SU1192089A1 - Device for forming specification of electric drive velocity - Google Patents

Device for forming specification of electric drive velocity Download PDF

Info

Publication number
SU1192089A1
SU1192089A1 SU843742376A SU3742376A SU1192089A1 SU 1192089 A1 SU1192089 A1 SU 1192089A1 SU 843742376 A SU843742376 A SU 843742376A SU 3742376 A SU3742376 A SU 3742376A SU 1192089 A1 SU1192089 A1 SU 1192089A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
mode
electric drive
speed
Prior art date
Application number
SU843742376A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Valerij Ya Tkachenko
Original Assignee
Mo Inzh Str Kb
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mo Inzh Str Kb filed Critical Mo Inzh Str Kb
Priority to SU843742376A priority Critical patent/SU1192089A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1192089A1 publication Critical patent/SU1192089A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам с упругой связью между двигателем и механизмом, и может применяться в электроприводах манипуляторов и промышленных роботов, экскаваторов и кранов, лифтов и подъемников, прокатных станов и бумагоделательных машин, где наличие упругой механической связи может вызывать колебания механизма, уменьшающие точность управления, повышающие динамические нагрузки в меха- 10 низме и рабочем оборудовании и требующие для уменьшения колебаний существенного увеличения длительности переходных процессов, что уменьшает производительность машин.The invention relates to electrical engineering, in particular to electric drives with elastic coupling between engine and mechanism, and can be used in electric drives of manipulators and industrial robots, excavators and cranes, elevators and lifts, rolling mills and papermaking machines, where the presence of elastic mechanical coupling can cause mechanism oscillations reducing the control accuracy, increasing the dynamic loads in the mechanism and the working equipment and requiring a significant increase in the duration of ne transition processes, which reduces the performance of machines.

Цель изобретения — исключение колеба- 15 ний механизма в пускотормозных режимах.The purpose of the invention - an exception vibrational mechanism 15 Nij start and stop the modes.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 — графики изменения сигналов в устройстве; на фиг. 3 — графики изменения скорости, ускорения и рывка ме- 2о ханизма электропривода в процессе разгона при использовании изобретения.FIG. 1 shows a diagram of the device; in fig. 2 - graphs of changes in the signals in the device; in fig. 3 - rate of change of graphics, acceleration and jerk Me- 2 of the drive mechanism of the process of acceleration using the invention.

Устройство содержит включенные последовательно и охваченные отрицательной обратной связью релейный элемент 1 и интегрирующее звено 2, а также дополнительно 25 введенные апериодические звенья 3 и 4 и сумматор 5 с четырьмя входами, при этом вход первого апериодического звена 3 соединен с выходом релейного элемента 1, вход второго апериодического звена 4 подключен к выходу первого апериодического звена 3, а вхо- 30 ды сумматора 5 подключены к выходам релейного элемента 1, интегрирующего звена 2, первого 3 и второго 4 апериодич'еских звеньев.The device contains relay element 1 and integrating element 2, included in series and covered by negative feedback, as well as additionally 25 entered aperiodic links 3 and 4 and adder 5 with four inputs, while the input of the first aperiodic link 3 is connected to the output of the relay element 1, the input of the second a delay element 4 is connected to the output of the first delay element 3, and 30 rows vho- adder 5 are connected to the outputs of the relay member 1, integrating unit 2, first 3 and second 4 aperiodich'eskih units.

На фиг. 2 представлена характеристика 35 (в режиме разгона) изменения во времени выходного сигнала интегрирующего звена 2 (кривая 6), выходного сигнала апериодического звена 3 (кривая 7), выходного сигнала апериодического звена 4 (кривая 8) и выходного сигнала сумматора 5 (кривая 9). 40FIG. 2 shows the characteristic 35 (in acceleration mode) changes over time of the output signal of the integrating link 2 (curve 6), the output signal of the aperiodic link 3 (curve 7), the output signal of the aperiodic link 4 (curve 8) and the output signal of the adder 5 (curve 9) . 40

На фиг. 3 приведены диаграммы (в режиме разгона) скорости механизма (кривая 10),ускорения механизма (кривая 11) и рывка (кривая 12).FIG. Figure 3 shows diagrams (in acceleration mode) of the speed of the mechanism (curve 10), the acceleration of the mechanism (curve 11), and the jerk (curve 12).

Устройство работает следующим образом. 45 The device works as follows. 45

В начале разгона при поступлении на вход релейного элемента 1 сигнала задания скорости Цзс, до которой должен разгоняться привод, на выходе релейного элемента 1 скачком появляется сигнал Цзу, определяющий допустимое ускорение привода. Этот 50 сигнал поступает на вход интегрирующего звена 2 и вызывает появление на его выходе линейно нарастающего сигнала (кривая 6 на фиг. 2). Одновременно выходной сигнал релейного элемента 1 поступает на вход первого апериодического звена 3, вы- 55 ходной сигнал которого изменяется по закону экспоненты первого порядка (кривая 7 ка фиг. 2).At the beginning of acceleration, when the JS speed command signal arrives at the input of the relay element 1, to which the drive should accelerate, the Jz signal appears at the output of the relay element 1, determining the allowable acceleration of the drive. This 50 signal is fed to the input of the integrator 2 and causes a linearly increasing signal to appear at its output (curve 6 in Fig. 2). At the same time, the output signal of the relay element 1 is fed to the input of the first aperiodic link 3, the output signal of which changes according to the law of first-order exponents (curve 7 and ka of Fig. 2).

Выходной экспоненциальный сигнал первого порядка с выхода первого апериодического звена 3 поступает на вход второго апериодического звена 4 и вызывает появление на его выходе сигнала, изменяющегося по закону экспоненты второго порядка (кривая 8 на фиг. 2).The first-order output exponential signal from the output of the first aperiodic link 3 is fed to the input of the second aperiodic link 4 and causes a signal to appear at its output, changing according to the law of the second order exponent (curve 8 in Fig. 2).

Выходные сигналы релейного элемента 1, интегрирующего звена 2, первого 3 и второго 4 апериодических звеньев поступают на четыре входа сумматора 5 и обеспечивают изменение на его выходе (и выходе устройства) сигнала Цвых в соответствии с зависимостьюThe output signals of the relay element 1, the integrating link 2, the first 3 and the second 4 aperiodic links arrive at the four inputs of the adder 5 and provide a change at its output (and device output) of the signal Tsvyh in accordance with the dependence

-К41 -(I μ (1)-K41 - (I μ (1)

где коэффициенты усиления по каждому вхо ду сумматора 5 выбираются с учетом параметров электроприводаwhere the gains for each input of the adder 5 are selected taking into account the parameters of the electric drive

Κι = ; К,Κι =; TO,

- В,) (//*+ /б): = Ту(2 + ^ - 2ξ,- B,) (// * + / b): = T y (2 + ^ - 2ξ,

— к(1 — + /«).- to (1 - + / “).

где τΐϋηαχ, £тах — максимальные скорость и ускорение электропривода;where τΐϋηαχ, £ max - the maximum speed and acceleration of the electric drive;

постоянная времени упругой Им-На) связи между электроде и гатеthe time constant of the elastic Im-Na connection between the electrode and the gate

лем и механизмом;Lem and mechanism;

/6, Д — приведенные моменты инерции электродвигателя и механизма;/ 6 , Д - reduced moments of inertia of the electric motor and mechanism;

С — жесткость упругой связи; относительный коэффициент затухания упругой связи;C is the elastic stiffness; the relative attenuation coefficient of the elastic coupling;

К = Крс/<6сK = Crc / <6s

ΚδτΚδτ

Крс — коэффициент усиления регулятора скорости;Krs - gain controller speed;

Кбс, Кы— передаточные коэффициенты датчиков скорости и тока;Kbs, Ky - gear ratios of speed and current sensors;

Ся Ф — коэффициент пропорциональности между током якоря и моментом двигателя.Xia F - the proportionality coefficient between the armature current and the motor torque.

Характер изменения выходного сигнала устройства характеризуется кривой 9 на фиг. 2.The nature of the change in the output signal of the device is characterized by curve 9 in FIG. 2

Для получения требуемых знаков сигналов при реализации зависимости (1) апериодические звенья 3 и 4 могут быть выполнены инвертирующими или их выходы должны быть подключены к различным входам сумматора 5 (инвертирующему и неинвертирующему) .To obtain the required signs of the signals when implementing dependency (1), aperiodic links 3 and 4 can be made inverting or their outputs must be connected to different inputs of adder 5 (inverting and non-inverting).

Поступая на вход регулятора скоростиArriving at the input speed controller

электропривода, выходной сигнал устройства обеспечивает плавное изменение скорости механизма электропривода без коле3the drive, the output signal of the device provides a smooth change in the speed of the mechanism of the drive without Kole3

11920891192089

4four

баний и перерегулирований (кривая 10 на фиг. 3).в соответствии с зависимостьюgangs and overshoots (curve 10 in Fig. 3). in accordance with the dependence

туии/К8с= ту ~ (1 - е </Ту )-(1- t u uu / K8s = m y ~ (1 - e </ Tu) - (1-

— 2^)[1 - (1 + 1, (2)- 2 ^) [1 - (1 + 1, (2)

которая следует из решения дифференциального уравнения, описывающего движение электропривода под действием управляющего сигнала ΕΙβμχ, поступающего с выхода устройства для формирования сигнала задания скоростиwhich follows from the solution of the differential equation describing the movement of the electric drive under the action of the control signal ΕΙβμχ, coming from the output of the device for generating a speed reference signal

*) (т2 _Лм + 9£ у \х*) (t2 _Lm + 9 £ y \ x

К ’ (Ц> ' V у 1е ' 'K ’(C> 'V y 1e' '

X -Т-) +X - T-) +

+ ™* = + 2^^^-)·+ ™ * = + 2 ^^^ -) ·

.Первая и вторая производные от полученного выражения, характеризующего изменение во времени скорости механизма электропривода, определяют столь же плавное и ограниченное допустимыми значениями изменение ускорения ем (кривая 11 на фиг. 3) и рывка рм (кривая 12 на фиг. 3).The first and second derivatives of the expression obtained, which characterizes the change in speed of the mechanism of the electric drive mechanism, determine the change in acceleration just as smooth and limited by acceptable values (curve 11 in Fig. 3) and jerk p m (curve 12 in Fig. 3).

Когда выходной сигнал интегрирующего звена 2 достигает заданного максимального значения ЕЬс на входе устройства, отрицательная обратная связь, охватывающая релейный элемент 1 и интегрирующее звено 2, обеспечивает практически скачкообразное уменьшение выходного сигнала релейного элемента 1 до нуля, исчезает сигнал, поступавший на первый вход сумматора 5 с выхода релейного элемента 1, выходной сигнал интегрирующего звена 2 перестает изменяться и остается на максимальном уровне (кривая 6 на фиг. 2), а выходные сигналы первого 3 и второго 4 апериодических звеньев плавно уменьшаются до нуля по законам экспоненты первого и второго порядка (кривые 7 и 8 на фиг. 2).When the output signal of the integrating link 2 reaches a predetermined maximum value of ЕБс at the device input, the negative feedback covering the relay element 1 and the integrating link 2 provides an almost abrupt reduction of the output signal of the relay element 1 to zero, the signal arriving at the first input of the 5 s disappears output of the relay element 1, the output signal of the integrating link 2 stops changing and remains at the maximum level (curve 6 in Fig. 2), and the output signals of the first 3 and second 4 aper odic units decrease smoothly to zero on the laws of first and second order exponential (curves 7 and 8 in FIG. 2).

При этом скорость механизма плавно переходит к установившемуся значению без колебаний и перерегулирований (кривая 10 на фиг. 3), ускорение механизма (кривая 11) столь же плавно уменьшается до нуля при ограниченном значении рывка (кривая 12).In this case, the speed of the mechanism smoothly proceeds to the steady-state value without oscillations and overshoots (curve 10 in Fig. 3), the acceleration of the mechanism (curve 11) justly decreases to zero with a limited jerk value (curve 12).

Такой характер изменения скорости, ускорения и рывка при переходе к установившейся скорости определяется характером изменения выходного сигнала устройства для формирования сигнала задания скорости на этом этапе движения (кривая 9 на фиг. 2) и обосновывается выражениями, аналогичными приведенным выше.Such a nature of speed change, acceleration and jerk at the transition to a steady-state speed is determined by the nature of the change in the output signal of the device for generating a speed reference signal at this stage of movement (curve 9 in Fig. 2) and is justified by expressions similar to the above.

Аналогичные плавные переходные процессы обеспечиваются устройством в режимах торможения и реверса электропривода при исключении колебаний и перерегулирований.Similar smooth transients are provided by the device in the braking and reverse modes of the electric drive with the exclusion of oscillations and overshoots.

Включение устройства формирования задания в систему управления электропривода может быть выполнено различно, существо изобретения при этом не меняется.The inclusion of a job generation device in the drive control system can be different, the essence of the invention does not change.

Так, введенный в устройство сумматор 5 позволяет упростить наладку устройства и электропривода в целом, однако при необходимости выходы релейного элемента 1, интегрирующего звена 2, апериодических звеньев 3 и 4 можно подключать к входным цепям управления электропривода (входом регулятора скорости или напряжения, которые в этом случае выполняют функции сумматора), что позволяет сократить количество используемых элементов. Кроме того, учитывая, что коэффициент усиления сумматора 5 по выходному сигналу релейного элемента 1 (т. е. Κι) обратно пропорционален коэффициенту усиления регулятора скорости Крс, выход релейного элемента 1 можно подключить не к входу сумматора 5 (или к входу регулятора скорости, выполняющего функции этого сумматора), а перенести через регулятор скорости (или напряжения) и подключить его к входу следующего за регулятором скорости элемента (например, к входу регулятора тока), приняв при этом коэффициент усиления по этому сигналу равным К\ = (/м + Ц) Кы/ КьсСт Ф, что облегчит настройку этого сигнала, особенно при большом коэффициенте усиления регулятора скорости.So, the adder 5 introduced into the device allows to simplify the adjustment of the device and the electric drive as a whole, however, if necessary, the outputs of the relay element 1, the integrating link 2, aperiodic links 3 and 4 can be connected to the input control circuits of the electric drive (input of the speed or voltage regulator case, perform the functions of the adder), which reduces the number of elements used. In addition, given that the gain of the adder 5 on the output signal of the relay element 1 (i.e. Κι) is inversely proportional to the gain of the speed controller Kpc, the output of the relay element 1 can be connected not to the input of the adder 5 (or to the input of the speed regulator that performs functions of this adder), and transfer through the speed regulator (or voltage) and connect it to the input of the element following the speed regulator (for example, to the input of the current regulator), taking the gain of this signal to be K = (/ m + C) K / KSST F, which will make it easier to tune this signal, especially with a high gain speed controller.

Изобретение позволяет исключить колебания механизма электропривода, в то время как известные устройства лишь уменьшают амплитуду этих колебаний до приемлемых значений за счет существенного увеличения длительности нарастания сигнала управления и тем самым увеличения времени переходных процессов.The invention allows to exclude oscillations of the electric drive mechanism, while the known devices only reduce the amplitude of these oscillations to acceptable values due to a significant increase in the duration of the rise of the control signal and thereby an increase in the time of transients.

При одинаковом времени переходных процессов изобретение позволяет уменьшить на 25% величину максимальных динамических нагрузок и увеличить надежность электропривода. В этом же случае при торможении изобретение позволяет остановиться механизму в заданном положении, в то время как при известном устройстве механизм будет колебаться вокруг точки остановки с амплитудой, равной 25% от максимального среднего отклонения, определяемого допустимым ускорением привода.With the same transient time, the invention allows to reduce the maximum dynamic loads by 25% and increase the reliability of the electric drive. In the same case, when braking, the invention allows the mechanism to stop in a predetermined position, while with a known device, the mechanism will oscillate around a stopping point with an amplitude equal to 25% of the maximum mean deviation determined by the allowable acceleration of the drive.

Если же за счет увеличения длительности нарастания сигнала задания скорости в известном устройстве уменьшить амплитуду колебаний до приемлемой величины (например, 5%), то в этом случае изобретение уменьшает время переходных процессов по сравнению с известным на 30— 80% (выигрыш во времени будет тем боль, ше, чем больше величина допустимого ускорения электропривода по сравнению с максимальным значением скорости привода).If, by increasing the duration of the rise of the speed reference signal in a known device, the amplitude of oscillations is reduced to an acceptable value (for example, 5%), then the invention reduces the transient time compared to the known one by 30— 80% (the time gain will be pain, more, the larger the value of the allowable acceleration of the drive compared to the maximum value of the drive speed).

5five

11920891192089

66

Таким образом, изобретение позволяет исключить колебания механизма электропривода в пускотормозных режимах и тем самым увеличить надежность электропривода и точность управления, а также уменьшить время переходных процесов.Thus, the invention allows to exclude oscillations of the electric drive mechanism in the start-up modes and thereby increase the reliability of the electric drive and control accuracy, as well as reduce the time of transient processes.

Claims (2)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА ЗАДАНИЯ, СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА с упругой связью между электродвигателем и механизмом, содержащее включенные последовательно и охваченные отрицательной обратной связью релейный элемент и интегрирующее звено, отличающееся тем, что, с целью исключения колебаний механизма в пускотормозных .режимах, в него введены два апериодических звена и сумматор с четырьмя входами, при этом вход первого апериодического звена соединен с выходом релейного элемента, вход второго апериодического звена подключен к выходу первого апериодического звена, входы упомянутого сумматора подключены к выходам релейного элемента, интегрирующего звена, первого и второго апериодических звеньев, а выход образует выход устройства.A DEVICE FOR THE FORMATION OF A JOB SIGNAL SIGNAL, SPEED OF AN ELECTRIC DRIVE with an elastic coupling between an electric motor and a mechanism, containing a relay element and an integrating element, which are connected in series with the purpose of excluding oscillations of the mechanism, in which the starting brakes are applied, they have in place, in order to prevent fluctuations of the mechanism in the start-up mode, in addition, in order to prevent oscillations of the mechanism, they are put into the starting braking modes and they have a device in which they are put into the starting braking modes and the integrating element, which is used in order to prevent oscillations of the mechanism in the starting braking mode and in the mode, they should be set in the start-up mode, in order to prevent the mechanism from vibrating in the start-up mode, the unit will be equipped with the device. the link and the adder with four inputs, while the input of the first aperiodic link is connected to the output of the relay element, the input of the second aperiodic link is connected to you ode first delay element, said adder inputs connected to the outputs of the relay element integrator, the first and second aperiodic links and the output forms an output device. 68036116803611 >> 22 1one 11920891192089
SU843742376A 1984-05-25 1984-05-25 Device for forming specification of electric drive velocity SU1192089A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843742376A SU1192089A1 (en) 1984-05-25 1984-05-25 Device for forming specification of electric drive velocity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843742376A SU1192089A1 (en) 1984-05-25 1984-05-25 Device for forming specification of electric drive velocity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1192089A1 true SU1192089A1 (en) 1985-11-15

Family

ID=21119657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843742376A SU1192089A1 (en) 1984-05-25 1984-05-25 Device for forming specification of electric drive velocity

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1192089A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4395904A (en) Device for damping oscillations
US4267496A (en) Device for damping oscillations
EP0173175A3 (en) Method for controlling a static converter in an hvdc power transmission system and a converter with control means for carrying out the method
SU1192089A1 (en) Device for forming specification of electric drive velocity
RU2007836C1 (en) Method of control over multimotored electric drive
SU1577048A2 (en) Dc electric drive
SU473522A1 (en) Ball loading control system in the mill
SU1184065A1 (en) Multimotor electric drive
SU1075360A1 (en) Two-motor d.c.drive
RU2030521C1 (en) Device for combined optimal control of excavator electric drive
SU1416426A1 (en) Device for controlling braking effort of rope hoist
SU838990A1 (en) Method of regulating dc electric motor
SU1026266A1 (en) Apparatus for settling electric drive speed
SU1206943A1 (en) Thyristor d.c.drive
SU1192093A1 (en) Electric drive with flexible coupling between electric motor and mechanism
SU1617613A1 (en) Double-motor d.c. electric drive
SU692042A1 (en) Method and apparatus for limiting loads of an electric drive
RU1781393C (en) Method and device for limiting dynamical loading of excavator slewing gear
SU1472304A1 (en) Arrangement for controlling diesel electric locomotive speed
SU1068889A1 (en) Device for positioning working members of robot
SU1209783A1 (en) Arrangement for controlling slewing gear of dragline
SU1293814A1 (en) Control device for two-motor electric drive
SU657129A1 (en) Device for limiting dynamic loads in ropes of excavator digging mechanisms
SU1513415A1 (en) Positional control system
JPH0485273A (en) Elevator control device