SU1228210A1

SU1228210A1 - Position electric drive

Info

Publication number: SU1228210A1
Application number: SU843803867A
Authority: SU
Inventors: Татьяна Николаевна Денежкина; Дмитрий Срулевич Ямпольский; Леонид Александрович Горнштейн
Priority date: 1984-10-23
Filing date: 1984-10-23
Publication date: 1986-04-30

Abstract

Изобретение относитс к позиционным электроприводам посто нного тока, выполн ющим перемещение рабочих органов на заданную величину. Цель изобретени - повышение точности регулировани положени при наличии статической нагрузки на валу электродвигател . Электропривод содержит электродвигатель посто нного тока 1, подключенный к регулируемому преобразователю 2, регул тор положени 5, пропорциональньм регул тор скорости 6, регул тор тока 7 и датчики положени , скорости и тока 8, 9 и 10. Электропривод дополнительно снабжен блоком вычислени начального задани скорости 11, коммутирующим элементом с двум замыкающими 17, 19 и двум размыкающими 16, 18 исполнительными цеп ми и последовательно соединенными интегральным регул тором положени 12, сумматором 13 и пропорциональным регул тором положени 14. Повышение точности регулировани положени обеспечиваетс образованием двух до- , (Л WThe invention relates to positional DC actuators that move the working bodies by a predetermined amount. The purpose of the invention is to improve the accuracy of regulation in the presence of a static load on the motor shaft. The electric drive contains a DC motor 1 connected to an adjustable converter 2, position controller 5, proportional speed controller 6, current controller 7, and sensors of position, speed and current 8, 9 and 10. The electric drive is additionally equipped with an initial speed calculation 11, a switching element with two closing 17, 19 and two disconnecting 16, 18 actuating circuits and connected in series by an integral position controller 12, an adder 13 and a proportional polo regulator tim 14. Improved accuracy position adjustment is provided forming two pre- (A W

Description

полнительных контуров положени , соединенных по принципу подчиненного регулировани . При этом режим торможени при рассогласовани х по положению , превышающих заданное значениеcomplementary contours of the situation, connected according to the principle of subordinate regulation. In this case, the deceleration mode when the position mismatches exceed the specified value

Изобретение относитс к пози1№1он- ньгм электроприводам посто нного тока, выполненным по принципу подчиненного регулировани , и может быть использовано в электроприводах, вьшолн ющих перемещение рабочих органов на заданную величину, в которых монотонный характер процесса позиционировани при условии наиболее быстрой допустимой отра,ботки заданного перемещени вл етс необходимым условием технологического процесса, например, в электроприводе нажимных винтов прокатного стана.The invention relates to a positioning device for direct current drives based on the principle of subordinate control, and can be used in electric drives that allow workers to move by a given amount, in which the monotonous nature of the positioning process, provided that the quickest possible branch, movement is a prerequisite of the technological process, for example, in the electric drive of the pressure screws of the rolling mill.

Цель изобретени - повьш ение точности регулировани положени при наличии статической нагрузки на валу электродвигател .The purpose of the invention is to improve the accuracy of the position control in the presence of a static load on the motor shaft.

На чертеже изображена функциональна схема электропривода.The drawing shows a functional diagram of the drive.

Позиционный электропривод содержит электродвигатель 1 посто нного тока, подключенный к регулируемому преобразователю 2, в цепь управлени которого включены последовательно соединенные блок 3 задани перемещени и блок 4 сравнени , а также регул тор 5 положени с параболической характеристикой , пропорциональный регул тор 6 скорости и регул тор 7 тока, при этом второй вход блока 4 сравнени и входы регул торов 6 и 7 скорости и тока соединены соответственно с датчиками 8, 9 и 10 положени , скорости и тока кор . Электропривод также содержит блок 11 вычислени начального задани скорости, коммутирующий элемент с двум замыкающими и двум размыкающими исполнительными цеп ми и последовательно соединенные интегральный (И) регул тор 12 положени , сумматор 13 и пропорциональный (П) рег ул тор 14 положени , причем выход блока 4 сравнени соединен с упранл нидей це.п.ью 15 коммутирующегоThe positional electric drive contains a direct current motor 1 connected to an adjustable converter 2, the control circuit of which includes serially connected displacement setting unit 3 and comparison unit 4, as well as a parabolic characteristic controller 5, proportional speed controller 6 and regulator 7 the second input of the comparator unit 4 and the inputs of the speed and current regulators 6 and 7 are connected respectively to the sensors 8, 9 and 10 of the position, speed and current of the core. The electric drive also contains a block 11 for calculating the initial speed reference, a switching element with two closing and two disconnecting actuator circuits and a series-connected integral (AND) position controller 12, an adder 13 and a proportional (P) regulator 14, and the output of the unit 4 comparison is connected with upranl nidy ts.p.yu 15 commuting

формируетс нелинейным регул тором положени 5 со смещенной параболической характеристикой с ограничением выходной величины при посто нном замедлении , 1 ил.formed by a non-linear position regulator 5 with a shifted parabolic characteristic with a limited output value at a constant deceleration, 1 sludge.

элемента, через первую размыкающую цепь 16 коммутирующего элемента - с входом регул тора 5 положени с параболической характеристикой и черезelement, through the first disconnecting circuit 16 of the switching element - with the input of the 5 position regulator with a parabolic characteristic and through

его первую замыкающую цепь 17 - с входом И-регул тора 12 положени , второй вход сумматора 13 соединен с выходом блбка 11 вычислени начального задани скорости, входы которого подключены к выходу регул тора 5 полов:ени с параболической характеристикой и через вторую размыкающую цепь 18 коммутирукщего элемента - к выходу датчика 8 положени , соединенного также с входом П-регул тора 14 положени , выход которого через вторую замыкающую цепь 19 коммутирующего элемента соединен с задающим входом регул тора 6 скорости,its first closing circuit 17 is with the input of the I-regulator 12 position, the second input of the adder 13 is connected to the output of the block 11 for calculating the initial speed reference, the inputs of which are connected to the output of the controller of the 5 floors: with a parabolic characteristic and through the second disconnecting circuit 18 of the commutator element - to the output of the position sensor 8, also connected to the input of the P-controller 14 of the position, the output of which through the second closing circuit 19 of the switching element is connected to the driver input of the speed controller 6,

Блок 11 вычислени начального задани скорости может быть выполнен в виде последовательно соединенных сумматора и интегратора, в цепь обратной св зи которого включена размыкающа цепь упом нутого коммутирующего элемента.The initial speed setting calculation unit 11 can be made in the form of a series-connected adder and an integrator, in the feedback circuit of which the opening circuit of said switching element is included.

Сущность изобретени состоит в том, что режим торможени электропривода при рассогласовани х по положению , превьппающих выбираемое малое рассогласование, формируетс нелинейным регул тором положени со смещенной параболической характеристи- 1СОЙ с ограничением выходной величины. При этом торможение привода осуществл етс при посто нном замедлении. При достижении выбранного малого рассогласовани нелинейный регул тор положени в результате срабатывани коммутирующего элемента исключаетс из структуры регулировани , и в дальнейшем режим торможени привода формируетс регул тором положени , обра- ЗУЮЩИ1М два дополнительных контура поThe essence of the invention is that the braking mode of the electric drive with positional mismatches, exceeding the selected small mismatch, is formed by a nonlinear position controller with a shifted parabolic characteristic with a limited output value. In this case, the drive is braked at a constant deceleration. When the selected small mismatch is reached, the nonlinear position controller as a result of the operation of the switching element is excluded from the control structure, and further the drive braking mode is formed by the position controller, which forms two additional circuits

ложени , соединенных по принципу подчиненного регулировани .liaison, connected according to the principle of subordinate regulation.

При этом внутренний контур содержит П-регул тор 14, а внешний - И-ре- гул тор 12 положени . Настройки обоих регул торов вьтолн ютс из услови обеспечени монотонного характера процесса позиционировани в линейно структуре, т.е. не имеющей ограничений по току и скорости.In this case, the inner contour contains the P-controller 14, and the outer one - the I-controller 12 position. The adjustments of both controllers are made on the condition that the positioning process is monotonous in the linear structure, i.e. not limited by current and speed.

В момент переключени на выходе И-регул тора 12 положени внешнего дополнительного контура положени должен быть сигнал, задаваемый бло- кбм 11 вычислени начального задани скорости, такой величины, чтобы корный ток в момент переключени не мен лс .At the moment of switching at the output of the I-controller 12 of the position of the external additional position loop, there must be a signal specified by the block kbm 11 of calculating the initial speed reference, such that the core current does not change at the moment of switching.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Выходной сигнал За с блока 3 задани сравниваетс с выходным сигналом S датчика 8 положени , и получающийс в результате сигнал рассогласовани по положению iS поступает на управл ющий вход 15 коммутирукщего элемента, где сравниваетс с сигналом уставки д Sff .The output signal from the block 3 of the task is compared with the output signal S of the position sensor 8, and the resulting error signal on the position iS is fed to the control input 15 of the switching element, which is compared with the setpoint signal d Sff.

При рассогласовани х по положению, меньших сигнала уставки ((,) сигнал рассогласовани через размыкающую цепь 16 коммутирующего элемента поступает на нелинейный регул тор 5 с параболической характеристикой, выходной сигнал которого в качестве задающего сигнала поступает на вход ре- .гул тора 6 скорости. Одновременно выходной сигнал нелинейного регул тора 5 с параболической характеристикой подаетс на первый вход блока 11 вычислени начального задани скорости , на второй вход которого через размыкающую цепь 18 коммутирующего элемента поступает сигнал с выхода датчика 8 положени . В блоке 11 вычислени начального задани скорости рассчитываетс и запоминаетс сигнал задани начальных условий дл И-регул тора 12 положени . Как только сигнал рассогласовани по положению д8 станет меньше или равен сигналу уставки ASg, срабатывает комму- тирую 1щй элемент. В результате размыкающа цепь 16 коммутирующего элемента отключает нелинейный регул тор 5 и одновременно перестает поступать сигнал на первый вход блока 11 вычисле)1и начального задани скорос28210 When there are mismatches in the position smaller than the setpoint signal ((,), the mismatch signal through the disconnecting circuit 16 of the switching element enters a nonlinear regulator 5 with a parabolic characteristic, the output of which as a driving signal enters the speed regulator 6. At the same time the output signal of the nonlinear regulator 5 with a parabolic characteristic is fed to the first input of the block 11 for calculating the initial speed reference, to the second input of which through the disconnecting circuit 18 of the switching element The signal from the output of position 8 sensor is detected. In block 11, the initial speed reference is calculated and the initial reference condition for the I-controller 12 is calculated and stored. As soon as the error signal on the position g8 becomes less than or equal to the setpoint signal ASg, switching 1ch element. As a result, the disconnecting circuit 16 of the switching element disconnects the nonlinear regulator 5 and at the same time the signal to the first input of the block 11 is stopped) and the initial reference speed28210

ти, второй вход которого отключаетс размыкающей цепью 18. На выходе блока 11 вычислени начального задани скорости запоминаетс величина 5 начального задани дл И-регул тора 12 положени на момент переключени .Одновременно с отключением нелинейного регул тора 5 замыкающие цепи 17 и 19 коммутирующего элемента подключают For example, the second input of which is disconnected by the opening circuit 18. At the output of the initial speed reference calculation unit 11, the initial reference value 5 for the I-controller 12 is memorized at the moment of switching. Simultaneously with the non-linear regulator 5 disconnecting the closing circuits 17 and 19 of the switching element are connected

10 И-регул тор 12 и П-регул тор 14 положени . В дальнейшем сигнал рассогласовани по положению поступает на вход И-регул тора 12 положени . Выходной сигнал И-регул тора 12 поло15 жени суммируетс с сигналом задани начальных условий с выхода блока 11 вычислени начального задани скорости , и полученный результат сравниваетс с выходным сигналом датчи20 ка 8 положени . Результат сравнени поступает на вход П-регул тора 14 положени , выходной сигнал которого в качестве задающего сигнала поступает на вход регул тора 6 скорости.10 I-controller 12 and P-controller 14 position. Subsequently, the position mismatch signal is fed to the input of the I-controller 12 position. The output signal of the I-controller 12 position 15 is summed with the initial conditions reference signal from the output of the initial speed reference calculation unit 11, and the result obtained is compared with the output signal of the 8 position sensor. The result of the comparison is fed to the input of the P-controller 14, the output signal of which, as a driving signal, is fed to the input of the speed controller 6.

5 Изобретение обеспечивает увеличение производительности позиционных механизмов при работе со статической нагрузкой на валу электродвигател при условии обеспечени монотонного5 The invention provides an increase in the productivity of the positioning mechanisms when operating with a static load on the motor shaft, provided that monotonous

Q характера процесса позиционировани без установившейс ошибки по положению за счет повышени точности позиционировани при одновременном минимуме времени отработки заданного перемещени , а также повьтает их изно5The nature of the positioning process without an established position error due to an increase in positioning accuracy while minimizing the time spent on working out a given movement, as well as delays them 5

соустойчивость при наличии люфтов.stability in the presence of backlash.

Claims

Invention Formula

Positional electric drive containing a dc electric motor connected to an adjustable converter, the control circuit of which is connected in series

connected displacement setting unit and comparison unit, as well as a position controller with a parabolic characteristic, proportional speed controller and current controller, while

The second input of the comparator unit and the inputs of the speed and current regulators are connected respectively to the position, speed and current core sensors, characterized in that, in order to improve the accuracy of the position control in the presence of a static load on the motor shaft,

5 1228210 6

Whose speed set, commuting, the second input of the adder is connected to an element with two locking and two to the output of the calculating unit with initial opening actuating circuits of the speed setting, the inputs of which and the serially connected integ-connected to the regulator's output are 5, with a parabolic characteristic and a proportional controller, through a second disconnecting circuit, and the output of the switching element comparison unit is connected to the output with a control circuit a uti position sensor, connected to a tactile element, through the first break with the input of the proportional switching circuit of the switching element nd position l, whose output is with the input of the position regulator with a second closing circuit with a rabbolic characteristic and through the switching element its first closing circuit is connected to the input of the regulating input of the regulator of the integral regulator of the posit-velocity.