Цифровая система регулирования электропривода

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическимиРеспублик(22)Заявлено 29.05.80 (21) 293 Й 67/18-2 Йс присоединением заявки йе(51)М, Кл. С 05 8 11/26 Ьеудврственный номнтет СССР но делам нзобретеннй н отерытнйДата опубликования описания 23.05.82 краинский государственный проектныйинститут "Тяжпромэлектропроект"(7) Заявитель 4) ЦИфРО 8 А ЕКТРОП ТЕМА РЕГУЛИРО 8 ДА Изобретение относится к автоматическому управлению и регулиррванию электропривода и может быть использовано в системах позиционирования высокой точности.Известна цифровая система позиционирования, содержащая датчик перемещения и реверсивный счетчик, аналого. вый нелинейный преобразователь с параболической характеристикой,спрямлеййой в начальной части 1,1 1.Основным недостатком системы является наличие погрешности позициониро. вания, вызванной статизмом системы и влиянием нестабильности ее элементов.15Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является система регулирования, содержащая сумматор , первый вход которого соединен с блоком задания перемещения, второй вход соединен с выходом реверсивного счетчика импульсов, а выход - с входом функционального преобразователя код-частота, и последовательно соединенные блок ограничения разностной частоты, интегратор, цифро-аналоговыи преобразователь, блок регулирования и двигатель, вал которого механически связан с импульсным датчиком перемещения, выход которого через фор мирователь импульсов соединен с входом реверсивного счетчика импульсов и первым входом блока ограничения разностной частоты, второй вход которого соединен с выходом функционального преобразователя код-частота 2),Основным недостатком системы яв" ляется наличие перерегулирования поположению, которое не всегда допустимо по технологии работы механизма, а также приводит к ударам при выборе люфтов в механической части привода и возникновению автоколебат ний. Для получения апериодического процесса позиционирования наклон линейного участка характеристики преобразователя код-частота необходимо уменьшить, что приводит к эатягива 9302 йбнию переходно; о процесса и существенному увеличению времени регулирования. Данная система не может обеспечить высокое качество позиционирования при различных значениях статического момента и момента инерции движущихся масс.Цель изобретения - повышение качества регулирования системы.Указанная цель достигается тем, цто в нее введены управляемый ключ и, блок сравнения кодов, первый и вто" рой входы которого соединены соответственно с выходом сумматора и выходом интегратора, а выход с управляющим входом ключа, информационный вход которого соединен с выходом функционального преобразователя кодчастота, а выход - с вторым входом блока ограницения разностной частоты.На чертеже приведена блок-схема цифровой системы регулирования электропривода.Система содержит блок 1 задания перемещения, сумматор 2, реверсивный счетчик 3 импульсов, функциональный преобразователь код-частота 4,блок 5 ограничения разностной частоты, формирователь 6 импульсов, интегратор 7, цифро-аналоговый преобразователь 8, блок 9 регулирования, двигатель 10, импульсный датчик 11 перемещения, управляемый ключ 12 и блок 13 сравнения кодов. Система работает следующим образом.В исходном .состоянии на выходе блока 1 задания перемещения код заданного положения 5 равен нулю, реверсивный сцетчик 3 импульсов и интегратор 7 находится в нулевом состоянии. Сигнал задания скорости цна выходе цифро-аналогового преобразователя 8 равен нулю и двигатель 10 электропривода находится э состоянии покоя.Введенный в блок 1 задания перемещения код заданного положения 5 подается на первый вход сумматора 2. На выходе сумматора 2 возникает код рас" согласования Ь 5.Сумматор 2 предназначен для вычисления в цифровой форме разности д 5 между заданным и фактическим положением механизма, а также для ограничения величины этой разности до значения д 5 соответствующего максимальному уровню заданной скорости перемещения механизма,Так как при этом код5 больше кода на выходе цифрового интегратора7-йп, то на выходе блока сравнениякодов появляется "единичный" сигнал,открывающий клюц 12(К). Код5 подается на вход функционального преобразователя 1, на выходе которогоО при этом возникают импульсы, следующие с частотой Г. Импульсы частотыГ поступают через ключ 12 на второй вход блока 5 ограничения разностной частоты, На его выходе воз 1 з никают импульсы, частота следования которых не превышает некоторогомаксимального значения ь Г определяемого заданным темпом разгонаэлектропривода. Вырабатываемые бло 20 ком 5 ограничения разностной частотыимпульсы суммируются в цифровом интеграторе 7, выходная величина которого Мп преобразуется в цифро-аналоговом преобразователе 8 в напряжение2 з задания скорости О, которое подается на вход блока 9 регулированияскорости. При этом двигатель 10 начинает разгоняться, а импульсный датчик перемещения 11 начинает выдаватьимпульсы, частота следования которыхпропорциональна скорости вращениядвигателя, Эти импульсы через формирователь 6 подаются на первый входБОРЧ и являются сигналом обратной35связи в цифровом контуре регулирования скорости.Импульсы с выхода формирователяб подаются также на вход реверсивного счетчика 3, производящего их алгебраическое суммирование, При этомкод 5 ф на выходе счетчика 3 представляет собой фактическое положение механизма и является сигналом обратной связи в цифровом контуре регулирования положения.Разгон электропривода продолжается до тех пор, пока частота Гф нестанет равной Г, а движение на установившейся максимальной скоростиЮимеет место в том случае, если к мо-,менту окончания разгона величина рассогласования по положению а 5 превышает значение ь 5 соответствующеемаксимальному значению задающей частоты Г ,В процессе обработки заданного перемещения величина рассогласованияпо положению ь 5, а следовательно, ивеличина задающей частоты Г уменьданной системы,:позволит получитьзначительный технико-экономическийэффект. 5 бшаются. При достижении соотношенияГ( ГФ знак разностной частоты становится отрицательным, и цифровой интегратор 7 работает в режиме выци"тания импульсов, Код Мна выходе ци- Формула изобретенияфрового интегратора 7, а следователь"но, и сигнал задания скорости О на Цифровая система регулированиявыходе цифро-аналогового преобразова- электропривода, содержащая сумматор,теля уменьшаются и электропривод за- первый вход которого соединен с бломедляется с темпом, определяемым 10 ком задания перемещения, второй вхадхарактеристикой функционального пре- соединен с выходом реверсивного счетобразователя код-частота 4, чика импульсов, а выход - с входомПри достижении равенства 5=Мфункционального преобразователяна выходе блока 13 сравнения кодов код-частота, последовательно соедипоявляется "нулевой" сигнал, закрыва- з ненные блок ограничения разностющий ключ 12. При этом контур регу- ной частоты, интегратор, цифро-анаис.лирования положения размыкается, а говый преобразователь, блок регули"движение электропривода до заданно" рования и двигатель, вал которого .го положения осуществляется при помо- механически связан с импульсным датщи контура интегрального регулиро- О чиком перемещения, выход которогования скорости за счет сигнала Йп через формирователь импульсов сое-,на цифровом интеграторе 7. Код й и динен с входом реверсивного счетввиду отсутствия импульсов на выхо- чика импульсов и первым входом бло. де ключа 12, в дальнейшем до оконча- ка ограничения разностной частоты1ния торможения, в точности равен по 2 З о т л и ч а ю щ а я с я тем чтоУ Фвеличине. рассогласования Ь 5, с целью повышения качества регулиро"К моменту достижения электропри" вания , в нее введены управляемыйводом заданного положения код Ип ключ и блок сравнения кодов, перстановится равным нулю, и привод ос- . вый и второй входы которого соедитанавливается, При этом контур ин- з нены соответственно с выходом сумтегрального регулирования скорости матора и выходом интегратора, а вы"обеспечивает плавный подход приво- ход с управлюящим входом ключа, инда к заданному положению, т.е. при формационный вход которого соедиэтом формируется апериодический нен с выходом функционального препроцесс позиционирования без умень- образователя код-частота, а выходЭЗщения наклона линейного ччастка ха- с вторым входом блока ограничениярактеристики, вызывающего затягива- разностной частоты.ние переходного процесса и увеличение времени регулирования.Источники информации,Таким образом в результате откло- принятые во внимание при экспертизе40нения контура регулирования положе 1.Гарнов В. К. и др. Унифицирония и продолжения позиционированияванные системы автоуправления электпри помощи контура интегрального ре- Роприводом в металлургии. И., регулирования скорости обеспечивает- таллургия",1977, с. 98.ся высокое качество переходного про. Авторское свидетельство СССР43цесса регулирования положения элект- по заявке к 2786828/8-24,ропривсда, что, в случае применения кл. 1 л 05 В 19/18, 1979 (прототип).930246 Составитель Г. НедядоваТехред Л, Пекарь Корректор Н. Швыдкая Редактор Н. Лазаренкою Тираж 908 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5