Цифровая система для позиционного регулирования

союз сонетснихсоцидлистичеснихРеспуБлин128 О 572 9 1 госудА стариный комитет ссс по дядей изоБРетвий и оти цт(56) Авторское свидетельство СССРВ 1198460, кл. С 05 Б 19/18, 1984(54) ЦИФРОВАЯ СИС 1.ЕИА ДЛЯ ПОЗИЦИОББОГО РЕГУХБРОВЛНИЯ(57) Предложена цифровая система дляпозиционного регулирования. Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и можетбыть использовано для управленияэлектроприводами поточно-транспортных линий и механизмов, работающихв старт-стопном режиме, у которыхв каждом рабочем цикле регламентированы величина перемещения и его продолжительность. Целью изобретенияявляется уменьшение тепловых потерьв электроприводе при отработке задан".ного перемещения за заданное время;ЦиФровая система для позиционногорегулирования содержит блок заданияперемещения, сумматор, первый, второй, третий и четвертый счетчики импульсов, преобразователь код - частота, блок ограничения частоты, формирователь импульсов, генератор,цифроаналоговый преобразователь,блок регулирования, двигатель, импульсный датчик положения, блок задания времени перемещения, генератор эталонной частоты, ключ, первый,второй и третий преобразователи частоты и блок сравнения кодов. Закондвижения электропривода, реализуемый системой, соответствует параболической тахограмме, обеспечивающей минимальные тепловые потери вякорной цепи электропривода, 2 ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к системам, предназначенным для точной обработки рабочим органом заданного перемещения в течение заданного времени, и может быть использовано для управления электро- приводами поточно-транспортных линий или других механизмов, работающих в старт-стопном режиме, для которых в каждом рабочем цикле регламентируется величина перемещения и его продолжительность.Целью изобретения является уменьшение тепловых потерь в электроприводе при отработке заданного перемещения за заданное время.На Фиг, 1 приведена блок-схема системы; на фиг, 2 - временные диаграммы сигналов контура задания скорости,м,4 О 45 Цифровая система сбдержит блок 1задания перемещения, сумматор 2, первый счетчик 3 импульсов, преобразователь 4 код - частота, блок 5 ограничения частоты, формирователь 6импульсов, интегратор 7, цифроаналоговый преобразователь 8, блок 9регулирования, двигатель 10, импульсный датчик 11 положения, блок 12 задения времени перемещения, генератор 13 эталонной частоты, ключ 14,первый, второй и третий преобразователи 15, 16 и 17 частоты, второй,третий и четвертый счетчики 18, 19и 20 импульсов и блок 21 сравнениякодов. Блоки 13-21 составляют контурзадания скорости,Система работает следующим образоВ исходном состоянии на выходеблока 1 задания перемещения код заданного положения 112 равен нулю,Первый счетчик 3 импульсов и интегратор 7 находятся в нулевом состоянии, сигнал задания скорости У навыходе цифроапалогового преобразователя 8 равен нулю, и двигатель 10электропривода находится в состояниипокоя,Введенный в блок 1 задания перемещения код Н заданного положенияподается на первый вход сумматора 2.На выходе сумматора возникает кодрассогласованияИ, который подается на вход преобразователя 4 код -частота. На выходе преобразователяимеющего линейную характеристику,возникают импульсы, следующие с частотой Г , величина которой пропорциональна коду рассогласования ВИ . Импульсы частотой 14 поступают ца первый вход блока 5 ограничения частоты. На выходе блока 5 возникают импульсы, частота х, следования которых равна частоте 1 импульсов, поступающих на его второй вход с выхода блока 21 сравнения кодов, Вырабатываемь 1 е блоком 5 импульсы сум- мируются в интеграторе 7, выходная величина И которого преобразуется цифроаналоговым преобразователем 8 в напряжение задания скорости Н, которое подается на вход блока 9 регулирования, упрявляющего скоростью двигателя 10. При этом двигательначинает разгоняться, импульсцыйдатчик 11 начинает выдавать импульсы,частота следования которых пропорциональна скорости вращения двигателя. Эти импульсы через формирователь б импульсов подаются на второй вход интегратора 7 и являются сигналом обратной связи в цифровом конгуре регулирования скорости. С выхода формирователя б импульсы подаются также на вход счетчика 3 импульсов, производящего их суммирование. На выходе счетчика 3 код М 1, представляет собой фактическое положение и является сигналом ооратцой связи в циФровом контуре регу,п.рованця положения.В процессе отработки зада".ного перемещения разгон и торможение алек. тропривода осуществляются в соответствии с величиной сигнала Т заданной скорости отрабатываемого цифровым контуром регулирования скорости, при этом количество импульсов частоты й. в точности соответствует заданной вели вне пере.;с:;егия 1В конце цикла отработки заданного перемещения при Е:=0 контроль от работки заданного перемещения осуществляется цифровым контуром регулирования положения. В этом случае при наличии ошибки в позиционировании например из-за инерционности контура регулирования скорости либо из=за наличия статической нагрузки) на вход интегратора 7 через блок 5 поступают и:.пульсы частотой К,1, Код К на выходе интегратора, а следовательно, и сигнал Н, на выходе цифроаналогового преобразователя изменяются таким образом, чтобы уст12805ранить рассогласование. При достижении величиной Е,р значения 1 рассог 2ласование станонйтся равным нулю иэлектропривод останавливается. в заданном положении,Реализацию Оптимальной, соответствующей минимуму тепловых потерьв электроприводе, параболической тахограммы обеспечивает контур задания скорости, временные диаграммысигналов которого приведены на фиг,2.Контур задания скорости работаетследующим образом.В исходном состоянии счетчики 18,19 и 20 импульсон находятся н нулевом положении, код заданного времениИ перемещения и код Мь заданногоположения равны ттулто, сигналы навыходах преобразователей частоты также равны нулю, ключ 14 открыт, 20 72 жением Импульсы Е, поступают также на частотный вход второго преобразователя 16 частоты, на выходе которого частота Г, следования импульсов определяется соотношением15(6) Введение н блок 1 задания перемещения и в блок 12 задания времени перемещения коды Б и И подаются н контур задания скорости, При этом 25 по установочному входу Й счетчик 18 заносится величина И /2, а на частот. ный вход первого преобразонателг. 15 частоты через ключ 14 начинает поступать частотный сигнал Г, с выхода ЗО генератора 13 эталонной частоты, На выходе преобразователя 15 частота 6 И 2 611 т 2(10) Полученная параболическая тахограмма привода соответствует оптиследования импульсон определяетсявыражением- принятая дискретность задания Времени перемещения(цена импульса генератора13 эталонной частоты); - принятая дискретность задания и измерения перемещения (цена импульса на выходе формирователя 6 тмпульсов);заданная величина перемещения-; заданное время перемещения. С выхода перного греобразователя 15 частоты импульсон частоты со знакгом "минус." поступают на частотный вход счетчика 18, изменяя его ВыхОднОЙ код В соотВегстВии с Выра Г (ь)=г =1, -1 сМ1 с И; АМЧ где к=12 - постоянный коэффициент,При этом знак частотного сигнала определяется знаком Ит кода счетчика 18, а именно: н период разгона привода при положптельном М, импульсы частоты:Г, суммируются н третьем счетчике 9, а при торможении привода отрицательное значение И 1 ренерсирует счет импульсон н третьем счетчике 19. Такт,м образом, выходной сигнал М третье;О счетчика 19 определяется выражент:.ем Па выходе преобразователя 17 частота т спедоьания импульсов опреде-, ляется выражением 1,т 6 ъ;(т.)-:рт т, З ,т(8 3 т Я е 1 т 2 о з Пренебрегая динамической Ошибкойн скорости при движении электропривода, можно записать, что тт(9)где Ъ - скорость перемещения рабочегооргана привода.Из (9) с учетом (2), (3), (ч) и(8) уравнение скорости перемещениярабочего органа принимает нидВ момент времени мальному в смысле минимума тепловых потерь в приводе закону движения исполнительного органа рабочей машины при заданной величине перемещения Ь и заданном цикле позиционирования СИмпульсы частоты 1 подаются на вход четвертого счетчика 20, на выходе которого код М изменяется во времени в соответствии,с выражением В- = у.- (12)выходной код И четвертого счетчика20 достигает величины ЗБЬ . 2 Иь и - д (1 З) 20, о г 3 Яи пПри этом срабатывает блок 21 сравнения кодов и своим выходным сигналом закрывает ключ 14. На этом цикл работы задания скорости закан 25 чивается,Таким образом, в течение заданного времени отработки рассогласования контур задания скорости формирует частотный сигнал Е задания скорости по оптимальному параболическому закону, вырабатывая при этом количество импульсов, равное коду , заданного перемещения Ы., Такая тахо. грамма обеспечивает абсолютный ми ,нимум тепловых потерь в якорной цепи электропривода.Положительный эффект от применения предлагаемой системы создаетсяза счет экономии электроэнергии, 40 " снижения установленной мощности электрооборудования, а также повьппенияпроизводительности механизма ввидуустановления регламентированного времени позиционирования. 45 Формула изобретения Цифровая система для позиционного регулирования, содержащая последовательно соединенные блок задания перемещения, сумматор, преобразователь код - частота, блок ограничения частоты, интегратор, цифроаналоговый преобразователь, блок регулирования, двигатель, выход которого подсоединен с второму входу блока регулирования, датчик положения, формирователь импульсов,. выход которого соединен с вторым входом интегратора, первый счетчик импульсов, выход которого соединен с вторым входом сумматора, а также последовательно соединенные генератор эталонной частоты, ключ, управляющий вход которого подсоединен к выходу блока сравнения кодов, первый преобразователь частоты, второй вход которого соединен с выходом блока. задания перемещения, входом второго преобразователя частоты и входом блока сравнения кодов, а третий вход - с выходом блока задания времени перемещения, третий вход второго преобразователя частоты соединен с выходом второго счетчика; а выход - с частотным входом третьего счетчика, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью уменьшения тепловых потерь в электроприводе, в нее дополнительно введены четвертый счетчик импульсов и третий преобразователь частоты, первый вход которого соединен с выходом третьего счетчика импульсов, управляющий вход которого подключен к выходу знакового разряда второго счетчика импульсов, вход которого соединен с вторыми входами второго и третьего преобразователей частоты и с выходом первого преобразователя частоты, выход четвертого счетчика подключен к второму входу блока сравнения кодов, а вход соединен с вторым входом блока ограничения частоты и выходом третьего преобразователя частоты, установочный вход которого подсоединен к установочному входу второго счетчика импульсов и к выходу блоа задания перемещения.1280572 156 Составитель В. Башкиредактор И. Рыбченко Техред И,Попович Коррек П 6 Подписное Зака ог нииРа венно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор л. Проек оизв 065/52 Тираж 83 ВНИИПИ Государствен по делам изобрет 113035, Москва, Ж, омитета СССР открытийкая наб., д. 4