Адаптивный следящий электропривод

СОЮЗ СОЮЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 9) Н) БЛИН О 05 В ЮфСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ БРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕГИЛЬСТВУ КИ 1 ОВ. И.БЖ КТРОПРИ 17 гор зачковски льство СССР11/01, 1984,ство СССР11/01, 1988.ле зв(54) АДАПТИВНЫЙ СЛЕДЯЩУ ЗЛЕВОД(57) Изобретение относится к управлению. электроприводами, Цель изобретения - упрощение злектропривода и повышение качества, Электропривод содержит элементы 1, 36, 21 сравнения, регуляторы положения 2, скорости 4, тока 8, нелинейный элемент 5,блоки 715, 17, 22, 24 умножения,.усилитель 9 мощности, двигатель 1 Ос датчиками тока 11, скорости 12, положения 13, дифференцирующее звено14, интеграторы 16, 23, блок 18 дения, сумматор 19, апериодическоеено 20, 1 ил,Изобретение относится к областиуправления электроприводами,Цель изобретения - упрощение электропривода и повьппение качества, 5На чертеже приведена блок-схемаэлектропривода.Адаптивный следящий электроприводсостоит из первого элемента 1 сравнения, регулятора 2 положения, второго элемента 3 сравнения, масштабного блока 4, нелинейного элемента 5,третьего элемента 6 сравнения, первого блока 7 умножения, регулятора 8тока, усилителя 9 мощности, двигателя 10 с датчиками тока 11, скорости12, положения 13, дифференцирующегозвена 14, второго блока 15 умножения,первого интегратора 16, третьего блока 17 умножения, блока 18 деления, 20сумматора 19, апериодического звена20, четвертого элемента 21 сравнения,четвертого блока 22 умножения, второго интегратора 23, пятого блока 24умножения, Блоки 15-24 образуют наблю датель 25 параметров объекта управления, блоки 7 и 8 - адаптивный регулятор 26 ускорения, а масштабныйблок 4 выполняет функции регулятораскорости,Регулятор скорости должен иметькоэффициент передачи 30 ДКГС К,а,Т 1где Л ; момент инерции;К - коэффициент передачи контура тока;а - коэффициент пропорциональСностиТ - постоянная времени контуратока,а сигнал на входе регулятора тока 35 40 имеет вид 45) Ср Я а Т. САРКР КтасТт тгде 5 Я - ошибка по скорости;Я - скорость электропривода;50Д - магнитный поток электродвигателя;С- постоянный коэффициент,Из последнего выражения следует,что для обеспечения инвариантности 55электропривода к величине статического момента и параметра 3/Сфвход -ной сигнал регулятора тока должен формироваться как разность между заданием на ускорение и текущим ускорением, умноженная на оценку параметра ИСФ.В электроприводе задание на ускорение, пропорциональное ошибке по скорости, поступает на суммирующий вход элемента 6 сравнения, а текущее ускорение - на вычитающий вход этого элемента сравнения с выхода дифференцирующего звена 14. Разность всех этих сигналов с выхода элемента 6 сравнения умножается в блоке 7 умножения на оценку параметра 3/СЯ а произведение подается на вход регулятора 8 тока.Электропривод работает следующим образом.При возникновении ошибки по положению регулятор 2 положения вырабатывает задание на скорость, пропорциональное этой ошибке, На выходе регулятора 4 скорости Формируется сигнал задания на ускорение, пропорциональный ошибке по скорости, так как коэффициент передачи регулятора скорости имеет видТ 9Кс а,Тт где Т - постоянная времени дифферен 9цирующего звена 14,В случае превьппения заданием на ускорение допустимой величины нелинейный элемент 5 ограничивает его на уровне Я (величины максимально допустимого ускорения), обеспечивая равноускоренное илиравнозамедленное движение, На выходе дифференцирующего звена 14 формируется сигнал, пропор- циональный текущему ускорению электропривода, а на выходе элемента 6 сравнения - ошибка по ускорению, Наблюдатель параметров объекта управления предназначен для определения текущего значения параметра 3/СуРНа выходе апериодического звена 20 Формируется оценка скоростиЬ(р) 1. (р)+а (р)Я(р)д (р) =У:а на выходах интеграторов 16 и 23 соответственно оценки параметров объекта управленияа (р)= - Ы(р)У(Р)-Ы(р)1Г ЛР, где- ток элекчропривода;и- нонстанты, обратные постоянным интегрирования интеграторов 16 и 23;9 - постоянная времени апериодического звена 20,При увеличении (уменьшении) параметра ЯС 9 уменьшается (увеличивается) скорость электропривода, а навыходе элемента 21 сравнения появляется отрицательный (положительный)сигнал рассогласования. Это приводит5к появлению отрицательных (положительных) на входах блоков 17 и 24умножения и интеграторов 16 и 23,Сигналы на выходах интеграторов 16 и23 уменьшаются (увеличиваются),уменьшая (увеличивая) сигналы на выходах блоков 15 и 22 умножения, сумматора 19 и апериодического звена 20,К тому моменту, когда оценка ско"рости на выходе апериодического звена 20 сравняется с действительнойтекущей скоростью, на выходе интегратора 23 установится новое, меньшее(большее) значение оценки параметра3/Сф, поступающее на вход делителя30блока 18 деления, На вход делимогоэтого блока подается неизменный сигнал (например, равный единице в соответствующем масштабе), Поэтомувыходной сигнал блока 18 деления обратно пропорционален сигналу на входеделителя,Сигнал, поступающий с выхода блока 18 деления на вход блока 7 умножения, становится больше (меньше),40чем до начала изменения параметраЛ/Сэф, соответствуя его новому значению, Сигнал на выходе блока 7 умножения увеличивается (уменьшается),приводя к . увеличению (уменьшению) 45приложенного к двигателю напряженияи восстановлению прежнего уровня скорости, Коэффициент передачи замкнутого контура ускорения благодаря введению в него адаптнрующего сигнала свыхода наблюдателя 25 остается неизменным, что обеспечивает неизменное качество слежения при изменениимомента инерции или магнитного потока двигателя.55 дом масштабного блока, а выход - ссуммирующим входом третьего элементасравнения, выход первого блока умножения соединен с входом регуляторатока, а первый вход - с выходом третьего элемента сравнения, вход дифференцирующего звена подключен к выходу датчика скорости, а выход - квычитающему входу третьего элементасравнения,Формула изобретения,Адаптивный следящий электропривод, содержащий последовательно соединени 13 6 ные первый элемент сравнения, регуля тор положения, второй элемент сравнения, масштабный блок, а также последовательно соединенные регулятор тока, усилитель мощности, двигатель, а также первый блок умножения, третий и четвертый элементы сравнения, датчики тока, скорости и положения, второй, третий, четвертый и пятый блоки умножения, первый и второй интеграторы, сумматор, апериодическое звено, блок деления, причем выходы датчиков положения и скорости соединены с вычитающими входами первого и второго элементов сравнения соответственно, выход датчика тока соединен с первыми входами четвертого и пятого блоков умножения, второй входпятого блока умножения соединен свыходом четвертого элемента сравнения и вторым входом третьего блокаумножения, выход которого через первый интегратор соединен с первымвходом второго блока умножения, второй вход которого подключен к выходу датчика скорости, суммирующему входу четвертого элемента сравнения и первому входу третьего блока умножения, а выход второго блока умножения соединен с первым входом сумматора, вы- ход которого через апериодическое звено подключен к вычитающему входу четвертого элемента сравнения, а второй вход сумматора соединен с выходом четвертого блока умножения, второйвход которого через второй интегратор соединен с выходом пятого блокаумножения, а также непосредственно -с входом делителя блока деления, навход делимого которого подана единица, а выход соединен с вторым входом первого блока умножения, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью упрощения электропривода и повышения качества, введены нелинейный элемент типа насыщение и дифференцирующее звено, причем вход нелчнейного элемента типа насыщение соецинен с выхо