RU101599U1 - Устройство для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока - Google Patents

Abstract

Устройство для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока, содержащее первый задатчик, второй задатчик, первый пропорциональный блок, второй пропорциональный блок, третий пропорциональный блок, четвертый пропорциональный блок, первый блок произведения, второй блок произведения, третий блок произведения, первый интегральный блок, второй интегральный блок, третий интегральный блок, отличающееся тем, что в устройство введены первый блок алгебраического сумматора, первый вход которого соединен с выходом первого задатчика, выход первого блока алгебраического сумматора соединен с входом первого блока определения знака сигнала, выход первого блока определения знака сигнала соединен с входом первого пропорционального блока, выход первого пропорционального блока соединен с первым входом второго блока алгебраического сумматора, выход второго блока алгебраического сумматора соединен с первым входом первого блока произведения, выход первого блока произведения соединен с входом первого интегрального блока, выход первого интегрального блока соединен с первым входом второго блока произведения, выход второго блока произведения соединен с входом второго интегрального блока, выход второго интегрального блока соединен с первым входом третьего блока произведения, выход третьего блока произведения соединен с входом третьего интегрального блока, выход третьего интегрального блока соединен с первым входом четвертого блока произведения, выход четвертого блока произведения соединен с входом чет�

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может использоваться в промышленных установках для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока, состоящей из шести этапов.

Аналогом разрабатываемого устройства является устройство для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для средних перемещений исполнительного органа электропривода постоянного тока, состоящей из пяти этапов. /Пат. на полезную модель №32938, МПК 7 Н02Р 7/80. Устройство для формирования диаграмм перемещения электропривода с ограничениями первой и второй производных скорости / Ю.П.Добробаба, В.А.Мурлина, Г.А.Кошкин, С.В.Добробаба, М.В.Мартыненко // от 27.09.2003, бюл. №27/.

Аналог формирует сигнал, соответствующий оптимальной по быстродействию диаграмме для средних перемещений исполнительного органа электропривода постоянного тока, а необходимо сформировать сигнал, соответствующий оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока.

Наиболее близким к заявляемому устройству для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока, состоящей из шести этапов, является устройство для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода постоянного тока, состоящей из трех этапов. / Пат. на полезную модель №32650, МПК 7 Н02Р 7/80. Устройство для формирования диаграмм перемещения электропривода с ограничением второй производной скорости / Ю.П.Добробаба, В.А.Мурлина, Г.А.Кошкин, С.В.Добробаба, А.Н.Благодырь // от 20.09.2003, бюл. №26/, которое принимается за прототип.

Прототип содержит: первый задатчик, выход которого соединен с первым входом первого пропорционального блока, выход первого пропорционального блока соединен с входом блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, выход блока, ограничивающего значение своего входного сигнала, соединен с входом первого интегрального блока, выход первого интегрального блока соединен с входом второго интегрального блока и с первым входом первого блока произведения, выход второго интегрального блока соединен с входом третьего интегрального блока и с первым входом второго блока произведения, выход третьего интегрального блока соединен со вторым входом первого пропорционального блока, второй задатчик, выход которого соединен с входом блока вычисления модуля, выход блока вычисления модуля соединен с входом второго пропорционального блока, выход второго пропорционального блока соединен с входом блока функции возведения в степень, выход блока функции возведения в степень соединен, с первым и вторым входами третьего блока произведения, и с входом третьего пропорционального блока, выход третьего пропорционального блока соединен со вторым входом второго блока произведения, выход второго блока произведения соединен с третьим входом первого пропорционального блока, выход третьего блока произведения соединен с входом четвертого пропорционального блока, выход четвертого пропорционального блока соединен со вторым входом первого блока произведения, выход первого блока произведения соединен с четвертым входом первого пропорционального блока.

Прототип формирует сигнал, соответствующий оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода постоянного тока (состоящей из трех этапов), а необходимо сформировать сигнал, соответствующий оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока (состоящей из шести этапов).

В математической модели электропривода с двигателем постоянного тока независимого возбуждения учитываются следующие постоянные времени: электромагнитная постоянная времени якорной цепи; электромеханическая постоянная времени привода и механическая постоянная времени равная единице, а в математической модели электропривода переменного тока с асинхронным двигателем учитываются следующие постоянные времени: электромагнитная постоянная времени статора; электромагнитная постоянная времени ротора; электромеханическая постоянная времени привода и механическая постоянная времени равная единице. Таким образом, электропривод постоянного тока описывается системой дифференциальных уравнений третьего порядка (диаграмма состоит из трех этапов), а электропривод переменного тока описывается системой дифференциальных уравнений четвертого порядка (диаграмма состоит из шести этапов).

В настоящее время авторы разрабатывают четыре устройства, которые формируют сигналы, соответствующие четырем оптимальным по быстродействию диаграммам, покрывающим весь диапазон перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока. В оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока кроме четырех необходимых этапов требуется два дополнительных этапа. Введение двух дополнительных этапов позволяет реализовать следующие устройства:

- устройство для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для небольших перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока с ограничением второй производной частоты вращения исполнительного органа электропривода;

- устройство для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для средних перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока с ограничениями первой и второй производных частоты вращения исполнительного органа электропривода;

- устройство для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для больших перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока с ограничениями частоты вращения исполнительного органа электропривода и ее первой и второй производных.

Задачей является разработка устройства для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока (состоящей из шести этапов).

Техническим результатом полезной модели является формирование сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока.

Технический результат достигается тем, что из устройства для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода постоянного тока выведены блок, ограничивающий значение своего входного сигнала, блок вычисления модуля, блок функции возведения в степень, а так же все соединения; и дополнительно введены первый блок алгебраического сумматора, первый вход которого соединен с выходом первого задатчика, выход первого блока алгебраического сумматора соединен с входом первого блока определения знака сигнала, выход первого блока определения знака сигнала соединен с входом первого пропорционального блока, выход первого пропорционального блока соединен с первым входом второго блока алгебраического сумматора, выход второго блока алгебраического сумматора соединен с первым входом первого блока произведения, выход первого блока произведения соединен с входом первого интегрального блока, выход первого интегрального блока соединен с первым входом второго блока произведения, выход второго блока произведения соединен с входом второго интегрального блока, выход второго интегрального блока соединен с первым входом третьего блока произведения, выход третьего блока произведения соединен с входом третьего интегрального блока, выход третьего интегрального блока соединен с первым входом четвертого блока произведения, выход четвертого блока произведения соединен с входом четвертого интегрального блока, выход четвертого интегрального блока соединен с первым входом третьего блока алгебраического сумматора, выход первого задатчика соединен с первым входом четвертого блока алгебраического сумматора, с первым входом пятого блока алгебраического сумматора и с первым входом шестого блока алгебраического сумматора, выход четвертого блока алгебраического сумматора соединен с входом второго блока определения знака сигнала, выход второго блока определения знака сигнала соединен с входом второго пропорционального блока, выход пятого блока алгебраического сумматора соединен с входом третьего блока определения знака сигнала, выход третьего блока определения знака сигнала соединен с входом третьего пропорционального блока, выход шестого блока алгебраического сумматора соединен с входом четвертого блока определения знака сигнала, выход четвертого блока определения знака сигнала соединен с входом четвертого пропорционального блока и с первым входом пятого блока произведения, выход второго задатчика соединен со вторым входом третьего блока алгебраического сумматора, со вторым входом шестого блока алгебраического сумматора, с первым входом седьмого блока алгебраического сумматора, с первым входом восьмого блока алгебраического сумматора и с первым входом девятого блока алгебраического сумматора, выход седьмого блока алгебраического сумматора соединен с входом пятого блока определения знака сигнала, выход пятого блока определения знака сигнала соединен с входом пятого пропорционального блока, выход восьмого блока алгебраического сумматора соединен с входом шестого блока определения знака сигнала, выход шестого блока определения знака сигнала соединен с входом шестого пропорционального блока, выход девятого блока алгебраического сумматора соединен с входом седьмого блока определения знака сигнала, выход седьмого блока определения знака сигнала соединен с входом седьмого пропорционального блока, выход третьего блока алгебраического сумматора соединен со вторым входом первого блока алгебраического сумматора, со вторым входом четвертого блока алгебраического сумматора, со вторым входом пятого блока алгебраического сумматора, со вторым входом седьмого блока алгебраического сумматора, со вторым входом восьмого блока алгебраического сумматора и со вторым входом девятого блока алгебраического сумматора, выход шестого блока алгебраического сумматора соединен с входом восьмого пропорционального блока, с входом девятого пропорционального блока и с входом десятого пропорционального блока, выход восьмого пропорционального блока соединен с третьим входом седьмого блока алгебраического сумматора, выход девятого пропорционального блока соединен с третьим входом пятого блока алгебраического сумматора и с третьим входом восьмого блока алгебраического сумматора, выход десятого пропорционального блока соединен с третьим входом четвертого блока алгебраического сумматора и с третьим входом девятого блока алгебраического сумматора, выход второго пропорционального блока соединен со вторым входом второго блока алгебраического сумматора, выход третьего пропорционального блока соединен с третьим входом второго блока алгебраического сумматора, выход четвертого пропорционального блока соединен с четвертым входом второго блока алгебраического сумматора, выход пятого пропорционального блока соединен с пятым входом второго блока алгебраического сумматора и с входом пятого интегрального блока, выход шестого пропорционального блока соединен с шестым входом второго блока алгебраического сумматора, выход седьмого пропорционального блока соединен с седьмым входом второго блока алгебраического сумматора, выход пятого интегрального блока соединен с входом восьмого блока определения знака сигнала, выход восьмого блока определения знака сигнала соединен со вторым входом пятого блока произведения, выход пятого блока произведения соединен с входом блока сравнения с нулем, выход блока сравнения с нулем соединен со вторым входом первого блока произведения, со вторым входом второго блока произведения, со вторым входом третьего блока произведения и со вторым входом четвертого блока произведения.

Предложено разделить функции устройства на логические и обнуляющие: логические блоки формируют сигнал, соответствующий диаграмме; дополнительно введенная система обнуляющих блоков обеспечивает завершение формирования сигнала. Это позволит реализовать предлагаемому устройству совместно с системой автоматического регулирования перемещения исполнительного органа электропривода высокую точности отработки заданной диаграммы движения.

Оптимальная по быстродействию диаграмма для малых перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока, сформирована следующим образом, / Добробаба Ю.П., Шпилев А.А, Мурлина Е.А. Разработка оптимальной по быстродействию диаграммы для малых перемещений электроприводов переменного тока // Изв. вузов. Пищевая технология, 2009, №5-6, с.99-101/. На первом, третьем и пятом этапах третья производная частоты вращения исполнительного органа электропривода равна максимально допустимому значению ; на втором, четвертом и шестом этапах третья производная частоты вращения исполнительного органа электропривода равна максимально допустимому значению со знаком минус . Длительность первого, третьего, четвертого и шестого этапов равна t₁; длительность второго и пятого этапов равна 2t₁. В моменты времени t₁ и 7t₁ вторая производная частоты вращения исполнительного органа электропривода достигает максимального значения ; в моменты времени 3t₁ и 5t₁ вторая производная частоты вращения исполнительного органа электропривода достигает максимального значения со знаком минус . В момент времени 2t₁ первая производная частоты вращения исполнительного органа электропривода достигает максимального значения . в моменты времени 6t₁ первая производная частоты вращения исполнительного органа электропривода достигает максимального значения со знаком минус . В момент времени 4t₁ частота вращения исполнительного органа электропривода достигает максимального значения ω_max. Угол поворота (перемещение) увеличивается от начального значения угла поворота φ_нач до конечного значения угла поворота φ_кон.

Для диаграммы справедливы соотношения:

Оптимальная по быстродействию диаграмма для малых перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока справедлива при выполнении условия:

где - максимально допустимое значение второй производной частоты вращения исполнительного органа электропривода.

Если условие не выполняется, то необходимо перейти к оптимальной по быстродействию диаграмме для средних перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока, состоящей из десяти этапов.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока.

Устройство для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока содержит первый задатчик 1, выход которого соединен с первым входом первого блока алгебраического сумматора 2, выход первого блока алгебраического сумматора 2 соединен с входом первого блока определения знака сигнала 3, выход первого блока определения знака сигнала 3 соединен с входом первого пропорционального блока 4, выход первого пропорционального блока 4 соединен с первым входом второго блока алгебраического сумматора 5, выход второго блока алгебраического сумматора 5 соединен с первым входом первого блока произведения 6, выход первого блока произведения 6 соединен с входом первого интегрального блока 7, выход первого интегрального блока 7 соединен с первым входом второго блока произведения 8, выход второго блока произведения 8 соединен с входом второго интегрального блока 9, выход второго интегрального блока 9 соединен с первым входом третьего блока произведения 10, выход третьего блока произведения 10 соединен с входом третьего интегрального блока 11, выход третьего интегрального блока 11 соединен с первым входом четвертого блока произведения 12, выход четвертого блока произведения 12 соединен с входом четвертого интегрального блока 13, выход четвертого интегрального блока 13 соединен с первым входом третьего блока алгебраического сумматора 14, выход первого задатчика 1 соединен с первым входом четвертого блока алгебраического сумматора 15, с первым входом пятого блока алгебраического сумматора 18 и с первым входом шестого блока алгебраического сумматора 23, выход четвертого блока алгебраического сумматора 15 соединен с входом второго блока определения знака сигнала 16, выход второго блока определения знака сигнала 16 соединен с входом второго пропорционального блока 17, выход пятого блока алгебраического сумматора 18 соединен с входом третьего блока определения знака сигнала 19, выход третьего блока определения знака сигнала 19 соединен с входом третьего пропорционального блока 20, выход шестого блока алгебраического сумматора 23 соединен с входом четвертого блока определения знака сигнала 24, выход четвертого блока определения знака сигнала 24 соединен с входом четвертого пропорционального блока 25 и с первым входом пятого блока произведения 21, выход второго задатчика 37 соединен со вторым входом третьего блока алгебраического сумматора 14, со вторым входом шестого блока алгебраического сумматора 23, с первым входом седьмого блока алгебраического сумматора 27, с первым входом восьмого блока алгебраического сумматора 33 и с первым входом девятого блока алгебраического сумматора 38, выход седьмого блока алгебраического сумматора 27 соединен с входом пятого блока определения знака сигнала 28, выход пятого блока определения знака сигнала 28 соединен с входом пятого пропорционального блока 29, выход восьмого блока алгебраического сумматора 33 соединен с входом шестого блока определения знака сигнала 34, выход шестого блока определения знака сигнала 34 соединен с входом шестого пропорционального блока 35, выход девятого блока алгебраического сумматора 38 соединен с входом седьмого блока определения знака сигнала 39, выход седьмого блока определения знака сигнала 39 соединен с входом седьмого пропорционального блока 40, выход третьего блока алгебраического сумматора 14 соединен со вторым входом первого блока алгебраического сумматора 2, со вторым входом четвертого блока алгебраического сумматора 15, со вторым входом пятого блока алгебраического сумматора 18, со вторым входом седьмого блока алгебраического сумматора 27, со вторым входом восьмого блока алгебраического сумматора 33 и со вторым входом девятого блока алгебраического сумматора 38, выход шестого блока алгебраического сумматора 23 соединен с входом восьмого пропорционального блока 26, с входом девятого пропорционального блока 32 и с входом десятого пропорционального блока 36, выход восьмого пропорционального блока 26 соединен с третьим входом седьмого блока алгебраического сумматора 27, выход девятого пропорционального блока 32 соединен с третьим входом пятого блока алгебраического сумматора 18 и с третьим входом восьмого блока алгебраического сумматора 33, выход десятого пропорционального блока 36 соединен с третьим входом четвертого блока алгебраического сумматора 15 и с третьим входом девятого блока алгебраического сумматора 38, выход второго пропорционального блока 17 соединен со вторым входом второго блока алгебраического сумматора 5, выход третьего пропорционального блока 20 соединен с третьим входом второго блока алгебраического сумматора 5, выход четвертого пропорционального блока 25 соединен с четвертым входом второго блока алгебраического сумматора 5, выход пятого пропорционального блока 29 соединен с пятым входом второго блока алгебраического сумматора 5 и с входом пятого интегрального блока 30, выход шестого пропорционального блока 35 соединен с шестым входом второго блока алгебраического сумматора 5, выход седьмого пропорционального блока 40 соединен с седьмым входом второго блока алгебраического сумматора 5, выход пятого интегрального блока 30 соединен с входом восьмого блока определения знака сигнала 31, выход восьмого блока определения знака сигнала 31 соединен со вторым входом пятого блока произведения 21, выход пятого блока произведения 21 соединен с входом блока сравнения с нулем 22, выход блока сравнения с нулем 22 соединен со вторым входом первого блока произведения 6, со вторым входом второго блока произведения 8, со вторым входом третьего блока произведения 10 и со вторым входом четвертого блока произведения 12.

Устройство для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока работает следующим образом. Первый задатчик 1 формирует сигнал равный конечному значению угла поворота исполнительного органа электропривода φ_кон. Второй задатчик 37 формирует сигнал равный начальному значению угла поворота исполнительного органа электропривода φ_нач. На входы первого блока алгебраического сумматора 2 подают сигналы: со знаком плюс с первого задатчика 1, равный конечному значению угла поворота исполнительного органа электропривода φ_кон и отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа электропривода с коэффициентом равным единице. Первый блок определения знака сигнала 3 определяет знак сигнала, поступающего с первого блока алгебраического сумматора 2. Первый пропорциональный блок 4 усиливает сигнал, поступающий с первого блока определения знака сигнала 3, до величины . На входы четвертого блока алгебраического сумматора 15 подают сигналы: со знаком плюс с первого задатчика 1, равный конечному значению угла поворота исполнительного органа электропривода φ_кон; отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа электропривода с коэффициентом равным единице; со знаком минус с десятого пропорционального блока 36, равный величине Сумма двух сигналов, поступающих на входы четвертого блока алгебраического сумматора 15 с первого задатчика 1 и десятого пропорционального блока 36, равна величине угла поворота исполнительного органа электропривода в конце пятого этапа Второй блок определения знака сигнала 16 определяет знак сигнала, поступающего с четвертого блока алгебраического сумматора 15. Второй пропорциональный блок 17 усиливает сигнал, поступающий со второго блока определения знака сигнала 16, до величины . На входы пятого блока алгебраического сумматора 18 подают сигналы: со знаком плюс с первого задатчика 1, равный конечному значению угла поворота исполнительного органа электропривода φ_кон; отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа электропривода с коэффициентом равным единице; со знаком минус с девятого пропорционального блока 32, равный величине Сумма двух сигналов, поступающих на входы пятого блока алгебраического сумматора 18 с первого задатчика 1 и девятого пропорционального блока 32, равна величине угла поворота исполнительного органа электропривода в конце четвертого этапа Третий блок определения знака сигнала 19 определяет знак сигнала, поступающего с пятого блока алгебраического сумматора 18. Третий пропорциональный блок 20 усиливает сигнал, поступающий с третьего блока определения знака сигнала 19, до величины . На входы шестого блока алгебраического сумматора 23 подают сигналы: со знаком плюс с первого задатчика 1, равный конечному значению угла поворота исполнительного органа электропривода φ_кон и со знаком минус со второго задатчика 37, равный начальному значению угла поворота исполнительного органа электропривода φ_нач. Четвертый блок определения знака сигнала 24 определяет знак сигнала, поступающего с шестого блока алгебраического сумматора 23. Четвертый пропорциональный блок 25 усиливает сигнал, поступающий с четвертого блока определения знака сигнала 24, до величины .На входы седьмого блока алгебраического сумматора 27 подают сигналы: со знаком плюс со второго задатчика 37, равный начальному значению угла поворота исполнительного органа электропривода φ_нач; отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа электропривода с коэффициентом равным единице; со знаком плюс с восьмого пропорционального блока 26, равный величине Сумма двух сигналов, поступающих на входы седьмого блока алгебраического сумматора 27 со второго задатчика 37 и восьмого пропорционального блока 26, равна величине угла поворота исполнительного органа электропривода в конце третьего этапа Пятый блок определения знака сигнала 28 определяет знак сигнала, поступающего с седьмого блока алгебраического сумматора 27. Пятый пропорциональный блок 29 усиливает сигнал, поступающий с пятого блока определения знака сигнала 28, до величины . На входы восьмого блока алгебраического сумматора 33 подают сигналы: со знаком плюс со второго задатчика 37, равный начальному значению угла поворота исполнительного органа электропривода φ_нач; отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа электропривода с коэффициентом равным единице; со знаком плюс с девятого пропорционального блока 32, равный величине Сумма двух сигналов, поступающих на входы восьмого блока алгебраического сумматора 33 со второго задатчика 37 и девятого пропорционального блока 32, равна величине угла поворота исполнительного органа электропривода в конце второго этапа Шестой блок определения знака сигнала 34 определяет знак сигнала, поступающего с восьмого блока алгебраического сумматора 33. Шестой пропорциональный блок 35 усиливает сигнал, поступающий с шестого блока определения знака сигнала 34, до величины . На входы девятого блока алгебраического сумматора 38 подают сигналы: со знаком плюс со второго задатчика 37, равный начальному значению угла поворота исполнительного органа электропривода φ_нач; отрицательной обратной связи по углу поворота исполнительного органа электропривода с коэффициентом равным единице; со знаком плюс с десятого пропорционального блока 36, равный величине Сумма двух сигналов, поступающих на входы девятого блока алгебраического сумматора 38 со второго задатчика 37 и десятого пропорционального блока 36, равна величине угла поворота исполнительного органа электропривода в конце первого этапа Седьмой блок определения знака сигнала 39 определяет знак сигнала, поступающего с девятого блока алгебраического сумматора 38. Седьмой пропорциональный блок 40 усиливает сигнал, поступающий с седьмого блока определения знака сигнала 39, до величины . На входы второго блока алгебраического сумматора 5 подают сигналы: со знаком минус с первого пропорционального блока 4; со знаком плюс со второго пропорционального блока 17; со знаком минус с третьего пропорционального блока 20; со знаком плюс с четвертого пропорционального блока 25; со знаком плюс с пятого пропорционального блока 29; со знаком минус с шестого пропорционального блока 35; со знаком плюс с седьмого пропорционального блока 40. Пятый интегральный блок 30 интегрирует сигнал, поступающий с пятого пропорционального блока 29. Восьмой блок определения знака сигнала 31 определяет знак сигнала, поступающего с пятого интегрального блока 30. На вход блока сравнения с нулем 22 поступает произведение сигналов: с четвертого блока определения знака сигнала 24; с восьмого блока определения знака сигнала 31 (реализует пятый блок произведения 21). На выходе второго блока алгебраического сумматора 5 формируется зависимость третьей производной частоты вращения исполнительного органа электропривода от времени На вход первого интегрального блока 7 поступает произведение сигналов: со второго блока алгебраического сумматора 5 и с блока сравнения с нулем 22 (реализует первый блок произведения 6). Первый интегральный блок 7 интегрирует зависимость третьей производной частоты вращения исполнительного органа электропривода от времени и формирует зависимость второй производной частоты вращения исполнительного органа электропривода от времени На вход второго интегрального блока 9 поступает произведение сигналов: с первого интегрального блока 7 и с блока сравнения с нулем 22 (реализует второй блок произведения 8). Второй интегральный блок 9 интегрирует зависимость второй производной частоты вращения исполнительного органа электропривода от времени и формирует зависимость первой производной частоты вращения исполнительного органа электропривода от времени На вход третьего интегрального блока 11 поступает произведение сигналов: со второго интегрального блока 9 и с блока сравнения с нулем 22 (реализует третий блок произведения 10). Третий интегральный блок 11 интегрирует зависимость первой производной частоты вращения исполнительного органа электропривода от времени и формирует зависимость частоты вращения исполнительного органа электропривода от времени ω(t). На вход четвертого интегрального блока 13 поступает произведение сигналов: с третьего интегрального блока 11 и с блока сравнения с нулем 22 (реализует четвертый блок произведения 12). Четвертый интегральный блок 13 интегрирует зависимость частоты вращения исполнительного органа электропривода от времени ω(t). На входы третьего блока алгебраического сумматора 14 подают сигналы: со знаком плюс с выхода четвертого интегрального блока 13 и со знаком плюс со второго задатчика 37. На выходе третьего блока алгебраического сумматора 14 формируется зависимость угла поворота исполнительного органа электропривода от времени φ(t).

При увеличении угла поворота исполнительного органа электропривода выполняется условие φ_кон>φ_нач. При этом в интервале времени 0<t<t₁ угол поворота исполнительного органа электропривода меньше конечного значения угла поворота φ<φ_кон, поэтому выходной сигнал первого пропорционального блока 4 равен ; угол поворота исполнительного органа электропривода меньше значения угла поворота в конце пятого этапа φ<φ₅, поэтому выходной сигнал второго пропорционального блока 17 равен ; угол поворота исполнительного органа электропривода меньше значения угла поворота в конце четвертого этапа φ<φ_4, поэтому выходной сигнал третьего пропорционального блока 20 равен ; угол поворота исполнительного органа электропривода меньше значения угла поворота в конце третьего этапа φ<φ₃, поэтому выходной сигнал пятого пропорционального блока 29 равен угол поворота исполнительного органа электропривода меньше значения угла поворота в конце второго этапа φ<φ₂, поэтому выходной сигнал шестого пропорционального блока 35 равен угол поворота исполнительного органа электропривода меньше значения угла поворота в конце первого этапа φ<φ₁, поэтому выходной сигнал седьмого пропорционального блока 40 равен . Выходной сигналы: четвертого блока определения знака сигнала равен единице; четвертого пропорционального блока равен ; второго блока алгебраического сумматора 5 равен . В момент времени t=t₁ φ=φ₁, поэтому сумма входных сигналов девятого блока алгебраического сумматора 38 меняет свой знак с плюса на минус и происходит переключение в седьмом блоке определения знака сигнала 39. На интервале времени t₁<t<3t₁ выходной сигнал седьмого пропорционального блока 40 равен ; выходной сигнал второго блока алгебраического сумматора 5 равен . В момент времени t=3t₁ φ=φ₂ поэтому сумма входных сигналов восьмого блока алгебраического сумматора 33 меняет свой знак с плюса на минус и происходит переключение в шестом блоке определения знака сигнала 34. На интервале времени 3t₁<t<4t₁; выходной сигнал шестого пропорционального блока 35 равен выходной сигнал второго блока алгебраического сумматора 5 равен . В момент времени t=4t₁ φ=φ₃ поэтому сумма входных сигналов седьмого блока алгебраического сумматора 27 меняет свой знак с плюса на минус и происходит переключение в пятом блоке определения знака сигнала 28. На интервале времени 4t₁<t<5t₁ выходной сигнал пятого пропорционального блока 29 равен ; выходной сигнал второго блока алгебраического сумматора 5 равен . В момент времени t=5t₁ φ=φ₄, поэтому сумма входных сигналов пятого блока алгебраического сумматора 18 меняет свой знак с плюса на минус и происходит переключение в третьем блоке определения знака сигнала 19. На интервале времени 5t₁<t<7t₁ выходной сигнал третьего пропорционального блока 20 равен ; выходной сигнал второго блока алгебраического сумматора 5 равен . В момент времени t=7t₁ φ=φ₅, поэтому сумма входных сигналов четвертого блока алгебраического сумматора 15 меняет свой знак с плюса на минус и происходит переключение во втором блоке определения знака сигнала 16. На интервале времени 7t₁<t<8t₁ выходной сигнал второго пропорционального блока 17 равен выходной сигнал второго блока алгебраического сумматора 5 равен . В момент времени t=8t₁ φ=φ_кон, поэтому сумма входных сигналов первого блока алгебраического сумматора 2 равна нулю и происходит переключение в первом блоке определения знака сигнала 3. Выходной сигнал первого пропорционального блока 4 равен нулю; выходной сигнал второго блока алгебраического сумматора 5 равен нулю. Выходной сигнал пятого интегрального блока 30 меняет свой знак с плюса на минус, происходит переключение в восьмом блоке определения знака сигнала 31. Входной сигнал пятого блока произведения 21 меняет свой знак с плюса на минус, блок сравнения с нулем 22 меняет свое значение с единицы на нуль. На интервале времени t>8t₁ выходные сигналы первого блока произведения 6, второго блока произведения 8, третьего блока произведения 10 и четвертого блока произведения 12 равны нулю. Использование системы обнуляющих блоков позволяет устранить накапливаемую ошибку вычислений при многократном интегрировании.

В описании рассмотрен вариант, при котором увеличивается угол поворота исполнительного органа электропривода (φ_кон>φ_нач). Заявляемое устройство обеспечивает формирование сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока и при уменьшении угла поворота исполнительного органа электропривода (φ_кон<φ_нач).

Предлагаемое устройство качественно обеспечивает формирование сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока.

Точность формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока не зависит от задания на перемещение.

Разработано, реализовано и экспериментально исследовано устройство на базе программируемого контроллера, для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока.

Claims (1)

1. Устройство для формирования сигнала, соответствующего оптимальной по быстродействию диаграмме для малых перемещений исполнительного органа электропривода переменного тока, содержащее первый задатчик, второй задатчик, первый пропорциональный блок, второй пропорциональный блок, третий пропорциональный блок, четвертый пропорциональный блок, первый блок произведения, второй блок произведения, третий блок произведения, первый интегральный блок, второй интегральный блок, третий интегральный блок, отличающееся тем, что в устройство введены первый блок алгебраического сумматора, первый вход которого соединен с выходом первого задатчика, выход первого блока алгебраического сумматора соединен с входом первого блока определения знака сигнала, выход первого блока определения знака сигнала соединен с входом первого пропорционального блока, выход первого пропорционального блока соединен с первым входом второго блока алгебраического сумматора, выход второго блока алгебраического сумматора соединен с первым входом первого блока произведения, выход первого блока произведения соединен с входом первого интегрального блока, выход первого интегрального блока соединен с первым входом второго блока произведения, выход второго блока произведения соединен с входом второго интегрального блока, выход второго интегрального блока соединен с первым входом третьего блока произведения, выход третьего блока произведения соединен с входом третьего интегрального блока, выход третьего интегрального блока соединен с первым входом четвертого блока произведения, выход четвертого блока произведения соединен с входом четвертого интегрального блока, выход четвертого интегрального блока соединен с первым входом третьего блока алгебраического сумматора, выход первого задатчика соединен с первым входом четвертого блока алгебраического сумматора, с первым входом пятого блока алгебраического сумматора и с первым входом шестого блока алгебраического сумматора, выход четвертого блока алгебраического сумматора соединен с входом второго блока определения знака сигнала, выход второго блока определения знака сигнала соединен с входом второго пропорционального блока, выход пятого блока алгебраического сумматора соединен с входом третьего блока определения знака сигнала, выход третьего блока определения знака сигнала соединен с входом третьего пропорционального блока, выход шестого блока алгебраического сумматора соединен с входом четвертого блока определения знака сигнала, выход четвертого блока определения знака сигнала соединен с входом четвертого пропорционального блока и с первым входом пятого блока произведения, выход второго задатчика соединен со вторым входом третьего блока алгебраического сумматора, со вторым входом шестого блока алгебраического сумматора, с первым входом седьмого блока алгебраического сумматора, с первым входом восьмого блока алгебраического сумматора и с первым входом девятого блока алгебраического сумматора, выход седьмого блока алгебраического сумматора соединен с входом пятого блока определения знака сигнала, выход пятого блока определения знака сигнала соединен с входом пятого пропорционального блока, выход восьмого блока алгебраического сумматора соединен с входом шестого блока определения знака сигнала, выход шестого блока определения знака сигнала соединен с входом шестого пропорционального блока, выход девятого блока алгебраического сумматора соединен с входом седьмого блока определения знака сигнала, выход седьмого блока определения знака сигнала соединен с входом седьмого пропорционального блока, выход третьего блока алгебраического сумматора соединен со вторым входом первого блока алгебраического сумматора, со вторым входом четвертого блока алгебраического сумматора, со вторым входом пятого блока алгебраического сумматора, со вторым входом седьмого блока алгебраического сумматора, со вторым входом восьмого блока алгебраического сумматора и со вторым входом девятого блока алгебраического сумматора, выход шестого блока алгебраического сумматора соединен с входом восьмого пропорционального блока, с входом девятого пропорционального блока и с входом десятого пропорционального блока, выход восьмого пропорционального блока соединен с третьим входом седьмого блока алгебраического сумматора, выход девятого пропорционального блока соединен с третьим входом пятого блока алгебраического сумматора и с третьим входом восьмого блока алгебраического сумматора, выход десятого пропорционального блока соединен с третьим входом четвертого блока алгебраического сумматора и с третьим входом девятого блока алгебраического сумматора, выход второго пропорционального блока соединен со вторым входом второго блока алгебраического сумматора, выход третьего пропорционального блока соединен с третьим входом второго блока алгебраического сумматора, выход четвертого пропорционального блока соединен с четвертым входом второго блока алгебраического сумматора, выход пятого пропорционального блока соединен с пятым входом второго блока алгебраического сумматора и с входом пятого интегрального блока, выход шестого пропорционального блока соединен с шестым входом второго блока алгебраического сумматора, выход седьмого пропорционального блока соединен с седьмым входом второго блока алгебраического сумматора, выход пятого интегрального блока соединен с входом восьмого блока определения знака сигнала, выход восьмого блока определения знака сигнала соединен со вторым входом пятого блока произведения, выход пятого блока произведения соединен с входом блока сравнения с нулем, выход блока сравнения с нулем соединен со вторым входом первого блока произведения, со вторым входом второго блока произведения, со вторым входом третьего блока произведения и со вторым входом четвертого блока произведения.