Электропривод

;Я 2 168 2 Ай Щ4:ЬКБЩ;г, тХ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТВУ льский Б.В.Гу техни- роприЦелью обаст- точнобочего датчик ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 1491693, кл. В 25 3 1300, 1987.(57) Изобретение относится к электроке и может быть использовано в злектводах манипуляторов, станков.изобретения .является повышение-ности, статической и динамическойсти электропривода по положению раоргана. Электропривод содержит за 1, регулятор 2 положения, регулятор 3 скорости, электродвигатель 5, Вал электродвигателя 5 соединен через упругую механическую передачу 8 с рабочим органом 9. Злектропривод содержит также наблюдатель 11, регулятор 12, выход которого подключен к регулятору 3 скорости. К третьему входу регулятора 2 положения подключен выход формирователя 18 корректирующего сигнала. Входы формирователя 18 через интеграторы 15, 16, усилители 17, 14 соединены с датчиком 10 ускорения и наблюдателем 11. В данном устройстве обеспечивается уменьшение ошибки по положению рабочего органа 9 до нуля за счет поворота вала электродвигателя в направлении, противоположном действию возмущающего момента. 2 з,п, ф-лы, 2 ил.10 15 20 25 30 35 40 45 50 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электромеханическими объектамипреимущественно с,упругими связями, рабочие органы которых находятся под воздействием переменного момента нагрузки,например механизмы манипуляторов, станков и др.Целью изобретения является повышение робастности, динамической и статической точности электропривода поположению рабочего органа.На фиг.1 приведена функциональнаясхема электропривода; на фиг,2 и 3 - схемыконкретного выполнения формирователякорректирующего сигнала,Электропривод содержит задатчик 1,выход которого соединен с регулятором 2положения, последовательно соединенныерегулятор 3 скорости, усилитель 4 мощности, электродвигатель 5, на оси которогоустановлены датчики скорости 6 и положения 7, а их выходы подключены соответственно к вторым входам регуляторовскорости 3 и положения 2, упругую механическую передачу 8, рабочий орган 9 с установленным на нем инерционным датчиком10 ускорения, наблюдатель 11, регулятор12, сумматор 13, первый вход которого подключен к выходу датчика 10 ускорения, авторой вход и первый выход подключены кпервому выходу и первому входу наблюдателя 11 соответственно, второй выход наблюдателя 11 и выход регулятора 2положения подключены к входам регулятора 12, выход которого подключен к первомувходу регулятора 3 скорости, Кроме, того,электропривод содержит первый усилитель14, первый и второй интеграторы 15 и 16,второй усилитель 17 и формирователь 18корректирующего сигнала, выход которогоподключен к третьему входу регулятора 2положения, первый, второй и третий входыформирователя 1,8 корректирующего сигнала подключены к выходам первого усилителя 14, первого и второго интеграторов 15 и16 соответственно, вход первого усилителя14 подключен к второму выходу сумматора13 третий вход наблюдателя 11 подключенк выходу второго усилителя 17, а второйвход наблюдателя 11 - к выходу датчика 7положения. Вход второго усилителя 17 подключен к выходу второго интегратора 16.Электропривод работает следующимобразом.Задатчик 1 выдает управляющий сигнална перемещение, поступающий на вход регулятора 2 положения, где сравнивается ссигналом датчика 7 положения, установленного на валу электродвигателя 5. Выходной сигнал регулятора 2 положения через регулятор 12 поступает на вход регулятора 3 скорости, где сравнивается с сигналом датчика 6 скорости, установленного на валу электродвигателя Б. Выходной сигнал регулятора 3 скорости поступает на вход усилителя 4 мощности, с выхода которого поступает на вход электродвигателя 5; вал которого поворачивается на требуемый угол и Через упругую механическую передачу 8 перемещает рабочий орган 9 Из-за наличия упругой механическойпередачи 8 в механической системе возникают упругие колебания, приводящие к колебательному движению рабочего органа 9,На рабочем органе 9 установлен датчик 10 ускорения, выходной сигнал которого, отражающий колебательное движение рабочего органа 9, сравнивается на сумматоре 13 с соответствующим ему выходным сигналом наблюдателя 11, который на основании этого сигнала и сигнала, поступающего от датчика 7 положения, производит оценивание недоступных измерению переменных состояния электропривода, которые вместе с выходным сигналом регулятора 2 положения поступают на вход регулятора 12,.выходной сигнал которого поступает на вход регулятора 3 скорости и способствует подавлению упругих механических колебаний в электроприводе,Рои прикладывании к рабочему органу 9 возмущающего воздействия на выходе сумматора 13 появляется сигнал, соответствующий второй производной от возмущающего воздействий, После масштабирования его с помощью первого усилителя 14 получают сигнал, равный второй производной возмущающего воздействия. Интегрируя этот сигнал на первом 15 и втором 16 интеграторах, получают сигналы, равные соответст; венно первой производной от возмущающего воздействия и самому возмущающему воздействию. С выхода второго усилителя 17 на третий вход наблюдателя 11 поступает корректирующий сигнал. Сигналы, равные возмущающему воздействию и его первой и второй производным, поступают на формирователь 18 корректирующего сигнала, с выхода которого к третьему входу регулятора 2 положения поступает сигнал, полностью компенсирующий статическую ошибку и уменьшающий динамическую ошибку по положению рабочего органа 9, вызванную наличием возмущающего воздействия. Степень уменьшения динамической ошибки определяется быстродействием наблюдателя 1, 1683162Если регулятор 2 положения является пропорциональным, то выходной сигнал формирователя 18 корректирующего сигнала можно подавать как на вход регулятора 2 положения, так и на вход регулятора 3 скорости или на вход усилителя 4 мощности (если регулятор скорости пропорциональный), при этом во всех случаях полностью компенсируется статическая ошибка по положению,рабочего органа, вызванная деформацией упругой механической передачи 8 под действием возмущающего воздействия,Если выходной сигнал регулятора 3 скорости содержит интегральную составляющую от входных сигналов, то необходимо выход формирователя 18 корректирующего сигнала перенести с входа усилителя 4 мощности на вход регулятора 3 скорости, а если выходной сигнал регулятора 2 положения имеет интегральную составляющую от входных сигналов, то необходимо подключить выход формирователя 18 корректирующих сигналов на вход регулятора 2 положения, В противном случае на вход формирователя 18 корректирующего сигнала необходимо подавать только сигналы, соответствующие первой и второй производной возмущаю-. щего воздействия, это уменьшает динамическую ошибку, что важно при возмущающем воздействии импульсного характера.Сигнал, поступающий с выхода второго усилителя 17 на третий вход наблюдателя 11, используется для коррекции наблюдателя 11, повышения точнссти оценки переменных состояния электропривода при наличии возмущающих воздействий в виде нагрузочных моментов или усилий, прикладываемых к рабочему органу.Электрическая принципиальная схема формирователя 18 корректирующего сигнала по фиг.2, соответствует наличию в системе пропорционального регулятора 2 положения, Схема, показанная на фиг.3, соответствует наличию в системе пропорционально-интегрального регулятора 2 положения. На входй формирователя 18 корректирующего сигнала поступают сигналы, соответствующие возмущающему .воздействию Омс и его первой Омс и второй Омс производным,Изобретение обеспечивает повышение робастности электропривода, сокращение непроизводительного времени цикла, повышение надежности объекта управления и качества обработки детали:Формула изобретения 1. Электропривод, содержащий задатчик, выход которого соединен с регулятором510152030 положения, последовательно соединенные регулятор скорости, усилитель мощности, выходом подключенный к якорной обмотке электродвигателя, на валу которого установлены датчики скорости и положения, а их выходы подклю;:.:.ны соответственно к вторым входам рег:"яторов скорости и положения, упругую,еханическую передачу, соединенную с валом электродвигателя и рабочим органом с установленным на.неминерционным датчиком ускорения, наблюдатель, сумматор, первый вход которого подключен к выходу датчика ускорения, а второй вход и пг,рвый выход подключены к первому выходу и первому входу наблюдателя соответственно, второй выход наблюдателя и выход регулятора положения подключены к входам регулятора, выход которого подключен к третьему входу регулятора скбрости, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения робастности, статической и динамической точности электро- привода по положению рабочего органа, в него введены первый и второй усилители, первый и второй интеграторы, формирователь корректирующего сигнала, причем второй выход сумматора подключен к входу первого усилителя, выход которого подключен к первому входу формирователя корректирующего сигнала и входу первого 35 40 55 интегратора, выход которого подключен к второму входу формирователя корректирующего сигнала и входу второго интегратора, выход которого подключен к третьему входу формирователя корректирующего сигнала и входу второго усилителя, выход которого подключен к третьему входу наблюдателя, второй вход которого подключен к выходу датчика положения, выход формиоователя корректирующего сигнала подключен к третьему входу регулятора положения,2. Электропривод по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышенияточности регулирования за счет компенсации упругих деформаций, обусловленных нагруэочными усилиями, формирователь корректирующего сигнала выполнен в виде сумматора на операционном усилителе,3. Электропривод по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышенияточности регулирования за счет компенсации упругих деформаций, обусловленных нагрузочными усилиями, формирователь корректирующего сигнала выполнен в виде сумматора на последовательно соединенных операционных усилителях, к входу первого операционного усилителя, охваченного отрицательной резистивно-емкостной обратной связью, подключены выходы первого усилителя и первого интегратора, а к1683162 входу второго операционного усилителя, охваченного отрицательной резистивной обратной связью, подключены выход первого с Фдр Яч рректор оши ак овецк Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., 4/5 роизаодственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 ЗлееИ каэ 3421 ВНИИПИ Гос Ис9Змс Составитель Техред М.М операционного усилителя и выход второгоинтегратора, выход второго операционногоусилителя является выходом сумматора. ряхтуноваал