SE456356B - Regleringsanordning for synkron korning av flera drivanordningar - Google Patents

Description

"hm-uu ' 0455 356 10 15 20 25 30 35 2 skiljes inte längre mellan styrdrivanordning och följd- drivanordningar.

Medan den kända synkronregleringen redan uppvisar ett synkrongångsfel när börvärdeshastigheten väljes konstant, levererar synkronregleringen enligt uppfin- ningen ett nollvärde för synkronfelet när störningarna i de enskilda regleringskretsarna är konstanta och även om börvärdeshastigheten accelereras líkformigt, om så- ledes hastighetsramper skall köras.

Två utföringsexempel av uppfinningen beskrives när- mare i det följande i anslutning till ritningarna, var- vid fig l visar en regleringsanordning med positions- och hastighetsregulator för varje axel medan fig 2 sche- matiskt återger en regleringsanordning med en positions- regulator för varje drivanordning.

I blockkopplingsschemat enligt fig 1 skall drivan- ordningarna 10 och 20 köras synkront. Företrädesvis rör det sig om hydrauliska cylindrar, vilka tillföres tryck- medium genom en flervägsproportionalventil såsom ställ- organ. Det till drivanordningen 10 resp 20 hörande ställ- organet har icke närmare àtergivits. Styres ställorganet med en spänning UI, utför drivanordningen 10 en rörelse med en ställhastighet V1, som representerar ställhastig- hetens ärvärde.

Såsom styrstorhet tillföres regleringsanordningen börhastigheten Vs. Denna storhet kan vara varierbar under själva ställförloppet. Av styrstorheten Vs erhålles näm- ligen i ett integreringsorgan ll en ytterligare styrstor- Båda styrstorheter Vs och WS tillföres regleringsanordningen het, dvs drívanordningarnas börvärdesposition WS. för drivanordningen 10 och regleringsanordningen för drivanordningen 20.

Varje regleringsanordning är identiskt uppbyggd och bestàr av en jämförare 12, en positionsregulator 13, en ytterligare jämförare 14, en hastighetsregulator 15, ett förstärkarnätverk 16, en jämförare 17 och ett integre- ringsorgan 18. 10 15 20 25 30 35 456 356 3 Regleringsanordningen för drivanordningen 20 består av samma element, nämligen av jämförare 22, 24 och 27, samt en positionsregulator 23, en hastighetsregulator 25, ett förstärkarnätverk 26 samt ett integreringsorgan 28.

Vid integreringsorganet 18 resp 28 rörodet sig om en beståndsdel av den aktuella drivanordningen,och inte av regleringsanordningen, eftersom detta integreringsorgan uppintegrerar ärvärdeshastigheten V till drivanordningens ärvärdesposition Y. Det representerar endast det fysika- liska sambandet mellan hastigheten V och positionen Y av någon godtycklig rörelse.

Jämföringsorganet 12 får börvärdespositionen WS och drivanordningens ärvärdesposition Y1, vilket bestämmes i integreríngsorganet 18 med ledning av drivanordningens ställhastighet. Ärvärdespositionen Yl subtraheras från börvärdespositionen WS, och differensen el tillföres positionsregulatorn 13 som därav genererar signalen UPI.

I jämföraren 14 alstras genom addition av utgångs- signalen UP1 och börvärdeshastigheten Vs samt genom sub- trahering av ärvärdesställhastigheten V1 en íngångssig- nal för hastighetsregulatorn 15.

Hastighetsregulatorn avger en ställsignal UV1, till vilken i jämföraren 17 adderas den av förstärkarnätver- ket 16 modifierade börvärdeshastighetssignalen och där- efter såsom spänning Ul tillföres drivanordningens 10 ställorgan.

Regleringsbeteendet av positionsregulatorn 13, has- tighetsregulatorn 15 och förstärkarnätverket 16 måste bestämmas så att regleringen ger ett så gott totalre- sultat som möjligt. Därvid kan positionsregulatorn 13 och hastighetsregulatorn 15 väljas enligt konventionella metoder. Företrädesvis är positionsregulatorn 13 en pro- portionaldifferentieringsregulator och hastighetsregula- torn 15 en proportionalintegraldifferentieringsregulator.

Detta gäller speciellt för drivanordningar med lineärt tbeteende, varvid samtliga drivanordningars dynamik bör göras så identisk som möjligt genom motsvarande regle- ringsbestämning. 456 35.6 10 15 20 25 30 35 4 Förstärkarnätverket 16 bör däremot uppvisa inverte- rat överföringsbeteende jämfört med tillhörande drivan- ordning 10 inklusive ställorgan. Den av förstärkarnät- verket 16 levererade modifierade börvärdeshastighets- signalen skall ändra hastighetsregulatorns 15 ställstor- het UVl i överproportionell utsträckning på sådant sätt att ställorganets reaktion och därmed drivanordningens reaktion accelereras. Är således förstärkarnätverkets 16 överföringsfunktion i idealfallet invers, således om- vänt proportionell mot produkten av ställorganets och drivanordningens överföringsfunktioner, säkerställes på detta sätt ett idealiskt styrningsbeteende.

Har detta villkor uppfyllts, blir det statiska felet av jämförelseorganets 12 utgångsstorhet el vid konstant börvärdeshastighet VS lika med noll och en idealiskt synkron gång säkerställes. Detta gäller speciellt om has- tighetsregulatorn 15 saknar íntegreringsandel, om det således rör sig om en PD-regulator.

Uppvisar hastighetsregulatorn 15 en integreringsan- del, blir även det statiska felet el för en börvärdes- hastighet med likformig acceleration lika med noll.

Den förklarade regleringsanordningen, som för varje enskild drivanordning är uppbyggd och arbetar pá samma sätt, möjliggör störningsokänslig synkron gång av samt- liga drivanordningar, varvid varje drivanordning gene- rellt regleras oberoende av de övriga. Genom motsvarande inställning av regulatorn 13, 15 och 16, kan för varje enskild drivanordning uppnås en i hög grad identisk dy- namik av regleringskretsen, så att de enskilda drivan- ordningarna belastas avsevärt mera likformigt. Är kraven på synkronregleringens exakthet inte allt- för höga, kan även väljas en förenklad form, som arbetar utan hastighetsreglering. Ett blockschema visas i fig 2, varvid samma komponenter försetts med samma hänvisnings- beteckningar. I fig 2 bildas i integreringsorganet ll återigen med ledning av börvärdesställhastigheten Vs för drivanordningen 10 börvärdespositionen WS och subtrahe- 10 15 .i 456 356 5 ras från den i jämförelseorganet 12 av drivanordningens 10 stållhastighet V1 i integralorganet 18 uppmätta är- värdespositionen, varpå i positionsregulatorn med ut- gángspunkt från ingängssignalen el väljes en utgångs- signal, som tillföres jämförelseorganet 19. Till denna utgângssignal adderas den i förstärkarnätverket 16 mo- difierade börvärdeshastighetssignalen Vs. Den på detta sätt bildade signalen U1 styr drivanordningens 10 ställ- organ. Förstårkarnätverket 16 uppvisar även här inverst överföringsbeteende till ställorganet och drivanordningen.

I och för förenkling kan det inversa överföringsbeteen~ det approximeras genom statisk förstärkning av förstär- karnätverket 16, som svarar mot det inverterade värdet av ställorganets och drivanordningens förstärkning. Även med denna regleringsanordning kan uppnås en jämfört med konventionella synkronregleringar överlägsen precision, om även det statiska felet av ingángsspänningen el för positionsregulatorn 13 vid konstant given börvärdeshas- tighet VS inte längre är lika med noll.

Claims (4)

456 356 J 10 15 20 25 30 PATENTKRAV

1. l. Regleringsanordning för synkron körning av flera drivanordningar, speciellt för synkronkörning av hydrau- liska cylindrar, med en inställning för val av tidsmäs- sigt varierbar ställhastighet för drivanordningarna, ett jämförelseorgan, vilket matas med en styrstorhet och aktuell regleringsstorhet, en regulator för genere- ring av en ställstorhet och med ett ställorgan som l manövrerar drivanordningen, speciellt en flervägspro- portionalventil, k ä n n e t e c k n a d därav, att för varje drivanordning har anordnats: a) en positionsregulator (13, 23), vilken från till- hörande jämförelseorgan (12, 22) tillföres den i beroen- de av börvärdesställhastigheten i ett integreringsorgan (11) fastställda börvärdespositionen för samtliga driv- anordningar såsom styrstorhet och ärvärdespositionen av tillhörande drivanordning (10, 20), b) ett förstärkarnätverk (16, 26), vilket matas med börvärdeshastigheten och medelst vilket kompenseras den genom ställorganets och tillhörande drivorgans över- föringsbeteende betingade tidsmässiga fördröjningen och c) ett additionsorgan (17, 27; 19, 29) mellan posi- _tionsregulatorn och drivanordningens ställorgan för pà- koppling av förstärkarnätverkets (16, 26) utgångssignal på den ställstorhet som skall tillföras drivanordningen.

2. Regleringsanordning enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d därav, att förstärkarnätverkets utgångs- signal vâljes så att differensen mellan drivanordningens position och drivanordningens börvärdesposítion hlir minimal.

3. Regleringsanordning enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d därav, att mellan positionsregulatorn (13, 23) och additionsorganet (17, 27) är anordnat var sin hastighetsregulator (15, 25) med ett jämförelseor- gan (14, 24), vilket såsom ärvärde tillföres den aktuel- m» . 456 356 7 la driyanoröningens hastighet, såsom styrstorhet den för alla' drivanordningar gemensamma börvärdeshastigheten samt utgångssignalen från aktuell positionsregulator.

4. Regleringsanordning enligt krav 3, k ä n n e - t e c k n a d därav, att förstärkarnätverkets utgångs- signal väljes så att differensen mellan drivanordníngens ställhastighet och hastighetsregulatorns ingàngssígnal blir minimal.