Система управления электроприводом

(5)5 6 0 БРЕТЕНИ НИЕ И ВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬС ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Сумский филиал Харьковского политехнического института(56) Авторское свидетельство СССРМ 840790, кл. 6 05 В 5/01, 1981,Авторское свидетельство СССР.М 1126925, кл, 6 05 В 5/01, 1984.(57) Изобретение относится к автоматическому управлению в системах электропривода, Цель - повышение быстродействия и .уменьшение динамической ошибки элект- .ропривода. В систему введены второй элемент 11 сравнения и дифференциатор 10,которые вместе с двумя инвертирующими усилителями 8, 9 и суммирующим усилителем 7 определяют сигнал, пропорциональный сумме ошибки рассогласования и ее производной со своими масштабными коэффициентами и противоположной ей поляр, ности, Этот сигнал изменяет коэффициент умножителя в Цепи обратной связи по скорости двигателя, тем самым осуществляется коррекция системы электропривода, На основе суммы ошибкирассогласования и ее производной формируют своевременную форсирующую коррекцию при измененияхнагрузки на двигатель и сигналэ задания системызлектропривода, а перед достижением скоростью двигателя заданногозначения производится торможение двигателя, что эффективно приводит систему электро- привода в новое установившееся состояние, 1 ил,Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использованов системах электропривода промышленных установок,Цель изобретения - повышение быстро. 5действия и уменьшение динамической ошибки системы злектропривода.На чертеже приведена функциональнаясхема системы электропривода.Система электропривода содержит 10первыи элемент 1 сравнения, регулятор 2,силовой преобразователь 3, двигатель 4,датчик 5 скорости, умножитель 6, суммирующий усилитель 7, первый.8 и второй 9 инвертирующие усилители, дифференциатор 1510 и второй элемент 11 сравнения, на чертеже приняты следующие обозначения: Оэ -сигнал задания, в- скорость вращениядвигателя 4, е - ошибка рассогласования,я - ее производная, О,с - сигнал обратной 20связи, Од - сигнал датчика 5 скорости, Ккоэффициент умножителя 6, Первый входпервого элемента 1 сравнения соединен совходом системы, второй вход - с выходомумнокителя 6, а выход - со входом регулятора 2, который посредством силового преобразователя 3 регулирует скорость вращениядвигателя 4, выход которого соединен совходом датчика 5 скорости. Выходной сигнал датчика 5 скорости поступает на вторые 30входы умножителя 6 и второго элемента 11сравнения, первый вход которого соединенсо входом системы. Ошибка рассогласования я с его выхода через дифференциатор10 и. первый инвертирующий усилитель 8 35поступает на,первый вход и через второйинвертирующий усилитель 9 на второй входсуммирующего усилителя 7, выход которогосоединен с первым входом умножителя 6,Система электропривода работает следующим образом.Первый элемент 1 сравнения выявляетразность между сигналом задания и сигналом обратной связи, которая является входным сигналом" регулятора 2, Он управляет 45сйловым преобразователем 3, выходное напряжение которого определяет скорость вращения двигателя 4, Скорость вращения двигателя4 измеряется датчиком 5 скорости, сигналкоторого поступает на второй вход умножителя 6, который формирует напряжение обратной связи,Функция суммирующего усилителя 7 состоит в выработке напряжения управлениядля умножителя 6, соответствующего коэффициенту К, Второй элемент 11 сравнениявыявляет сигнал ошибки рассогласованияе = Оэ -Одс, дифференциатор 10 определяетпроизводную е ошибки рассогласования,После инвертирования и усиления этих величин соответственно инвертирующими усилителями 8 и 9 суммирующий усилитель 7 производит их суммирование с масштабными коэффициентами, Приемлемым можно считать вычисление выходного напряжения суммирующего усилителя 7 пропорциональным выражением -е+ С к), где С - постоянный коэффициент. При малых значениях суммы -(е 4 С е ) благодаря смещению (на схеме не указано) на выходе суммирующего усилителя 7 имеется сигнал, соответствующий значению К=1 и напряжение обратной связи Ос=Одс, Если сумма -е+ С г) имеет положительное значение, то значение К возрастает, т.е. К 1, При этом сигнал обратной связи возрастает, выход регулятора 2 уменьшается, соответственно система электропривода испытывает тормозящее действие и наоборот, при отрицательном значении суммы -я+ С к), значение К уменьшается, т,е, К 1, сигнал обратной связи также уменьшается, а выход регулятора 2 увеличивается и система электропривода получает ускорение.Разность задающего напряжения Оз и Олс с выхода первого элемента 1 сравнения является входным сигналом для регулятора 2 системы электропривода. При набросе нагрузочного момента на двигатель 4 его скорость вращения вначале уменьшается, а ошибка рассогласования е возрастает при е О. Поэтому сумма -е+ С я) имеет отрицательное значение, что вызывает уменьшение значения коэффициента К умножителя 6, вследствие чего уменьшается и сигнал Оос. Входной сигнал регулятора 2 возрастает и система электропривода получает форСирующее корректирующее действие, причем оно начинает действовать практически одновременно с,набросом нагрузочного момента, используя сигнал производной я, которая еще при малых значениях е имеет большое значение, В результате такой своевременной коррекции существенно уменьшается динамическая ошибка по отклонению скорости двигателя 4, В точке максимального отклонения скорости двигателя 4 производная е = О, но сумма -г + С г, ) сохраняет отрицательное значение благодаря большому значению я, поэтому корректирующее действие не меняет своего характера и способствует те- . перь более быстрому возвращению скорости двигателя 4 к заданному значению. При этом производная я меняет свой знак, а ошибка с начинает уменьшаться, Поэтому перед достижением скорости двигателя 4 заданного значения сумма -(+ С г )1817058 своевременно, причем чем больше модулье, тем сильнее торможение, что исключаетперерегулирование.Аналогичный характер корректирующих действий от уменьшения и увеличения коэффициента К умножителя 6 имеет место при сбросе нагрузочного момента на двигатель 4, а также при сбросе сигнала нения величины коэффициента умножителя 6 в цепи обратной связи по скорости вращения двигателя 4 своевременно оказывает корректирующие действия для уменьшения динамической ошибки при любых колебаниях нагрузочного момента на двигатель 4, ускоряет переходной процесс при действии возмущений и изменениях задающего сигнала и перед достижениемскорости двигателя 4 заданного значения производит эффективное торможение для исключения перерегулирования и успокоения системы электропривода.Формула изобретения Система управления электроприводом,20 25 содержащая последовательно соединенные элемент сравнения, первый вход которого является задающим входом системы, регуля 30 тор, силовой преобразователь и двигатель, выход которого через датчик скорости соединен с первым входом умножителя, соединенного вторым входом с выходом суммирующего усилителя, первый и второй входы которого л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения динамической ошибки, в нее введены второй элемент срав 40 нения и дифференциатор, причем первый вход второго элемента сравнения соединен с задающим входом системы, второй вход - с выходом датчика скорости, а выход через дифференциатор - с входом первого инвертирующегоусилителя и непосредственно с входом второго инве ртирующего усилителя, выход умножителя соединен с вторым вхо 45 дом первого элемента сравнения,. Составитель Г,НефедоваТехред М.Моргентал Корректор М,Самборская Редактор Заказ 1721 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101 переходит через ноль и становится положительной величиной, что вызывает увеличение коэффициента К умножителя 6. Сигнал Ос резко возрастает, становится больше сигнала Оз и на входе регулятора 2 сигнал имеет отрицательное значение. В результате выход регулятора 2 уменьшается и система электропривода оказывает тормозящее действие на двигатель 4, что эффективно приводит систему в установившееся состояние без перерегулирования.При набросе задающего сигнала О и при пуске происходит разгон двигателя 4 до повышенной скорости. На этом участкеошибка рассогласования г имеет положительное значение и по ходу увеличения скорости двигателя 4 уменьшается до нуля. В начале дан.:ого участка сумма - ге+ С е) имеет отрицательное значение ввиду малых отрицательных значений я, что уменьшает коэффициент К умножителя 6, уменьшается и сигнал обратной связи О,. Входной сигнал регулятора 2 и, соответственно, его выходной сигнал дополнительно возрастают. в результате система электропривода получает дополнительное форсирующее действие, Это способствует ускорению разгона двигателя 4. В процессе повышения скорости вращения двигателя 4 ошибка рассогласования е уменьшается, а ее производная е имеет отрицательное значение и растет ее модуль, Из-за этого сумма -(я + С я ) перед достижением скорости двигателя 4 нового заданного значения меняет знак и становится положительной величиной, Коэффициент К умножителя 6 возрастает, сигнал Ос становится больше сигнала Оэ, на входе регулятора 2 появляется сигнал отрицательного значения и его выход резко уменьшается, В результате двигатель 4 испытывает тормозящее действие, Следует отметить, что чем резче происходит разгон двигателя 4, тем больше по модулю значение производной 1 и тем раньше сумма -(я + С. е ) перед достижением скорости двигателя 4 нового заданного значения изменит знак и станет положительной величиной, Следовательно, торможение двигателя 4 начинается задания Оэ.10 Таким образом, предлагаемая система управления электроприводом путем изме 35 соединены соответственно с выходами первого и второго инвертирующих усилителей, о т