Система управления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 124290 09) ш 4 С 05 В 11/14 ВГБИЛ:.;лрСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К А ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Л.И.Цытович(56) Гарнов В.К. Унифицированные системы автоуправления электроприводом в металлургии. - М.: Металлургия, 197 с. 10.Авторское свидетельство СССР Яф 842722, кл. С 05 В 23/02, 1979.(57) Изобретение относится к автоматизированным системам управления иможет быть использовано при построении технологических комплексов. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости процесса управления.Система управления содержит задатчик, три сумматора, пять интеграторов, восемь релейных элементов, тиристорный преобразователь, электродвигатель, семьлогических блоков "Равнозначность" три одновибратора, два дифференцирующих звена, два фильтра, датчик скорости, датчик тока электродвигателя и источник трехфазного напряжения питания. Сущность изобретения заключается в формировании частоты несущих сигналов регулирования, в три и шесть раэ превышающей частоту нап-ф ряжения питания, что повышает помехоустойчивость процесса управления. 2 ил.1242909 Изобретение относится к автоматизированным системам управления и может использоваться при построениитехнологических комплексов.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.На фиг.1 показана функциональнаясхема системы управления; на фиг.2формы сигналов.Система управления содержит задат Очик 1, первый 2, второй 3 и третий 4сумматоры, первый,.4, второй 5 интеграторы, первый 6, второй 7, третий 8,четвертый 9 и пятый 10 релейные элементы, тиристорный преобразователь11, электродвигатель 12, шестой 13,.третий 25 одновибраторы, третий 26,четвертый 27 и пятый 28 интеграторы,первое 29 и второе 30 дифференцирующие звенья, первый 31 и второй 32фильтры, датчик 33 скорости, датчик34 тока электродвигателя,первый 35,второй 36 и третий 37 выходы источника38 трехфазного напряжения питания.Выходной сигнал каждого блока обозна- ЗОчается как 9(, где- номер блока.Третий 26, четвертый 27 и пятый 28интеграторы имеют установочный вход,подключаемый соответственно к выходупервого 23, второго 24 и третьего 25 З 5одновибраторов, При наличии сигналана установочном входе выходной сиг 4нал этих интеграторов равен нулюС первого по пятый релейные элементы 6;10 выполнены с симметричными 40относительно "нуля" порогами переключения и неинвертирующей петлей гистерезиса,Шестой 13, седьмой 14 и восьмой15 релейные элементы имеют неинвертирующую характеристику и нулевоезначение порогов лереключения. Ихвыходной сигнал также меняется дискретно в пределахф А,Выходной знак блоков, реализующихфункцию "Равнозначность" меняетсядискретно в пределах А. При этомзнак импульса определяется знакомпроизведения сигналов на входе блока"Равнозначность".Система управления работает следующим образом,2ГСистема управления представляетсобой двухконтурную систему регули-рования, выполненнуюпо принципу подчиненного регулирования параметровэлектродвигателя 12.Первый сумматор2, первый интегратор 4. первый релейный элемент 6в совокупности образуют автоколебательный, каскад с частотно-импульсноймодуляцией.При отсутствии входного сигнала навыходе первого релейного элемента 6формируется сигнал типа меандр сосредним за интервал дискретизации нулевым значением. При этом амплитудапилообразного выходного сигнала первого интегратора 4 ограничена порогами переключения + В первого релейногоэлемента 6,Наличие сигнала на входе первогосумматора 2 влечет за собой изменение скважности и периода следованиявыходных импульсов. В один из циклов1развертывающего преобразования темпизменения .выходного напряжения первого интегратора 4 зависит от разностисигналов на выходе задатчика 1 и первого релейного элемента 6, а в последующем цикле - от суммы этих сигналов В результате за период автоколебаний полезная составляющая вы -ходных импульсов достигает величины,пропорциональной уровню входного воздействия, В рассматриваемой системе управления регуляторы работают в режимевынужденной синхронизации,что позволяет преобразовать регулятор из частотноширотной в широтно-импульсную систему динамические. показатели которойне зависят от величины сигнала управленияФормирование сигнала несущей (синхронизирующей) частоты для питаниярегуляторов осуществляется следующимобразом,С помощью шестого 13, седьмого 14и восьмого 15 релейных элементовтрехфазное напряжение питания преобразуется в напряжение типа "меандр"(фиг.3),Второй блок "Равнозначность" 17осуществляет преобра.зование (сравнение) выходных напряжений первого блока "Равнозначность" 16 (фиг.2 д) ивосьмого релейного элемента 15(фиг.2 г), так как знак выходного сигнала блока логической функции "Равно 11значность соответствует знаку произ 12425ведения его входных воздействий, тона его выходе формируется сигнал(Фиг.2 е) со средним нулевым значением, частота которого в 3 раза превышает частоту напряжения питания 5(фиг,2 а). Параметры второго дифферен-,цирующего звена 30 выбираются так,чтобы пропустить на вход второго 3сумматора переменную составляющуювыходного сигнала второго блока "РавОнозначность" практически без искажений и подавить постоянную составляющую импульсову), появление которойобусловлено неидеальностью характеристик релейных элементов. Тем самым исключается ошибка работы регулятора из-за временной и температурной нестабильности характеристикканала формирования сигнала несущейчастоты. 20Таким образом формируется сигналнесущей частоты для регулятора тока,который по частоте превосходит частоту напряжения питания системы управления в 3 раза (фиг.2 а,е).Порог переключения фВ третьего,например, релейного элемента 8 выбирается так, что его переключениеизменение знака) выходным сигналом,третьего интегратора 2 б осуществля- ЗОется с фазовым сдвигом на 90 эл. град.по отношению к выходному напряжениюшестого релейного элемента 13,Таким же образом на выходе третьего 18, четвертого 19 и пятого 20 бло-Зков "Равнозначность" образуется трехфазная система напряжений (фиг.2 ж,з,и), аналогичная первичной системе,(фиг.2 а), но имеющая частоту 2 Г .В результате сигнал (фиг.2 л) имеет 4 Онулевое среднее значение и частоту 6Следовательно, регуляторы системыоказываются синхронизированы с частотой питающей сети и имеют соответственнно частоты Зйс и бйсПредлагаемое техническое решение позволяет достичь следующих положительных качеств системы управления.Известно, что частотный спектр сиг налов помех в вентильных электро- приводах кратен частоте питающей сети, т.е. 50 Гц. При синхронизации импульсных регуляторов системы управ- пения с частотой синхронизированной 55 с частотой источников помех (сети) йолностью исключаются ошибки замед ,1 Мнной дискретизации, возникающие 909из-за несовпадения частоты сигналя помехи и частоты несущих колебаний регулятора, которые имеют место в системе управления, где регуляторы функционируют в произвольном по отношению к частоте питающей сети режиме.Работа одного регулятора с частотой в 2 раза ниже частоты вынужденных колебаний второго регулятора полностью ликвидирует взаимное влияние развертывающих усилителей. Последнее является следствием того, что полоса пропускания первого регулятора оказывается в 2 раза меньше полосы пропускания второго регулятора и играет роль естественного фильтра для несущих колебаний второго регулятора.,Формула и з обретенияСистема управления, содержащая тиристорный преобразователь, последовательно соединенные задатчик, первый сумматор, первый интегратор и первый релейный элемент, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, а также последовательно соединенные второй сумматор, второй интегратор и второй релейный эле.ент, выход которого соединен с входом второго сумматора, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в нее введены датчик скорости и датчик тока электродвигателя, источник трехфазного напряжения питания, два фильтра, шесть релейных элементов, три интегратора, три одновибратора, семь логических блоков "Равнозначность", два дифференцирующих звена, выход датчика скорости соединен с третьим входом первого сумматора, выход датчика тока электродвигателя соединен с вторым входом второго сумматора, третий вход которого через первый фильтр соединен с выходом первого релейного элемента, выход второго релейного элемента соединен с входом электродвигателя через последовательно соединенные второй фильтр и тиристорный преобразователь, соединенный с соответствующими выходами источника трехфазного напряжения питания, которые соединены с входами соответственно шестого, седьмого и восьмого релейных элементов, причем выход восьмого релейного элемента соединен с входами третьего одновибратора, пятого интегратора, пятого логичес 1242909кого блока "Равнозначность" и второго логического блока "Равнозначность",выход которого через второе дифференцирующее звено соединен с четвертым входом второго сумматора, а второй вход соединен с выходом первогологического блока "Равнозначность",первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами шес Отого и седьмого релейного элемента,выход которого соединен с первым входом четвертого интегратора непосредственно, а с вторым входом четверто.го интегратора - через второй одновибратор, выход седьмого релейногоэлемента соединен также через последовательно соединенные четвертый,шестой, седьмой логические блоки"Равнозначность" и первое дифференци- оРующее звенО с четвертым входом первого сумматора, выход пятого интегратора соедйнен с вторым входом седьмого логического блока "Гавноэначность" через последовательно включенные пятый репейный элемент и пятыйлогический блок "Равнозначность", авторой вход пятого интегратора - свыходом третьего одновибратора, выход шестого релейного элемента соединен с первым входом третьего интегратора непосредственно, а с вторым входом - через первый одновибратор, выход шестого релейного элемента соединен также через третий логический блок Равнозначность" с вторым входом шестого логического блока"Равнозначность", выходы третьего ичетвертого интеграторов соединенысоответственно через третий и четвертый релейные элементы с вторыми входами третьего и четвертого логических блоков "Равнозначность".1242909 к Составитель Б.Кирсановдактор Н.Бобкова Техред М.Ходанич Корректор С,Шекм а ул.Проектная,жго еское предприяти Производственно-поли 3704/46 . Тираж 836 ВНИИПИ Государстве по делам изобре 113035 Москва, ЖПодписноного комитета ГССРений и открытийРаушская наб., д