Самонастраивающаяся система регулирования скорости

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)4 С 05 В 130 ГОСУДАРСТВЕ ПО ДЕЛАМ ИЭ я ВТОРСКОМУ ЕПЬСТ юл.35в, В.С. Фадеев нстиледовательскии и электромехан титуте автомати правления и рад о ельство СССР13/02, 1982.ЗВЯСЯ СИСТЕМАпо авт.св.ю щ а я с ящения динамиЫИ КОМИТЕТ СССР ОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Научно-исстут автоматикипри Томском инсванных систем уэлектроники(54)(57) САИОНАСТРАИВА 1РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ1007083, о т л и ч атем, что, с целью улуч ческих характеристик системы по управляющему воздействию, в нее до-.полнительно введены последовательносоединенные второе дифференцирующеезвено и второй усилитель с переменным коэффициентом усиления, а такжепоследовательно соединенные третьедифференцирующее звено и второйвыпрямитель, причем вход второгодифференцирующего звена подключенк выходу первого дифференцирующегозвена, а выход второго усилителя -к четвертому входу. второго сумматора, вход третьего дифференцирующе- .го звена подключен к выходу третьегосумматора, а выход второго выпрямителя - к второму управляющемувходу второго усилителя.Изобретение относится к системам автоматического управления, а именно к управлению автоматизированными электроприводами постоянного тока, может быть использовано в электро приводах подач металлорежущих станков с ЧПУ, в робототехнических комплексах и является усовершенство. ванием устройства, описанного в авт.св. Р 1007083. 10Цель изобретения - улучшение динамических характеристик системы по управляющему воздействию.На чертеже изображена Функциональ ная схема самонастраивающейся систе мы регулирования скорости.Самонастраивающаяся система регулирования скорости содержит задатчик 1 скорости, первый сумматор 2, регулятор 3 скорости, второй сумматор 20 4, регулятор 5 тока, тиристорный преобразователь 6, электродвигатель 7, датчик 8 скорости, датчик 9 тока с шунтом 10, эталонную модель 11, третий сумматор 12, первое дифферен цирующее звено 13, второе дифференци. рующее звено 14, первый усилитель 15 с переменным коэффициентом, второй усилитель 16 с переменным коэффициентом, первый выпрямитель 17, третье З 0 дифференцирующее звено 18, второй выпрямитель 19, регулирующее устройство 20 и объект 21 регулирования.Самонастраивающаяся система регулирования скорости работает. следующим образом. Последовательно соединенные задатчик 1 скорости, первый сумматор 2, регулятор 3 скорости, второй сумматор 4, регулятор 5 тока, тиристорный преобразователь 6, электродвигатель 7, датчик 8 скорости, датчик 9 тока с шунтом 10 образуют двухконтурную систему с подчиненным регулированием параметров.В самонастраивающейся системе.регулирования скорости применен блоксамонастройки, включающий в себя эталонную модель 11, третий сумматор 12,50первое дифференцирующее звено 13,второе дифференцирующее звено 14,первый усилитель 15 с переменным коэффициентом усиления, второй усилитель 16 с переменным коэффициентом 55усиления, первый выпрямитель 17,третье дифференцирующее звено 18 ивторой выпрямитель 19,Вход эталонной модели 11 подключен к выходу задатчика 1 скорости и моделирует переходную характеристику в системе регулирования скорости.При изменении параметров объекта регулирования, например при изменении электромеханической постоянной времени вследствие увеличения или уменьшения момента инерции объекта, определение ошибки регулирования осуществляется на сумматоре 12, на входы которого поступают сигналы с выхода эталонной модели 11 и с выхода датчика 8 скорости. Ошибка регулирования с выхода сумматора 12 поступает на первый выпрямитель 17, предназначенный для получения модуля ошибки регулирования.Ошибка регулирования с выхода сумматора 12 также подается на дифференцирующее звено 18, после чего продифференцированный сигнал ошибки регулирования поступает на второй выпрямитель 19, предназначенный для получения модуля первой производной ошибки регулирования.Выходной сигнал первого выпрямителя 17 поступает на управляющий вход первого усилителя 15 с переменным коэффициентом усиления. С помощью первого дифференцирующего звена 13 осуществляется получение первой прЬизводной выходного сигнала задатчика 1 скорости, причем данный сигнал через первый усилитель 15 поступает на второй сумматор 4, как положительная параллельная связь. Регулирование величины производной, поступающей на вход второго сум. матора 4 через первый усилитель 15,. производится в функции ошибки регулирования. Выходной сигнал второго выпрямителя 19 подается на управляющий вфд второго усилителя 16 с перемейным коэффициентом усиления. С помощью второго дифференцирующего звена 14 осуществляется получение второй производной выходного сигнала задатчика 1 скорости. Дважды продифференцированный сигнал задатчика 1 скорости через второй усилитель 16 с переменным коэффициентом усиления поступает на второй сумматор 4, как положительная параллельная связь. Регулирование величины второй производной, поступающей на вход второго сумматора 4 через второй усилитель 16, производится в функции первой10 35 производной от ошибки регулирования.При малых ошибках регулирования, когда динамическая характеристика самонастраивающейся системы регулирования скорости (выходной сигнал датчика скорости) соответствует заданной динамической характеристике (на выходе эталонной модели 11), ошибка регулирования на выходе третьего сумматора 12 близка к нулю, выходные сигналы первого и второго выпрямителей 17 и 19 равны нулю и коэффициенты усиления первого и второго усилителей 15 и 16 близки 15 к нулю. При этом производные, вводимые первым дифференцирующим звеном 13 и вторым дифференцирующим звеном 14 на второй сумматор 4, равны нулю и контур самонастройки не влияет на 20 работу системы регулирования скорости.При несоответствии заданной динамической характеристики системы (сигнал на выходе эталонной модели 11) 25 и динамической характеристики системы (сигнал на выходе датчика 8 скорости) появляется ошибка регулирования на выходе третьего сумматора 12. Этот сигнал поступает на вход первого выпрямителя 17, который выходным сигналом увеличивает коэфФициент усиления первого усилителя 15. При этом возрастает и величина сигнала производной от задающего сигнала, получаемого первым дифференцирующим звеном 13 и увеличенный сигнал поступает на вход второго сумматора 4. При ошибке регулирования на выходе второго сумматора 12, равной постоянной величине, сигнал с выхода третьего дифференцирующего звена 18 равен нулю, так как производная от константы равна нулю. Выходной сигнал второго выпрямителя 19, поступающий на управляющий вход второго усилителя 16, тоже равен нулю, а значит равен нулю и коэффициент усиления второго усилите ля 16. При этом вторая производная, вводимая дифференцирующим звеном 14 на второй сумматор, также равна нулю и, следовательно, на работу системы регулирования скорости она не влияет. Таким образом, при ошибке регулирования на выходе второго сумматора 12, равной поетоянной величине, в контуре самонастройки системы регулирования скорости действует только первая производная выходного сигнала задатчика 1 скорости, формируя динамические процессы в системе.При ошибке регулирования с изменяющейся величиной на выходе третьего дифференцирующего звена 18 появляется сигнал, который через второй выпрямитель 19 поступает на управляющий вход второго усилителя 16, увеличивая его коэффициент усиления. Дважды продифференцированный сигнал задатчика 1 скорости, усиленный вторым усилителем 16, поступает на второй сумматор 4 вместе с первой производной выходного сигнала задатчика 1 скорости, усиленной первым усилителем 15. В этом случае в самонастраивающейся системе регулирования скорости обеспечивается большая инвариантность по управляющему воздействию и происходит форсировка динамических процессов в системе регулирования скорости и улучшение динамических характеристик по управляющему воздействию.Таким образом,.предлагаемая само-, настраивающаяся система регулирования скорости позволяет существенно улучшить динамические характеристики по управляющему воздействию за счет введения первой и второй производной от задающего сигнала на вход регулятора тока при учете характера динамической.характеристики системы.1180844 Пап Редакт Подписноекомитета СССРи открытийушская наб.,В 5"Патент", г. Ужгород я, 4 П Закаэ 5922/4 ставитель А. Лащхред 3 Палий Тираж 862 НИИПИ Государственног по делам иэобретении 113035, Иосква, Ж, рректор В. Синицкая