Устройство для управления электроприводом

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п)980067(23) Приоритет -Государствеииый комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕН ЛЕКТРОПРИВОДО к автоматилиронаниюления побеспечиваюоргана н с 3 м улятора тока статического 2 свя- ока Напряжение резано с величинойсоотношением"ри с 1 Изобретение относитсяческому управлению и регуи предназначено для упразиционными механизмами,щими перемещение рабочетзаданное 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 тока соединен с соответствующим входом регулятора тока, второй выход связан через датчик положения с первым входом регулятора положения и через датчик скорости в . 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 элементаГ 1 В известном устройстве релейный регулятор положения при стабилизации рабочего органа в заданном положении работает в скользящем режиме, осуществляя переключение на гиперплос кости скольжения. 5=Ы -Ы-А м -А Э -Я О:0 (1)о р2 с Зу 10 где й,Ы- соответственно заданноеи текущее значение положения рабочего органа;м - угловая скорость вращениядвигателя;15 Э - статический ток двигателя;Цу - напряжение регулятора тока,ЯА,Яз - 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 займетположение5аогде Кд -. коэффициент усиления тиртпгторного преобразователя)Р - сопротивление якорной цепи двигателя.С учетом соотношения (-3 ) выражение ( 2)примет видД,:Д, -Д С 42 где пе=д +дЯ 18Такимобразом в известном устройстве при наличии потенциального статического момента отработка заданного перемещения осуществляется с ошибкой, пропорциональной действующему 15возмущению, что снижает точностьработы механизма,Цель изобретения - повышение точности работы устройства.Укаэанная цель достигается тем, 2 Очто в устройство для управления электроприводом введены два дифференциатора, причем первый дифференциаторвключен 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 1скорости, регулятор 2 тока, тиристорный йреобразователь 3, двигатель 4,датчик 5 тока, датчик б скорости,датчик 7 положения, нелинейный преобразователь 8, регулятор 9 положения,выполненный релейным. Релейный элемент 10, интегратор 11, инвертор 12образуют задатчик 13 интенсивности.Устройство содержит также реальные 40дифференциаторы 14 и 15. На входрелейного регулятора 9 положения поступают сигналы обратных связей потекущему значению перемещения, квадрата скорости двигателя, производных тока якорной цепи и напряжениярегулятора тока.При стабилизации положения назаданном уровне регулятор 9 положения(релейный элемент) работает в сколь Овящем режиме под действием обратнойсвязи по производной напряжения регулятора тока, переключаясь на гиперплоскости скольжения.В статике, т,е, после окончанияпереходного процесса, скорость двигателя и оператор дифференцированияравны нулю. Поэтому стабилизация рабочего органа осуществляется в соответствии с уравнением ( 5 ) на уровне с = соТаким образом, введение двух дифференциаторов, один из которых вклю чен в разрыв обратной связи с датчика тока на вход регулятора положения, а другой - в разрыв обрат-.ной связи с выхода регулятора токана вход регулятора положения позволяет обеспечить отработку заданногоперемещения без ошибки.Устройство работает следующимобразом,При отсутствии на входе релейногоэлемента 9 сигнала, пропорционального требуемому перемещению, релейный элемент 9 под действием обратной связи по производной напряжениярегулятора тока, поступающей на входрегулятора 9 положения с выхода регулятора 2 тока через дифференциатор 14, работает в скользящем режиме,те. 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 интегратор11. Напряжение на выходе задатчика13 интенсивностиинтегратора 11)меняется по линейному закону в соответствии с заданным ускорением двигателя и поступает на вход регулятора 1 скорости, который через регулятор 2 тока управляет напряжениемтиристорного преобразователя 3, обеспечивая разгон двигателя 4 с заданным ускорением.После достижения выходным напря"жением интегратора 11 значения, соответствующего максимально допустимой скорости двигателя 4, релейныйэлемент 10 через инвертор 12 переводится в скользящий режим, осуществляя стабилизацию выходного напряжения задатчика 13 интенсивности назаданном уровне. Регулятор 1 скорости осуществляет стабилизацию скорости двигателя 4 под действием обратной связи по скорости, сигнал которой вырабатывается датчиком б 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 идифференциатором 14, и обратной связипо производной напряжения регулятора тока, вырабатываемой дифференциато9800 б 7 Составитель В.ГрибоваСереда Техред И.Надь КорректорГ.Решетник дакт Заказ Подписноего комитета СССРй и открытийРаушская наб д. 4/5 58/37 Тираж 914 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Иосква, Жфилиал ППП "Патент", .г. 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 печивает стабилизацию тока якоря двигателя 4 на максимально допустимом уровне в режиме упора.Преимуществом предлагаемого устройства является введение дифференци 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 можетнайти широкое применение в электроприводах позиционных механизмов, вчастности для приводов промышленныхроботов и манипуляторов.Формула изобретенияУстройство для управления электроприводом по авт,св. В 752223, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения его точности,в него введены два дифференцнатора, причем пер"вый дифференциатор включен в цепьобратной связи с выхода регуляторатока на вход регулятора положения,а второй днфференцнатор - в обратную связь с выхода датчиаа тоМа навход регулятора положения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 752223, кл. С 05 В 11/01, 1980