Система автоматического управления

ССЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК р 4 с 05 в 11/О ЕТЕНИ ТЕЛЬС е ния ватанатройст- котоигнал,коне. наа, арасегоЯ пре-. З зированныхческих машителей: Сб.кого поли Челябинск,ома элект бразов лябинс титута. зацни у у, а до-%ФУ нал с(57) Изметаллурбыть исскорости г т.е. фкоОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМ(5 б) Калунцорудование иных установо1979, с.300.Исследование аэлектроприводов,и вентильных преонауч.тр. У 124 Четехнйческого инс1973, с.138-145. в Ю.Д. и др. Электрообоэлектропривод промышленк. М.; Высшая школа, . МА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВбретение относится к областигической техники и можетользовано при регулированиивращения валков реверсивно,801409 го прокатного стана. Целью изобния является увеличение произвотельности прокатного стана за сповышения рабочей скорости сисПоставленная цель достигается зсчет того, что скорости вращела электродвигателя и валков санализируются в адаптивном усве стабилизации сил упругости,рое формирует корректирующий сподаваемый на вход внутреннеготура регулирования системы, т,вход контура регулирования трктакже за счет того, что сигналсогласования по скорости внешнконтура регулирования системыобразуется в устройстве стабиливремени отработки перемещений,полнительный корректирующий сигего выхода подается на вход внешнконтура регулирования системы,на вход контура регулирования срости. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к металлургической технике и может быть использовано при регулировании скорости ,вращения валков реверсивного прокатного стана.Цель изобретения - увеличение производительности реверсивного прокатногб стана за счет повышения рабочей скорости системы. 10На фиг.1 представлена структурная схема системы автоматического управления; на фиг,2 ; структурная схема адаптивного устройства. стабилизации моментов сил упругости; на фиг.З - 15 структурная схема устройства стабили" зации времени отработки перемещений; на фиг.4 - структурная схема блока формирования отклонений адаптивного управляющего сигнала от его заданно го значения.На чертежах обозначены электродвигатель 1, первый нагрузочный потенциометр 2, вентильный преобразователь 3, натрузочный резистор 4, 25 датчик 5 тока, обмотка 6 возбуждения электродвигателя, блок 7 управления током возбуждения электродвигателя, регулятор 8 тока, второй нагрузочный потенциометр 9, элемент 10 сравнения, 30 регулятор 11 скорости, первый датчик 12 скорости,. элемент 13 сравнения, блок 14 программного управления, вал 15 электродвигателя, шестеренная клеть 16, шпиндели 17, валки 18 реверсивного прокатного стана, второй датчик 19 скорости, адаптивное устройство 20 стабилизации моментов сил упругости, устройство 21 стабилизации времени отработки перемещений, датчик 22 моментов сил упругости, фильтр 23, блох 24 формирования отклонения адаптивного управляющего сигнала от его заданного значения, дифференцирулщее звено 25, второе 26 и первое 27 Форсирующие звенья, датчик 28 импульсов, блок 29 формирования упрежцающих импульсов, элемент 30 сравнения, суммирующие элементы 31 и 32, блок 33 стабилизации отклонений перемещений, ключ 34, дифференцирующее звено 35, регулирующий блок Зб элемент 37 сравнения, первое интегрирующее звено 38, логический блок 39, ключ 4 О, аналого вый инвертор 41, усилитель 42, второе интегрирующее звено 43, потенциальный- 55 триггер 44, элемент НЕ 45, первый 46 и второй 47 элементы с зонами нечувствительности, второй 48 и первый 49 Фаэочувствительные выпрямители, элемент НЕ 50, элемент И 51, ключ 52,аналоговый инвертор 53 и источник 54напряжения питания,Система работает следующим образом.В процессе работы реверсивногопрокатного стана на первый вход элемента 13 сравнения с выхода блока 14программного управления поступает управляющий сигнал, соответствующий заданному закону изменения скоростирабочего органа (валков 18) реверсивного прокатного стана,При проявлении статической нагрузки на валках 18 происходит снижениеих скорости вращения и, следователь-.но, при неизменной скорости вращениявала 15 электродвигателя 1 начинается процесс скручивания (валопроводов)шпинделей 17. Разность скоростей вращения вала 15 электродвигателя 1 ивалков 18 реверсивного прокатногостана приводит к появлению на выходедатчика 22 моментов сил упругости соответствующего сигнала, .Поступление сигналов с выходовпервого 12 и второго 19 датчиков скарости на входы адаптивного устройства 20 стабилизации моментов сил упругости приводит к появлению на его выходе управляющего сигнала, поступающе"го на третий вход элемента 10 сравнения,вызывая такой процесс снижения скорости электродвигателя 1, при кото".ром достигается квазисинхронизацияскорости вращения концов шпинделей17, соответствующая определенномузакону момента сил упругости (в частности, закону минимизации моментовсил упругости),В результате указанного процессаснижения скорости электродвигателя 1,вызванного необходимостью обеспечения стабилизации (минимизации)моментов сил упругости, происходит отклонение фактической скорости электро двигателя 1 от заданной скорости.Сигнал разности указан.щх скоростейпоступает с выхода элемента 13 сравнения на второй вход элемента 37сравнения фиг,З) устройства 21 стабилизации времени отработки перемещений.При этом на выходе первого интегрирующего звена 38 (фиг,З) появляется сигнал, соответствующий отклонению перемещения от заданного, чтоприводит к срабатыванию потенциального триггера 44 логического блока39 и замыканию ключей 34 и 40,При этом замыкание ключа 40 приводит к образованию отрицательнойобратной связи, подключенной с выхода первого интегрирующего звена 38на вход аналогового инвертора 41,что, в свою очередь, приводит к устранению сигнала отклонения на выходепервого интегрирующего звена 38. Врезультате дифференцирования сигнала, соответствующего отклонению перемещения от заданного, на выходе дифференцирующего звена 35 появляетсякорректирующий сигнал, который поступает на третий вход элемента 13 сравнения и вызывает такое изменение скорости В сторону ее увеличения при 20 котором обеспечивается стабилизация времени перемещения.В процессе работы системы управления блок 24 формирования отклонений адаптивного управляющего сигна Б ла от его заданного значения (фиг.2) выполняет свои функции следующим образом. Если величина переменкой составляющей момента сил упругости (динамической добавки) превосходит величину зоны нечувствительности элемента 46 с зоной нечувствительности (фиг.4), то на его выходе появляется дополнительный сигнал, преобразование которого форсирующим звеном 26 (фиг.2) приводит к формированию дополнительного управляющего сигнала, поступающего через суммирующий элемент 32 на третий вход элемента 10 сравнения (фиг.1).40 Реализация указанного управляющего сигнала вызывает процесс дополнительного снижения скорости электродвигателя 1.и, как следствие, уменьшение 4 В величины момента сил упругости (а также и динамической добавки). В том случае, когда величина динамической добавки амплитуды высокочастотной составляющей моментов.сил упругости на 50 ходится в области зоны нечувствитель-. ности элемента 46 с зоной нечувствительности, но превосходит величину зоны нечувствительности элемента 47, то на вход форсирующего звена 26 не поступает, никакой дополнительный управляющий сигнал, так как на выходе элемента НЕ 50 .отсутствует сигнал.Следовательно, разомкнутый ключ 52 не пропускает сигнал на вход аналогового инвертора 53,Если величина сигнала динамической добавки моментов сил упругостинаходится в области зоны нечувствительности элемента 47 с зоной нечувствительности, то наличие сигналовна входах элемента И 51 -вызываетза-,мыкание ключа 52, что приводит к появлению на выходе аналогового инвертора 53 такого сигнала, реализациякоторого приводит к некоторому повыше нию скорости электродвигателя 1 и,следовательно, к восстановлению заданной величины динамической добавкимоментов сил упругости.Предлагаемая система автоматического управления по сравнению с известными позволяет значительно повысить производительность, напежность и долговечность механизмов реверсивногопрокатного стана за счет сокращениячисла поломок элементов его валопроводов,Формула изобретения 1, Система автоматического управления, содержащая блок программного управления, выходом соединенный с первым входом первого элемента сравнения, вторым входом подключенного к выходу первого датчика скорости, а выходом через регулятор скорости - к первому. входу второго элемента сравнения, вторым входом соединенного с выходом датчика тока и с первым входом блока управления током возбуждения электродвигателя, а выходом через регулятор тока - с вхо" дом вентильного преобразователя, первый выход которого соединен с первым выводом первого нагрузочного потенциометра и с первым входом якоря 1электродвигателя а второй выход - с первым входом датчика тока и с первым выводом нагрузочного резистора, вторым выводом подключенного к второму входу датчика тока, к второму выводу первого нагрузочного потенциометра и к второму входу якоря электродвигателя, вал которого соединен с валом первого датчика скорости и с входным валом шестеренкой клети, выходные валы которой через шпиндели соединены с валками реверсивного прокатного стана, второй вход бло-, ка управления током возбуждения элек 5 1 тродвигателя соединен с подвижным выводом первого погрузочного потенциометра, третий вход - с выходом источника напряжения питания, первый выход - с первым выводом обмотки возбуждения электродвигателя, а второй выход через второй нагрузочный потенциометр - с вторым выводом обмотки возбуждения электродвигателя, а третий выход - с подвижным выводом второго нагрузочного потенциометра, выходной вал реверсивного прокатногостана соединен с валом второго датчика скорости, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повьппения рабочей скорости системы, в ней дополнительно установлены устройство стабилизации времени отработки перемещений и адаптивное устройство стабилизации моментов сил упругости, подключенное первым и вторым входами к выходам. первого и второго датчиков скорости, а выходом - к третьему вхо, ду второго элемента сравнения, входустройства стабилизации времени от работки перемещений соединен с выходом первого элемента сравнения а вы 1ход - с третьим входом первого элемента сравнения.2. Система по л,1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что адаптивное уст-ройство стабилизации моментов силупругости содержит первое форсирую; щее звено, последовательно соединенные дифференцирующее звено и первый ; суммирующий элемент, последовательносоединенные датчик импульсов, блок. формирования упреждающих импульсов, второе форсирующее звено и второй суммирукпций элемент и последовательно соединенные элемент сравнения, датчик моментов сил упругости, фильтр и блок формирования отклонений управ" ляющего сигнала от его заданного значения, подключенный первым и вторым ,входами к второму и к третьему. вхо,дам второго форсирующего звена, четвертым входом соединенного с выходом первого суммирующего элемента, вторым входом подключенного к выходу датчика момента сил упругости, вход первого форсирующего звена соединен с первым входом элемента сравнения, а выход - с вторым входом второго суммирующего элемента, вход дифференцирующего звена соединен с вторым15 20 25 30 35 40 50 55 входом элемента сравнения, причем первый и второй входы элемента сравнения и выход второго суммирующего элемента являются первым и вторым входами и выходом устройства.3. Система по п,2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок формирования отклонений адаптивного управляющего сигнала от его заданного значения содержит первый элемент с зоной нечувствительности, первый фазочувствитель.ный выпрямитель, последовательно соединенные ключ и аналоговый инвертори последовательно соединенные второйэлемент с зоной нечувствительности,второй фазочувствительный выпрямитель, элемент НЕ и элемент И, выходом подключенны к управляющему входуключа, авторым входом - к выходупервого фазочувствительного выпрямителя, информационный и опорный входыкоторого соединены между собой и подключены к информационному входу клю"ча, к опорному входу второго фазочувствительного выпрямителя и к входам первого и второго элементов с зонами нечувствительности, причем вход и выход первого элемента с зоной нечувствительности и выход аналогового инвертора являются входом и первым и вторым выходами блока. 4. Система по п,1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что устройство стабилизации времени отработки перемещений содержит элемент НЕ, потенциальный триггер и последовательно соединенные первый ключ, аналоговый, инвертор, регулирующий блок, первый элемент сравнения, первое интегрирующее звено, второй ключ, второй эле- . мент сравнения, усилитель и второе интегрирующее звено, выходом подключенное к второму входу второго элемента сравнения, выход первого интегрирующего звена соединен с ннфор" мационным входом первого ключа, с первым инверсным входом потенциального триггера и с входом элемента НЕ, выходом подключенного к второму инверсному входу потенциального триггера, выходом соединенного с управляющими входами первого и второго ключей, причем второй вход первого элемента сравнения и выход усилителя являются входом и выходом устройства, 1409964.Тяско актор Тираж 866 Государственного елам изобретений сква, Ж, Рауш П каз 3477/4 сно 4/5 оектная,оиэводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород Юа шрга ЩйУРфР зйи О ВНИИП по 3035, Ьод меменща Осра дюжими ета ССрытийаб д