получаемого дифференцирующим звеном 13 и увеличенный сигнал поступает на вход второго сумматора 4. При этом происходит форсировка динамических процессов в системе регулирования скорости и улучшение динамических свойств по управляющему воздей-. ствию.Предлагаемая самонастраивающаяся система регулирования позволяет повысить динамические свойства по управляющему воздействию, а именно расширить полосу пропускания системы в два раза при малых амплитудах задающего сигнала эа счет введения производной по заданию на вход регулятора тока, при учете, характера динамической характеристики системы.Применение предлагаемой самонастраивающейся системы регулирования скорости в металлорежущих станках с ЧПУ в качестве электропривода подачи позволяет повысить производительность труда эа счет улучшения динамических свойств, т.е. сокращения времени переходных процессов в системе.