SU1395579A1 - Устройство дл регулировани нат жени длинномерного материала при перемотке - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к средствам регулировани  нат жени  на перемоточных .-iiмашинах . Цель изобретени  - повышение точности регулировани . Устройство содержит электродвигатель 1 подаюш.его механизма 2 с блоком управлени  и электродвигатель 3 с блоком управлени  наматы- ваюш,его механизма 4 паковки 5, блок 12 оценки скорости намотки и блок 16 оценки нат жени , реализующий динамическую систему с заданными коэффициентами обратной св зи. При изменении входных непрерывных сигналов о скорости электродвигател  3, диаметре паковки 5 и скорости подающего механизма 2 блок 16 оценки нат жени  исключает динамическую ошибку регулировани , позвол   поддерживать посто нство нат жени  перематываемого материала 6. 2 ил. с S

Description

(Л

00

со ел

СП

со

фиг.1

Изобретение относитс  к средствам регулировани  нат жени  на перемоточных машинах .

Цель изобретени  - повышение точности регулировани .

На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - структурна  схема блока оценки нат жени .

Устройство содержит электродвигатель. 1 подающего механизма 2, электродвигатель 3 наматывающего механизма 4 с паковкой 5, образованной намотанным материалом 6, ти- ристорный преобразователь 7, подключенный к  корю электродвигател  i, регул тор тока .8, выходом подключенный к тиристор- ному преобразователю 7, датчик тока 9, ыход которого подключен к входу регул тора тока 8. Датчик 10 скорости подающего механизма 2, блок 11 управлени  Приводом наматывающего механизма, блок 12 оценки скорости намотки, первым выходом подключенный к блоку управлени  И, датчик радиуса паковки 13, св занный с блоком 12 оценки скорости намотки, задатчик нат жени  14, задатчик скорости намотки 15, Последовательно включенные блок оценки нат жени  16, сумматор 17, компаратор 18 и интегратор 19. Выход интегратора 19 подключен к регул тору тока 8 и к первому Входу блока оценки нат жени  16, вторым Входом св занного с датчиком 10 подающего механизма 2, а третьим входом - со вторым выходом блока 12 оценки скорости намотки . Третий выход блока 12 оценки скорости намотки и выход задатчика 14 нат жени  соединены с соответствующими входами сумматора 17. Регул тор тока 8 предназначен дл  компенсации инерционности скорной цепи электродвигател  1 и нелинейности , обусловленной пульсаци ми тока  кор . Он может быть выполнен в виде пропорционально-интегрального регул тора. Интегратор 19 предназначен дл  формировани  среднего значени  сигнала компаратора 18.

Датчиком скорости 10 служит тахогене- ратор посто нного тока. Блок управлени  11 выполнен в виде двухконтурной системы подчиненного регулировани  с обратными св з ми по току  кор  и скорости электродвигател  3. Задатчиком нат жени  14 и задат- чиком скорости 15 служат потенциометры. Блок оценки скорости намотки 12 предназначен дл  получени  информации о величине линейной скорости намотки и ее производной и обеспечивает достоверную информацию о линейной скорости намотки и ее производной по времени- Блок оценки скорости намотки 12 выполнен в виде последовательно включенных сумматора 20, вход которого подключен к задатчику скорости 15, компаратора 21 и интегратора 22, выход которого подключен к входу блока управлени  11..Блок оценки 12 скорости намотки

имеет два делител  23 и 24 в виде переменных резисторов и электрический фильтр 25. Вход делител  23 подключен к выходу компаратора 21, а скольз щий контакт,  вл ющийс  выходом делител  23 кинематически св зан с датчиком диаметра 13, а электрически - с входом электрического фильтра 25. Вход делител  24 подключен к выходу интегратора 22, а скольз щий контакт делител  24 кинематически св зан с датчи ком диа.метра 13 и электрически - с входом сумматора 20. Блок оценки скорости намотки 12 представл ет собой динамическую систему , функционирующую в скольз щем режиме , что обеспечивает получение на выхр5 де электрического фильтра 25 сигнала 1/2, пропорционального производной по времени от линейной скорости намотки, а на выходе делител  24 - сигнала V, пропорционального лшейной скорости намотки. Сигналы i/z и У2  вл ютс  выходными сигна0 лами блока оценки скорости намотки 12. Блок оценки нат жени  16 содержит последовательно включенные сумматор 26, интегратор 27, сумматор 28,. интегратор 29, сумматор 30 и интегратор 31. Входными сигнаC лами блока оценки нат жени  16  вл ютс  сигналы J/2, Mai j} Ur, а выходными - сигналы QI, FZ и FZ. Блок оценки нат жени  16 представл ет собой систему с обратной св зью, обладающую заданными динамическими свойствами.

« Блок оценки нат жени  16 реализует динамическую систему с заданными посто нными коэффициентами обратной св зи, обеспе- чивающими желаемый темп затухани  ошибки оценки на выходе второго сумматора 28. Эти коэффициенты выбирают

5 таким образом, чтобы процессы в системе протекали быстрее, чем процессы в объекте и чтобы одновременно обеспечивалась фильтраци  помех, содержащихс  во входных сигналах блока оценки нат жени  16. Сумматор 17 предназначен дл  формирова0 ни  входного сигнала компаратора 18. Дл  реализации алгоритма в предлагаемом ус тройстве вместо FZ, /2 и F-2, которые недоступны дл  непосредственного измерени , использованы соответствующие оценt; ки F, РЧ, полученные в блоке оценки нат жени  16.

Блок оценки нат жени  16, сумматор 17 и компаратор 18 и интегратор 19 реализуетс  на основе операционных усилителей. Устройство работает следующим образом.

0 При изменении входных непрерывных сигналов 1/2, UQ и (Ут блока оценки нат жени  16 на выходе сумматора 28 возникает сигнал ощибки оценки -t/ai, который , в качестве сигнала обратной св зи поступает на входу сумматоров 26 и 30 и

5 интегратора 29. В результате этого протекает процесс уменьщени  OQI до нул . При Ь н1 0 выходные сиг алы блока оценки нат жени  16 2, FZ, S2i соответствуют (пропорциональны ) переменным объектам. Поскольку динамические процессы в блоке оценки нат жени  16 протекает значительно быстрее, чем соответствующие процессы в объекте, то в первом можно считать, что сигналы Fz, Fz и F всегда соответствуют фактическом зна нию нат жени  и его производным FZ и Fi. Предположим теперь, что начальное состо ние регул тора нат жени  соответствует некоторому установившемус  режиму, при котором .const, / i const, Fzz const, a на выходе интегратора 19 установилось такое начальное 3Ha4ejiHe напр жени  U-r, при котором , F i F2 F 2-z. и сигнал на выходе сумматора 17 равен 0. При необходимости изменени , например, увеличени  скорости намотки Vi, задатчиком скорости 15 увеличивают сигнал. При этом, возрастает напр жение на выходе блока управлени  скоростью 11, соответственно значению радиуса паковки 5, возрастет линейна  скорость 1/2 и начнет возрастать нат жение F2 материала 6 и ошибка jti р27--FZ- Одновременно с этим на выходе блока оценки скорости намотки 12, происходит формирование сигналов Vz и 2, а с помощью блока оценки нат жени  16 и сумматора 17 - формирование сигнала оценки, ее производных и входного сигнала S компаратора 19. В зависимости от знака S выходное напр жение Uy компаратора 19 принимает одной из двух возможных значений: или -UiQ. При этом, изменение переменных в цепи интегратор 19 - регул тор тока 8 - тиристорный преобразователь 7 - электродвигатель 1 наматывающего механизма 2 - датчик скорости 10 - блок оценки нат жени  16 происходит таким образом, что при (положительный сигнал уменьшаетс  по абсолютной величине ), а при О S- -0. При выборе такой величины модул  , при которой выполн етс  неравенство ,  вл ющеес  условием существовани  скольз щего режима, сигнал S на входе компаратора 19 близок к нулю. Тогда процесс уменьшени  ошибки х (t) не зависит от 1/2 и зависит лишь от

коэффициентов, которые могут быть заданы в соответствии с желаемым критерием качества регулировани . Изменение параметров объел та приводит к по влению ошибки оценки UQ на выходе сумматора 28 блока оценки нат жени  16. Эта ошибка компенсируетс  за счет интегральной обратной св зи с помощью интегратора 29. Таким образом, выходные сигналы блока оценки нат жени 

16 и составл ющие сигнала S практически всегда соответствуют фактическим переменным объекта. Значит, качество регулировани  нат жени  не зависит от изменени  параметров объекта регулировани  и возмущающих воздействий.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  регулировани  нат жени  длинномерного материала при перемотке , содержащее подающий и наматывающий механизмы с приводами, датчик ско рости подающего механизма, регул тор тока, первым входом св занный с датчиком тока, а выходом - с тиристорным преобразователем привода подающего механизма, блок управлени  приводом наматывающего механизма,

   5 задатчики скорости намотки и нат жени , датчик радиуса паковки, выходом св занный с первым входом блока оценки скорости намотки, второй вход которого соединен с задатчиком скорости намотки, а первый выход - с блоком управлени  приводом на0 матывающего механизма, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности регулировани , оно снабжено блоком оценки нат жени  и последовательно соединенными сум- матсром, компаратором и интегратором, причем второй выход блока оценки скорости

   5 намотки соединен с первым входом блока оценки нат жени , второй вход которого св зан с датчиком скорости подающего механизма , третий вход - с выходом интегратора и вторым входом регул тора тока, а

   0 выход блока оценки нат жени  соединен с первым входом сумматора, второй вход которого св зан с выходом задатчика нат жени , третий вход - с третьим выходом блока оценки скорости намотки.

   фиг. 2