Электропривод с подчиненным регулированием параметров

(19 1)4 Н 02 Р 5 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханикипри Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники(56) Авторское свидетельство СССРУ 1239819, кл. Н 02 Р 5/06, 1985.(54) ЭЛЕКТРОПРИВОД С ПОДЧИНЕННЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ПАРАМЕТРОВ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля управления электродвигателямимеханизмов подач станков и робототехнических комплексов, является дополнительным изобретением к авт.св. 111 1239819. Улучшение динамических характеристик по управляющемувоздействию обеспечивается за счетвведения последовательно соединенных третьего дифференцирующего звена14 и второго усилителя 15 с переменным коэффициентом усиления, выходкоторого соединен с входом регулятора тока 4. Вход третьего дифференцирующего звена 14 подключен к выходу первого дифференцирующего звена 10, выход блока сравнения 7 через второе дифференцирующее звено12 и второй пороговый элемент 13 соединен с управляющим входом второгоусилителя 15. В данном электроприводе осуществляется введение на входрегулятора тока 4 сигналов, пропорциональных первой и второй производных от задающего сигнала причем первая производная вводится, когда ошибка по скорости вращения превысит пороговое значение, и регулируется вфункции этой ошибки, а вторая производная от задающего сигнала вводится, когда производная от ошибки поскорости вращения превысит пороговоезначение и регулируется в функциипроизводной от ошибки по скорости.150 5513075Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля управления электроприводами механизмов подач станков, робототехнических комплексов. 5Цель изобретения - улучшение динамических характеристик электропривода по управляющему воздействию,На чертеже приведена функциональная схема электропривода с подчинен- Оным регулированием параметров.Электропривод с подчиненным регулированием параметров содержит электродвигатель 1, подключенный к регулируемому преобразователю 2, системууправления с последовательно включенными пропорционально-интегральными регуляторами скорости 3 и тока 4,к входам которых подключены соответственно выходы датчиков скорости 5 итока 6, последовательно включенныеблок 7 сравнения, пороговый элемент8, при этом входы блока 7 сравненияподключены к выходам датчика 5 ско 25рости и эадатчика 9 скорости, последний подключен также к входу дифференцирующего звена 10, выходом соединенного с входом усилителя 11 с переменным коэффициентом усиления, выход которого подключен к входу регулятора4, а управляющий вход - к выходу порогового элемента 8.Кроме того, электропривод содержитвторое дифференцирующее звено 12,второй пороговый элемент 13 и последовательно соединенные третье дифференцирующее звено 14 и второй усилитель 15 с переменным коэффициентом усиления, выход которого соединен с входом регулятора тока 4, входтретьего дифференцирующего звена14 подключен к выходу первого дифференцирующего звена 10, выход блока 7 сравнения через второе дифференцирующее звено 12 и второй. пороговыйэлемент 13 соединен с управляющимвходом второго усилителя 15. Электропривод работает с подчиненным регулированием параметров следующим образом.Последовательно соединенные регулятор 3 скорости, регулятор 4 тока, регулируемый преобразователь 2, двигатель 1 и датчики скорости 5 и то ка 6 образуют двухконтурную систему с подчиненным регулированием параметров. В электропривод включен контуррегулирования по производным от задающего сигнала, включающий в себяблок 7 сравнения, пороговый элемент8, первое дифференцирующее звено 1 О,усилитель 11 с переменным коэффициентом усиления, третье дифференцирующее звено 14, второй усилитель 15 спеременным коэффициентом усиления,второе дифференцирующее звено 12,второй пороговый элемент 13.При поступлении на вход регулятора 3 скорости сигнала задания от задатчика 9 скорости, электроприводотрабатывает рассогласование междуэтим сигналом и сигналом, поступающим с датчика 5 скорости. На входрегулятора 4 тока поступают сигналыс выхода регулятора 3 скорости, сдатчика 6 тока и сигналы, пропорциональные производным от задающегосигнала, которые поступают черездифференцирующее звено 1 О и усилитель 11 с переменнымкоэффициентом усиления, через третье дифференцирующее звено 14 и усилитель 15 спеременным коэффициентом усиления,Величина коэффициента усиления усилителя 11 и соответственно величинапервой производной от задающего сигнала регулируется в Функции ошибкирегулирования в электроприводе, которая формируется блоком 7 сравненияи пороговым элементом 8. Величинакоэффициента усиления усилителя 15 исоответственно величина второй производной от задающего сигнала регулируется в Функции производной от ошибкирегулирования в электроприводе, которая формируется вторым дифференцирующим звеном 12 и пороговым элементом 13,В режиме, когда переходная характеристика по скорости вращения совпадает с заданной переходной характеристикой, ошибка регулирования и ее производная малы по величине, При этом сигнал на выходе блока 7 сравнения не превышает зону нечувствительности порогового элемента 8, и сигнал на выходе второго дифференцирующего звена 12 также не превышает зону нечувствительности второго порогового элемента 13. В этом случае на управляющие входы усилителей с переменным коэффициентом усиления 11, 15 сигналы не поступают, последние имеют малый коэффициент усиления.3075 ВНИИПИ Заказ 1638/52 Тираж 661 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Сигналы, пропорциональные первой ивторой производной от задающего сигнала, на вход регулятора тока 4 непоступают. При этом электроприводотрабатывает рассогласование по скорости с заданием на ток, поступающимтолько с выхода регулятора 3 скорости.При несоответствии заданной переходной характеристики по скорости и Одействительной скорости вращения появляется большая ошибка регулирования на выходе блока 7 сравнения иэтот сигнал превышает зону нечувствительности порогового элемента 8, 5выходной сигнал которого увеличиваеткоэффициент усиления усилителя 1.При этом возрастает и величина сигнала первой производной от задающегосигнала, получаемого первым дифферен цирующим звеном 10, и увеличенныйсигнал поступает на вход регулятора4 тока, При ошибке регулирования,получемой на выходе блока 7 сравнения, равной постоянной величине илимедленно изменяющейся во временисигнал на выходе второго дифференцирующего звена 12 не превышает зонунечувствительности порогового элемента 13, на выходе которого сигнал 30равен нулю. При этом коэффициент усиления усилителя 15 равен нулю и сигнал пропорциональный второй производной от задающего сигнала, получаемой на выходе третьего дифференцирующего звена 14, также равен нулю. Таким образом, при ошибке регулирования равной постоянной величинеили медленно изменяющейся во времени,в системе электропривода действует 40только первая производная от выходного сигнала задатчика 9 скорости,форсируя динамические процессы вэлектроприводе,При ошибке регулирования, изменяющейся быстро во времени, на выходе второго дифференцирующего звена12 появляется сигнал большой по величине, который превышает зону нечувствительности порогового элемента 13. 50При этом сигнал на выходе порогового элемента 13 увеличивает коэффици 26 4ент передачи усилителя 15. Дважды продифференцированный сигнал от задатчика 9 скорости через дифференцирующие звенья 10, 14 и усиленный усилителем 15 поступает на вход регулятора 4 тока вместе с сигналом первойпроизводной с выхода усилителя 11.В этом случае в электроприводе вводятся две производные от задающегосигнала н обеспечивается большая(полная) инвариантность по управляющему воздействию, происходит форсировка динамических процессов в электроприводе и улучшаются динамическиепоказатели, а именно расширяетсяполоса пропускания частота и уменьшается время переходных процессов вэлектроприводе. Таким образом, данный электропривод с подчиненным регулированием параметров позволяет существенно улучшить динамические характеристики по управляющему воздействию за счет введения первой и второй производной от задающего сигнала на вход ре. гулятора тока при учете ошибки регу - лирования по скорости в электроприводе и ее производной. Формула и э обретения Электропривод с подчиненным регулированием параметров по авт. св.9 1239819, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик по управляющему воздействию в него дополнительно введены второе дифференцирующее звено, второй пороговый элемент и последовательно соединенные третье дифФеренцирующее звено и второй усилитель с переменным коэффициентом усиления, выход которого соединен с входом регулятора тока, вход третьего дифференцирующего звена подключен к выходу первого дифференцирующего звена, выход блока сравнения через второе дифференцирующее звено и второй пороговый элемент соединен с управляющим входом второго усилителя с переменным коэффициентом усиления.