CS204575B1

CS204575B1 - Connection of the controlling part of the system for the regulation of position

Info

Publication number: CS204575B1
Application number: CS791425A
Authority: CS
Inventors: Vladislav Anderle
Original assignee: Vladislav Anderle
Priority date: 1979-03-02
Filing date: 1979-03-02
Publication date: 1981-04-30

Description

Vynález se týká zapojení řídící části systému pro regulaci polohy, které řeší problém regulace polohy elektrických pohonů tak, aby průběhy jednotlivých stavových veličin při regulačním pochodu byly blízké požadovaným průběhům.The invention relates to the connection of a control part of a position control system which solves the problem of the control of the position of electric drives so that the course of the individual state variables during the control process is close to the desired course.

Dosud běžně užívané zapojení regulačního systému využívá regulátorů dílčích, stavových veličin, které jsou vzájemně řazeny tak, že výstup z regulátoru nadřazené stavové veličiny řídí regulátor podřízené stavové veličiny.The current wiring of the control system uses partial, state variables, which are mutually aligned so that the output from the controller of the superior state variable controls the controller of the subordinate state variable.

Nevýhodou tohoto řešení je úplná závislost řízení podřízeného regulátoru na výstupu nadřazeného regulátoru. To se projevuje v průběhu regulačního pochodu zvětšenou dynamickou odchylkou a zejména značnou závislostí regulačního pochodu na vnějších vlivech.The disadvantage of this solution is the complete dependence of the slave controller control on the output of the master controller. This is manifested in the course of the control process by an increased dynamic deviation and in particular by a considerable dependence of the control process on external influences.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení řídící části systému pro regulaci polohy podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že první výstup zařízení pro vytváření řídicí trajektorie je připojen na řídící vstup regulátoru polohy, druhý výstup zařízení pro vytváření řídící trajektorie je připojen na první řídící vstup regulátoru rychlosti, na jehož druhý řídící vstup je připojen výstup nadřazeného regulátoru polohy a dále v tom, že třetí výstup zařízení pro vytváření řídící trajektorie je připojen na první řídící vstup regulátoru proudu motoru, na jehož druhý řídící vstup je připojen výstup nadřazeného regulátoru rychlosti.The above-mentioned drawbacks eliminate the wiring of the control part of the position control system according to the invention, which is characterized in that the first output of the control trajectory device is connected to the control input of the positioner, the second output of the control trajectory device is connected to the first control input of the controller. The third output of the control trajectory generating device is connected to the first control input of the motor current regulator, to the second control input of which the output of the master speed controller is connected.

Použitím tohoto zapojení řídící části regulačního systému je dosaženo, že regulátory dílčích stavových veličin jsou řízeny odpovídajícími výstupy ze zařízení pro vytváření řídící trajektorie tak, aby při regulačním pochodu byly dodrženy úrovně dílčích stavových veličin. Jinak řečeno, aby trajektorie pohybu soustavy co nejlépe sledovala trajektorii řízení. Další předností tohoto řešení je nezávislost regulačního pochodu na vnějších vlivech, například na velikosti zatěžovacího momentu. Regulátory dílčích stavových veličin jsou vždy lineárního typu. Při změnách požadavků na řízení se mění pouze struktura nebo algoritmus zařízení pro vytváření řídící trajektorie. Tímto zařízením může být případně i vhodný mikropočítač.By using this wiring of the control part of the control system, it is achieved that the partial state variable controllers are controlled by corresponding outputs from the control trajectory generating device so that the levels of the partial state variables are maintained during the control process. In other words, the movement trajectory of the system best follows the trajectory of the steering. Another advantage of this solution is the independence of the control process from external influences, for example the magnitude of the load torque. The partial state controllers are always of the linear type. When changing control requirements, only the structure or algorithm of the device for creating the control trajectory changes. The device may optionally be a suitable microcomputer.

Na připojeném obrázku je znázorněn příklad zapojení řídící části regulačního systému podle vynálezu, kde žádaná hodnota W je zavedena na první vstup 11 zařízení 1 pro vytváření řídící trajektorie. Jeho první výstup 13 je připojen na řídící vstup 21 regulátoru 2 polohy, neboť má význam žádané hodnoty polohy, tj. stavové veličiny X||. Druhý výstup 14 zařízení 1 pro vytváření řídící trajektorie je připojen na první řídící vstup 31 regulátoru 3 rychlosti, neboť stavová veličina x₂, má význam žádané hodnoty rychlosti. Druhý řídící vstup 32 regulátoru 3 rychlosti je připojen na výstup 23 regulátoru 2 polohy, který se uplatni především při působení zátěžného momentu a jiných vnějších vlivech, a z určité části jako korekce stavové veličiny x₂i, která má význam žádané hodnoty rychlosti. Třetí výstup 15 zařízení 1 pro vytváření řídící trajektorie je připojen na první řídící vstup 41 regulátoru 4 proudu, neboť stavová veličina x₃, má význam žádané hodnoty dynamické složky proudu motoru. Druhý řídící vstup 42 regulátoru 4 proudu je připojen na výstup 34 regulátoru 3 rychlosti, který se uplatní především při působení zátěžného momentu a z určité části jako korekce .stavové veličiny x₃|, která má význam žádané hodnoty dynamické složky proudu motoru. Výstupem 44 regulátoru 4 proudu je řízena výkonová část poho-. nu. Druhý vstup 22 regulátoru 2 polohy, třetí vstup 33 regulátoru 3 rychlosti a třetí vstup 43 regulátoru 4 proudu slouží k zavedení příslušných zpětných vazeb x,₂, x₂₂, x₃₂. Na druhý vstup 12 zařízení 1 pro vytváření řídící trajektorie jsou přivedeny počáteční hodnoty stavových veličin /x (o) / a na třetí vstup 16 jejich největší dovolené hodnoty (x)m.The attached figure shows an example of the wiring of the control part of the control system according to the invention, where the setpoint W is applied to the first input 11 of the control trajectory generating device 1. Its first output 13 is connected to the control input 21 of the positioner 2, since it has the meaning of the position setpoint, i.e. the state variable X ||. The second output 14 of the control trajectory generating device 1 is connected to the first control input 31 of the speed controller 3, since the state variable x ₂ has the meaning of the speed setpoint. The second control input 32 of the speed controller 3 is connected to the output 23 of the position controller 2, which is mainly applied under load torque and other external influences and, to some extent, as a correction of the state variable x ₂ i which is of the speed reference value. The third output 15 of the control trajectory generating device 1 is connected to the first control input 41 of the current regulator 4, since the state variable x ₃ has the meaning of the setpoint of the dynamic component of the motor current. The second control input 42 of the current regulator 4 is connected to the output 34 of the speed regulator 3, which is applied primarily under the application of a load torque and to some extent as a correction of the state variable x ₃ . The output part 44 of the current regulator 4 controls the power part of the drive. nu. The second input 22 of the positioner 2, the third input 33 of the speed controller 3 and the third input 43 of the current controller 4 are used to introduce the respective feedbacks x, ₂ , x ₂₂ , x ₃₂ . Initial values of state variables (x (o)) are applied to the second input 12 of the control trajectory generating device 1, and to the third input 16 of their maximum permissible value (x) m.

Použití zapojení podle vynálezu je výhodné ve všech případech regulace dráhy, neboť prostřednictvím zařízení pro vytváření řídící trajektorie a soustavy hierarchicky řazených regulátorů lze dosáhnout požadovaný, tj. optimální průběh regulačního pochodu. Řídící trajektorie může být, podle požadavků, funkcí mnoha stavových veličin, např. dráhy, rychlosti, první a druhé derivace rychlosti. Zařízení pro vytváření řídící trajektorie může tedy na svém výstupu poskytovat více řídících stavových veličin než lze běžně využít v regulačním systému. Některých stavových veličin lze s výhodou využít pro řízení dalších navazujících systémů řízení. Protože sé problém optimálního řízení pohonu soustřeďuje do zmíněného zařízení pro vytváření řídící trajektorie, zatím co regulátory pohonu jsou standardní a lineární, bude výhodné v náročných případech zařízení pro vytváření řídící trajektorie uskutečnit pomocí mikropočítače.The use of the circuit according to the invention is advantageous in all cases of path control, since the desired, i.e. optimum, course of the control process can be achieved by means of a device for generating a control trajectory and a system of hierarchically arranged controllers. The control trajectory may, as desired, be a function of many state variables, e.g., path, velocity, first and second velocity derivatives. Thus, the control trajectory generating device may provide more control state variables at its output than can normally be used in a control system. Some state variables can be advantageously used for control of other connected control systems. Since the problem of optimum drive control is centered in said control trajectory device, while the drive controllers are standard and linear, it will be advantageous to implement the control trajectory device by means of a microcomputer in demanding cases.

Claims

SUBJECT

Connection of a control part of a position control system consisting of a control trajectory generating device and mutually slave position, speed and current regulators, characterized in that the first output (13) of the control trajectory generating device (1) is connected to the control input (21) of the controller (2) position, the second output (14) of the control trajectory generating device (1) is connected to the first control input (31) of the controller (3)

OF THE INVENTION to which the second control input (32) is connected the output (23) of the upstream positioner (2) and further that the third output (15) of the control trajectory generating device (1) is connected to the first control input (41) a motor current regulator (4) to which the second control input (42) is connected the output (34) of the superior speed regulator (3).