CS237557B1

CS237557B1 - Connection of the control system part for speed control of electric drives

Info

Publication number: CS237557B1
Application number: CS267279A
Authority: CS
Inventors: Vladislav Anderle; Erhard Guba
Original assignee: Vladislav Anderle; Erhard Guba
Priority date: 1979-04-19
Filing date: 1979-04-19
Publication date: 1985-09-17

Abstract

Zapojení řídicí části systému pro regulaci rychlosti elektrických pohonů, sestávající ze zařízení pro vytváření řídicí trajektorie příslušné k žádané hodnotě na jeho vstupu a vzájemně podřízených regulátorů rychlosti, proudu kotvy a pole motoru, vyznačené tím, že první výstup 13 zařízení 1 pro vytváření řídicí trajektorie je připojen na řídicí vstup 21 regulátoru 2 rychlosti a druhý výstup 14 zařízení 1 pro vytváření řídicí trajektorie je připojen na první řídicí vstup 31 regulátoru 3 proudu kotvy motoru, na jehož druhý řídicí vstup 32 je připojen výstup 23 nadřazeného regulátoru 2 rychlosti motoru, přičemž třetí výstup 15 zařízení 1 pro vytváření řídicí trajektorie je připojen na první řídicí vstup 41 regulátoru 4 pole motoru.Connection of the control part of the system for regulating the speed of electric drives, consisting of a device for creating a control trajectory corresponding to the desired value at its input and mutually subordinate speed, armature current and motor field controllers, characterized in that the first output 13 of the device 1 for creating a control trajectory is connected to the control input 21 of the speed controller 2 and the second output 14 of the device 1 for creating a control trajectory is connected to the first control input 31 of the motor armature current controller 3, to whose second control input 32 the output 23 of the superior motor speed controller 2 is connected, while the third output 15 of the device 1 for creating a control trajectory is connected to the first control input 41 of the motor field controller 4.

Description

Vynález řeší zapojení řídicí části systému pro regulaci rychlosti elektrických pohonů tak, aby průběhy jednotlivých stavových veličin při regulačním pochodu byly blízké požadovaným průběhům.The invention solves the connection of the control part of the system for controlling the speed of electric drives so that the course of 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. Je to takzvané kaskádní řazení regulátorů.The current wiring of the control system uses partial state variables, which are mutually arranged so that the output from the controller of the superordinate state variable controls the controller of the subordinate state variable. This is the so-called cascade controllers.

Nevýhodou tohoto řešení je úplná závislost řízení podřízeného regulátoru na výstupu nadřazeného regulátoru. To se projevuje zvětšenou odchylkou dílčích stavových veličin od požadované úrovně, zvláště při působení vnějších rušivých vlivů, například vlivem zátěžného momentu.The disadvantage of this solution is the complete dependence of the slave controller control on the output of the master controller. This results in an increased deviation of the partial state variables from the desired level, especially under the influence of external disturbances, for example due to the load torque.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení řídicí části systému pro regulaci rychlosti elektrických pohonů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že první výstup zařízení pro vytváření řídicí trajektorie je připojen na řídicí vstup regulátoru rychlosti, a druhý výstup zařízení pro vytváření řídicí trajektorie je připojen na první řídicí vstup regulátoru proudu kotvy motoru, na jehož druhý řídicí vstup je připojen výstup nadřazeného regulátoru rychlosti motoru, a.že třetí výstup zařízení pro vytváření řídicí trajektorie je připojen na první řídicí vstup regulátoru pole motoru.The above-mentioned drawbacks eliminate the wiring of the control portion of the electric drive speed control system according to the invention, wherein the first output of the control trajectory device is connected to the control input of the speed controller and the second output of the control trajectory device is connected to the first the motor armature current regulator control input to which the second motor input speed control output is connected, and that the third output of the control trajectory generating device is connected to the first motor field regulator control input.

Použitím tohoto zapojení řídicí části regulačního systému je dosaženo, že regulátory dílčích stavových veličin jsou řízeny odpovídajícími výstupy ze zařízení pro vytváření řídicí trajektorie tak, aby při regulačním pochodu byly dodrženy úrovně dílčích stavových veličin.By using this 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.

Jinak řečeno, aby trajektorie pohybu soustavy oo nejlépe sledovala trajektorii řízení. Další předností je jednotnost koncepce řízení všech regulačních systémů, u nichž je možno předem určit trajektorii řízení.In other words, the trajectory of the motion of the system oo follows the trajectory of the steering best. Another advantage is the uniform control concept of all control systems, where the control trajectory can be predetermined.

Regulátory dílčích stavových veličin jsou vždy lineárního typu. Při změnách požadavků na řízení se mění pouze struktura nebo algoritmus zařízení pro vytváření řídicí trajektorie. Tímto zařízením může být případně i vhodný mikropočítač.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 řídicí části regulačního systému podle vynálezu, kde žádaná hodnota rychlosti w je zavedena na vstup 11 zařízení 1 pro vytváζ — — ření řídicí trajektorie.The attached figure shows an example of a wiring of the control part of the control system according to the invention, where the speed reference w is applied to the input 11 of the control trajectory generating device 1.

Jeho první výstup' 13 je připojen na řídicí vstup 21 regulátoru £ rychlosti motoru, řehot stavová veličina význam žádané hodnoty rychlosti w. Druhý výstup 14 zařízení £ pro vytváření řídicí trajektorie je připojen na první řídicí vstup 31 regulátoru £ proudu, nebot stavová veličina <a_w má význam žádané hodnoty dynamické složky proudu Id.Its first output 13 is connected to the control input 21 of the engine speed regulator 6, the state variable tracing the meaning of the speed setpoint w. The second output device 14 £ for generating the control trajectory is connected to the first control input of the controller 31 £ stream, because the state variable <and _W is as defined setpoint dynamic component of current Id.

Druhý řídicí vstup 32 regulátoru £ proudu kotvy motoru je připojen na výstup 23 regulátoru 2 rychlosti motoru, který se uplatní především při působení zátěžného momentu na hřídeli motoru a z určité části jako korekce žádané hodnoty dynamické složky proudu Id.The second control input 32 of the motor armature current regulator 6 is connected to the output 23 of the motor speed regulator 2, which is applied in particular by applying a torque to the motor shaft and, to some extent, to correct the dynamic current component Id.

Výstupem 34 regulátoru' £ proudu kotvy motoru je řízena výkonová část pohonu. Druhý vstup 22 regulátoru £ rychlosti motoru a třetí vstup 33 regulátoru £ proudu kotvy motoru slouží k zavedení příslušných zpětných vazeb.The output part of the motor armature current regulator 34 controls the power portion of the drive. The second motor speed regulator input 22 and the third motor armature current regulator input 33 serve to provide respective feedbacks.

Třetí výstup 15 zařízení £ pro vytváření řídicí trajektorie je připojen na první řídicí vstup 41 regulátoru £ pole motoru, nebot stavová veličina má význam žádané hodnoty pole motoru.The third output 15 of the control trajectory generating device 6 is connected to the first control input 41 of the motor field controller 6, since the state variable has the meaning of the motor field setpoint.

Druhý řídicí vstup 42 regulátoru £ pole motoru slouží k zavedení zpětné vazby. Na druhý vstup 16 zařízení £ pro vytváření řídicí trajektorie je přivedena jmenovitá hodnota indukovaného napětí E_n v kotvě motoru a na třetí vstup 17 zařízení £ pro vytváření řídicí trajektorie je přivěcfena jmenovitá hodnota rychlosti _n motoru.The second control input 42 of the motor field controller 6 is used to provide feedback. A nominal value of the induced voltage E _n in the motor armature is applied to the second input 16 of the control trajectory device 6 and to the third input 17 of the control trajectory device 6 is the nominal value of the motor speed _n .

Výstup 43 z regulátoru £ pole motoru řídí příslušný budič motoru. Použité zapojení podle . vynálezu je výhodné ve všech případech regulace rychlosti, při které dochází ke změnám pole motoru, neboť prostřednictvím zařízení pro vytváření řídicí trajektorie a soustavy hierarchicky zařazených regulátorů lze dosáhnout požadovaný, tj. i optimální, průběh regulačního pochodu.The output 43 of the motor field controller 6 controls the respective motor driver. Connection used according to. The invention is advantageous in all cases of controlling the speed at which changes in the motor field occur, since the desired, i.e. even optimum, course of the control process can be achieved by means of a control trajectory device and a system of hierarchically arranged controllers.

Řídicí trajektorie může být, podle požadavků funkcí mnoha stavových veličin, např. dráhy, rychlosti, první a druhé derivace rychlosti. Zařízení pro vytváření řídicí trajektorie může na svém výstupu poskytovat více řídicích stavových veličin než lze běžně využít v regulačním systému elektrického pohonu.The control trajectory can be, depending on the requirements, functions of many state variables, eg path, velocity, first and second derivative of velocity. The control trajectory generating device may provide more control status variables at its output than can normally be used in an electric drive control system.

Některých těchto stavových veličin lze s výhodou využít pro řízení technologického procesu. Protože se problém optimálního řízení pohonu soustřeďuje do zmíněného zařízení pro vytváření řídicí trajektorie, zatímco regulátory pohonu jsou standardní a lineární, bude výhodné v náročných případech zařízení pro vytváření řídicí trajektorie uskutečnit pomocí mikropočítače. tSome of these state variables can be advantageously used to control the technological process. Since the problem of optimum drive control is concentrated in said control trajectory device, while the drive controllers are standard and linear, it will be advantageous to implement the control trajectory device using a microcomputer in demanding cases. t

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Connection of a control part of a speed control system of electric drives consisting of a device for generating a control trajectory corresponding to a set point at its input and mutually dependent speed, armature current and motor field controllers, characterized in that the first output (13) of the device (1) the control trajectory is connected to the control input (21) of the speed regulator (2) and the second output (14) of the control trajectory device (1) is connected to the first control input (31) of the armature current regulator (3); input (32) is connected to the output (23) of the master motor speed regulator (2), the third output (15) of the control trajectory device being connected to the first motor input (41) of the motor field regulator (4).