ZIP архив

Текст

316104 Союз Советских Социалистических Республик1( АВТОРС 1 зОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ исимое от авт. свидетельст Заявлено 31,111.1970 (Лв 1420470/18-24) МПК 6 061 3/00 Н 02 р 5/12 единением заявкис при Комитет по цепам зобретений и открытийтет ри УДК 631.14,001,57:62 ,316.718.5 (088,8 бликовано 01,Х.1971, Бюллетень29а опубликования описания 26.Х 1.1971 вате Министров СССР АвторыизобретенияКиров явител ьскии политехническии институт им ЦИФРО РОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВО Изобретение относится к технике автоматического управления электроприводами, имеющими в контуре регулирования цифровые вычислительные устройства или машины, и может быть использовано в любых отраслях промышленности (хтеталлургической, машиносгроительной, бумагоделательной и т. п.), где применяются электропрнводы с цифровым управлением,Известные устройства для управления цифровыми электроприводами, содержащие цифровой задатчпк (ЦЗ) требуемого и цифровой датчик (ЦД) текущего значений регулируемой координаты, цифровой измеритель (ЦИ) рассогласования с линейным преобразованием разности в анологовую форму, блок управления электроприводом с суммирующим устройством и датчик производной регулируемой координаты.Особенность цифрового управления, связанная с наличием квантования сигналов по уровню (проявляющаяся в том, что цифровой задатчик фиксируют только кратные принятой единице дискретности Л значения регулируемой координаты) обуславливает следующие недостатки известных устройств:а) достижимая статическая точность ограничена, так что ошибка отработки сигнала ЦЗ в принципе не может быть меньше -+.Л 2;б) наличие в контуре регулирования нелинеиного элемента, каковым является квантова.тель по уровню (ЦД), приводит к появлению автоколебаний;в) необходимость получения высокой точ ности приводит в ряде случаев к чрезмерному усложненшо конструкций ЦД, ЦИ из-за необходимости обеспечения малой величины Л.Это удорожает и снижает надежность работы электропривода. Справедливо отметить, что 10 квантователь по уровню сказывается в зОнемалых отклонений.Цель изобретения - повышение точности ибыстродействия работы электропривода.Эта цель достигается тем, что устройство 15 содержит генератор, фазовый дискриминатор,амплитудный кватователь, интегратор и логический блок управления, один вход которого подключен к выходу цифрового измерителя рассогласования, другой - к выходу датчика 20 производной, а выход - к одному из входовинтегратора; второй вход интегратора соединен с выходом генератора и одним из входов фазового дискриминатора, третий - с выходом фазового дискриминатора, а выход - через 25 амплитудный квантователь с другим входомфазового дискриминатора и входом суммирусщего у стройства.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства управления цифровым ЗО электроприводом; на фиг. 2 показан принцип60 65 вибрационной линеаризацпп статическои : арактеристигги агплитдного квагтогателя; па фиг, 3 - осциллограммы работы известного и предлагаемого устройств управления,На чертежах прш.яты следуюгцпе обозначения: 1 - цифровой задатчик (ЦЗ); 2 - цифровойдатчик (ЦД); 8 - цифровой измеритель (ЦИ);4 - суммирующее устройство; б - блок управления электроприводом (БУ); б - амплитудный кваптователь (АК); 7 - генератор (Г);8 - интегратор (И); 9 - фазовый дискриминатор (ФД); 10 - логический блок управлния (ЛБ); 11 - датчик производной регулируемой коордипаты (ДП); Х - регулируемаяахкоордината; Х = -- производная регулпИруемой координаты; Х,", Х,ф - сигналы соответственно ЦД и ЦЗ; Л - шаг квантования;Хг, Х, Хф, Хс., Х,:, - выходные слгпалы генератора, интегратора, фазового дискриминатора, цифрового измерителя и амплитудногоквантователя соответственно; Х, - высокочастотный сигнал линеаризации.Статическая характеристика амплитудногоквантователя (каковьгм является, напрюгер,цифровой датчик ЦД) Х," (Х) представленана фиг, 2. Известно, что если на вход квантователя подавать высокочастотный сигнал треугольной формы Х, то относительно среднейсоставляющей выходного сигнала Хстатическая характеристика квантователя Х,р (Х ++ Хл) становится линейной, Тем самым удается восстановить значения входного сигналаквантователя из выходного в интервалах между кратными значениями.Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что к сигналу цифрового измерителя ЦИ, определяющему вели:гину рассогласования с точностью до Л/2, добавляется вспомогательный корректирующий сигнал,полученный при вибрационноп линеаризациидополнительной величины амплитудного квантователя, восстанавливающего значения сигнала цифрового датчика ЦД в интервалахмежду кратными Л значениями,При этом, с одной стороны, сохраняетсяпринцип определения рассогласования в цифровой форме (с ЦИ) и все достоинства цифровых систем, связанные с этим, с другойстороны - устраняется отрицателыгое влияние квантователя на динамические свойствасистемы и обеспечивается дополнительное увеличение статичесг(ой точности сверх Л/2.Устройство работает следующим образом.На основании текущего значения регулируемой координаты, измеренного цифровьгхг датчиком 2 с точностью до Л/2, цифровой измеритель 8 вычисляет текущее значение рассогласования относительно тоебуемого значениярегулируемой координать и выдаст резульгатв виде аналогового сигнала для отработки насуммирующее устройство 4, на второй входкоторого поступает корректирующий сигнал 5 10 15 20 25 зо 35 ао 45 50 55 Х от вспомогательного амплитудного квантозателя б.Стати геская характеристика амплитудного квантователя б воспроизводит характеристику цифрового датчика 2 в пределах значений Х -+ (п Л/2), где и определяется величиной квантования по времени. Прп достаточно малом периоде квантования по времени г = 1. Схема фиг. 1 соответствует этому случаю,На вход амплитудного квантователя б поступает сигнал линсаризации Х., треугольной формы, получающийся интегрированием прямоугольного сигнала Х, от генератора 7 интегратором 8, Частоту сигнала генератора 7 выбирают, исходя из ее надежной фильтрацли блоком управления б. Текущее значение Х получают интегрированием Х от датчика 11 производной регулируемой координаты с помощью интегратора 8.При каждом изменении Х на величину Л фазовый дискриминатор 9 формирует импульс, изменяющий выходной сигнал скачком на Л. При этом на выходе интегратора 8 постоянно вычисляется разность значений Х и Х, в промежутках между квантованными уровнями.Момент определечия скачка определяется сравнением фаз сигналов скачка амплитудного квантователя б и генератора 7, так что при совпадении фаз фазовый дискриминатор 9 формирует указанный выше импульс.В силу того. что квантование по уровню оказывает существенное влияние в основном в зоне малых значений Хс оно включается в работу в этой зоне, что позволяет упростить реализацию элементов устройства,Для управления моментом включения служит логический блок управления 10, который, с одной стороны, подключаег сигнал производной регулируемой координаты Х, с другой стороны - устанавливает напряжение начальных условии па интеграторе 8 и соответствии с моментом начала работы.Схема на фиг. 1 соответствует случаю постоянной величины .Х,", заданной цифровым задатчиком 1, Если Х," является функцией времени, то необходимо использовать аналогичные устройства для выработки дополнительного корректирующего сигнала, линеаризуемого цифровым задатчиком 1,Для иллюстрации работы предлагаемого устройства на фиг. 3 представлены осциллограммы работы известного и предлагаемого устройств при использовании их в системе рег улир о в агггля скор ости электр опривода постоянного тока. Осциллограммы показьгвают процесс разгона двигателя до заданной скорости, При этом со (1), с (г) - осциллограммы скорости для случаев известного и предлагаемого устройств соответственно; 1, (1), г, (1) - соответствующие со (У), о (1) токи якоря двигаНа фиг. 3 видно, что статическая ошибка работы электропривода с предлагаемым устройством е (1) = О, в то время как статическая ошибка работы с известным устройствомв 1= сонатО. Видно также, что над влиянием линеаризующего сигнала В токе якоря присутствуют высокочастотные составляющие, Последние исчезают при повышении частоты Х и оставлены в данной осциллограмме для 5 иллюстрации работы предлагаемого устройства.Предмет изобретенияЦифровое устройство управления электро приводом, содержащее цифровой измеритель рассогласования с линейным преобразователем разности в аналоговую форму с подключенными на входе цифровым задатчиком требуемого и цифровым датчиком текущего зна чения регулируемой координаты, датчик производной регулируемой координаты и блок управления электроприводом с суммирующиМ устройством, отличаюиееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия работы электропривода, оно содержит генератор, фазовый дискриминатор, амплитудный квантователь, интегратор и логический блок управления, один вход которого подключен к выходу цифрового измерителя рассогласования, другой - к выходу датчика производной, а выход в к одному из входов интегратора, второй вход которого соединен с выходом генератора н одним из входов фазового дискриминатора, третий - с выходом фазового дискриминатора, а выход - через амплитудный квантователь - с другим входом фазового дискриминатора и входом суммирующего устройства.

Смотреть

Заявка

1420470

МПК / Метки

МПК: G06J 3/00, H02P 5/12

Метки: 316104

Опубликовано: 01.01.1971

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-316104-316104.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">316104</a>

Похожие патенты