SU1259212A1 - Самонастраивающа с след ща система с бесконтактным двигателем посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматического управлени  и может быть использовано в системах управлени  электроприводами роботов с переменными параметрами момента инерции, приведенного к валу электродвигател . Цель изобретени  - расширение области применени  и по- вьшение надежности системы. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в систему введен дополнительный контур коррекции, состо щий из последовательно соединенного второго усилител , третьего сумматора и третьего усилител . Причем второй выход третьего сумматора подключен к выходу первого усилител . Использование такого контура позвол ет корректировать коэффициент усилени  пр мой цепи в зависимости от изменени  момента инерции. 1 ил. $ (Л

Description

11

Изобрете ие относитс  к автоматическому управлению и может быть использовано при созданий систем управлени  приводами роботов.

Цель изобретени  - расширение области применени  и повышение надежности системз.1.

На чертеже прецставлена функциональна  схема самонастраивающейс  след щей системы с бесконтактным двигателем посто нного тока.

Система содержит последовательно соединенные первый сумматор 1, диф- ференпирующее звено 2, умножитель 3, второй сумматор 4, первый усилитель 5 и бесконтактный двигатель 6 посто нного тока с редуктором, выходной вал которого механически св зан с объектом 7 управлени , датчиком 8 положени , выход которого соединен с датчиком 9 скорости, выход которого подключен к пepвo fy входу делител  10, второй вход которого подключен к выходу интегратора 11, апериодическое звено 12, последовательно

соединенные второй усилитель 13, третий сумматор 14 и третий усилитель 15.

На чертеже введены следующие обозначени : (X 5), pt ot - соответственно сигналы задающего углового положени  и углового положени  вала редуктора; об - скорость вращени  вала редуктора; и, и - соответственно уси лнваемь1Й управл ющий сигнал и входное управл ющее напр жение двигател  S - ошибка системы.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал ошибки с выхода первого , сумматора 1 после коррекции в блоках 2,3 и 12, усилива сь, поступает на электродвигатель 6, привод  его вал во врапательное движение. Электропривод при работе с различными грузами обладает переменным моментом инерции I, который может мен тьс  в шицо ких пределах. Это снижает качественные пок-азатели электропривода и приводит к ({еустойчивости его работы. В результате возникает задача, св занна  с обеспечением инвариантност.и динамических свойств электропривода к изменени м момента инерции нагрузки .

Бесконтактньп электродвигатель посто нного тока описываетс  передаточной функцией-.

12

л«(Р)

(1)

где скорость вращени  вала двигател ;

К - коэффициент двигател ;

I - момент инерции вращающихс  частей привода, приведенный к валу двигател ;

г - активное сопротивление обмотки; число фаз статора.

m 15

20

Дл  реализации поставленной задачи в пр мую цепь системы необходимо ввести такое последовательное корректирующее звено, которое позволило бы по;тучить передаточную функцию пр мой цепи, разомкнутой по положению системы вида

w(p) jLit) к Р S(t) K-i,

(2)

где К - коэффициент усилени 

О

пер

вого усилител ; р - передаточное отношение редуктора ; Т - const.

Из выражени  (2) видно, что параметры передаточной функции W(p)  вл ютс  посто нными, не завис щими от переменных параметров момента инерции нагрузки.

Так как величина I в выражении (1)  вл етс  переменной, то дл  получени  выражени  (2) необходимо подстраивать параметр I в последовательном корректирующем устройстве под соответствующее текущее значе- ние.

В известном устройстве дп  формировани  последовательной коррекции использовалс  сигнап тока, про- текйю1цего в  корной цепи двигател . Этот сигнал пропорционален моменту, развиваемому двигателем. Однако при, использовании в качестве исполнительного элемента бесконтактного двигател  посто нного тока это сделать не удаетс  ввиду особенностей этого двигател . В результате необходима разработка коррекции новой структуры дл  обеспечени  инвари- антност привода к измен ющемус  I при использовании в нем бесконтактного двигател  посто нного тока (ВДПТ).

312592

Поскольку дл  Б/ЛГГ справодпиво равенство

а ( J К

(3)

то из пыражени  (3) следует, что

I ) - Ko(t)ip) dt/()

(4)

В выражении (3) М - вращающий момонт двигател . В данном случае полагает- с , что

I dt

В общем случае

dftta.

м I -- . м,,

гдеМйц- внещний нагрузочный момент; соор момент сухого и в зкого

трени . Следует отметить, что дл  данного

типа двигател  Мсопр - )„ Равно нулю дл  статически разгру-ж.енных приводов . В результате выражение (3) имеет место дл  большого числа приводов и поэтому его, использование  вл етс  достаточно правомерным.

При условии, что козф4«циент усилени  второго усилител  13 равен

Kip, а коэффициент усилени  третьего

m усилител  15 - -т- , на его выходе

Р будем иметь сигнал, равный

т- (U(t) - K«(t)ip). ripР

Проинтег рировав этот сигнал в интеграторе 11 и поделив полученный сигнал на сигнал скорости (У (t) в делителе 10, на выходе зтого блока будем иметь точное значение I соглано выражению (4).

Полага , что передаточна  функци  инерционного дифференцирующего звена 2 имеет вид

W,(P) ;; Р/(Тр - 1), на выходе умножител  3 будем иметь

4

1г п

.. -т Р 11авныи

Т„ + 1

Поскольку передаточна  функци  апериодшческого звена 12 имеет вид Wj(p) /(Tf, + ), то передаточна  функци  пр мо11 цепи э ектроприт;ода между выходом перпого сумматора 1 и входом первого усилител  5 определ етс  выражением

- ii

S(t) ,

(5)

Передаточна  функци  (5)  вл етс  лередаточной функцией последовательного корректирующего звена рассматриваемой системы.

С учетом передаточной функции двигател  (1)и передаточной функции последовательного корректирующего эвена (5) передаточна  функци  пр мой цепи, разомкнутой по полож нию системы, примет вид (2).

Из приведенш 1х рассуждений видно, что переменньп параметр I подстраиваетс  под требуемое (текущее) значение . JTO позвол ет обеспечить достижение точной инвариантности след щей системы к измен ющемус  параметру момента инерции нагрузки. В результате обеспечиваетс  высокое качество работы всего природного м::ха- низма во всем диапазоне изменени  его момента инерции.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Самонастраивающа с  след ща  система с бесконтактным двигателем посто нного тока, содержаща  последовательно соединенные первый сумматор , дифференцирующее звено, умножитель , второй сумматор, первый усилитель и бесконтактный двигатель посто нного тока с редуктором, выходной вал которого механически св зан с объектом управлени , с датчиком положени , выход которого соединен с отрицательным входом первое го сумматора, и с датчиком скорости, выход которого подключен к первому входу делител , второй вход которого подключен к выходу интегратора, а выход - к второму входу умножител , второй вход второго сумматора через апериодическое звено подключен к выходу первого c t-iMaTopa, о т- личающа с  тем, что, с

   целью paciiiHf. e.HHH област г применени  и повьппени  надежности, в нее введены последовательно соединенные второй усилитель, третий сумматор и третий усилитель, выход которого

   подключен к входу интегратора, второй вход третьего сумматора соединен с выходом первого усилител , а вход второго усилител  - с выходом датчика скорс ст и.

   Редактор В.Данко

   Составитель П.Кудр вцев Техред Л.Олейник

   Заказ 5119/44Тираж 836Подписное

   ВШШПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-33, Раушска  наб., д.4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,4

   Корректор Л.Патай