SU1399697A1

SU1399697A1 - След щий привод

Info

Publication number: SU1399697A1
Application number: SU864162764A
Authority: SU
Inventors: Валерий Дмитриевич Лебедев; Александр Михайлович Сурков
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4152
Priority date: 1986-12-15
Filing date: 1986-12-15
Publication date: 1988-05-30

Abstract

Изобретение относитс к системам автоматического регулировани и может быть использовано в различных устройствах автоматики. Целью изобретени вл етс повьшение быстродей- -стви след щего привода. Сущность изобретени заключаетс в том, что частота опорного источника, св занна с частотой питани обмоток асинхронного электродвигател (АДЦ), измен етс в зависимости от величины ощибки след щего управлени , причем закон изменени частоты выбираетс таким образом, чтобы посто нна времени АДЦ сохран лась неизменной в широком диапазоне изменени ошибки след щего привода. Дл этого в след щий привод, содержащий вычислительное устройство 1, усилительно-преобразовательный блок 3, электродвига тель 4, редуктор 5, датчик 2 обратной св зи, блок питани 6, генератор 10 тактовых импульсов, усилитель мощности 7, генератор импульсов 8, блок разв зки 9, дополнительно введены функциональный преобразователь 13, устройство 11 вьгаитани импульсов и управл емый делитель.частоты 12 с соответствующими св з ми. 1 з,п. ф-лы, 6 ил., 1 табл. с S (Л со со со О5 со ч1

Description

Изобретение относитс к системе автоматического регулировани и мо- Ясет быть использовано в различных устройствах автоматики.

Целью изобретени вл етс повышение быстродействи след щего привода .

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого след щего привода; на фиго 2 схема устройства вычита НИН импульсов; на фиг. 3 временные диаграммы сигналов, по сн ющие работ устройства вычитани импульсов; на фиг. 4, 5 - экспериментальные зави- симости посто нной времени асинхрон- ного двухфазного двигател (АДД) Тд и относительного коэффи1щента передак

чи от величины управл ющего Ав.иол .

5

сигнала 6; на фиг. 6 - схема функционального преобразовател .

След щий привод содержит вычислительное устройство 1, представл ющее 25 собой дискретный блок вычитани , датчик 2 обратной св зи, усилительно- преобразовательный блок 3, электродвигатель 4, редуктор 5, блок 6 питани , усилитель 7 мощности, генератор 8 им-JQ пульсов, блок 9 разв зки, генератор 10 тактовьпс импульсов, устройство 11 вычитани импульсовS управл емый дели- . тель 12 частоты, функциональный преобразователь 13, задатчик 14 входного сигнала, обмотку 15 управлени , обмотку 16 возбуждени , ротор 17 двигател .

Устройство 11 вычитани импульсов содержит распределитель 18 импульсов RS-триггер 19, и-триггер 20, первьй Q и второй элементы И-НЕ 21 и 22,

На фиг о 3 обозначены импульсы 23 на выходе генератора 10 тактовых импульсов , импульсы 24 и 25 на первом и втором выходах распределител 18 дг импульсов, импульсы 26 на выходе генератора 8 импульсов, сигнал 27 с пр мого выхода RS-триггера 19, сигнал 28 с инверсного выхода RS-триггера 19, импульсы 29, вычитаемые из выходной последовательности импульсов, сиг нал 30 с выхода D-триггера 20, импульсы 31 установки триггеров в исходное состо ние,, импульсы 32 на выходе устройства 11 вычитани импульсов о

На фиг, 4, 5 прин ты следующие обо 55 значени ; 33 - экспериментальные зависи-, мости посто нной времени АДД от величина управл ющего сигнала 9| 34 желаема зависимость изменени посто нной времени АДЦ от величины управл ющего сигнала 9.,; 35 - экспериментальные зависимости относительно коэффициента передачи от величины

Ae.HOM

управл ющего сигнала 8 ; 36 - результирующа зависимость изменени относительного коэффициента передачи

Q j

0

5

5 Q .

Q

г К

КАВ от величины управл н цего

А)в. ROW

сигнала 9 .

На фиг. 6 приведен пример построени функционального преобразовател 13, преобразующего трехразр дный код сигнала управлени 6 в двухразр дный код управлени управл емого делител частоты 12.

Функциональный преобразователь 13 (ФП) содержит трехразр дный дешифратор 37, элемент 3 ИЛИ 38, первьй, второй, третий, четвертый элементы 2 ИЛИ 39-42.

Первый, второй и третий выходы дешифратора 38 соединены с первым, вторым и третьим входами элемента 3 ИЛИ 38 соответственно, выход которого соединен с первым входом третьего элемента 2 ИЛИ 41. Четвертый и п тый выходы дещнфратора соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента 2 ИЛИ 39, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента 2 ИЛИ 42, Шестой и седьмой выходы дешифратора соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента 2 ШШ 40, выход которого соединен с вторыми входами третьего 41 и четвертого 42 элементов 2 ИЛИ соответственно. На выходе третьего 41 и четвертого 42 элементов 2 ИЛИ формируетс двухразр дный код. Работа функционального преобразовател 13 определ етс таблицей истинности .

Продолжение таблицы

Устройство работает следующим об- разом.

Импульсы высокой частоты f (фиг. 3,п. 23) с генератора 10 тактовых импульсов поступают на первый вход устройства 11 вычитани импуль- сов, на второй вход которого с генератора 8 импульсов через блок 9 разв зки поступают импульсы частоты которые вычитаютс из импульсов частоты ffTM- Импульсы результирующей ча- стоты с выхода, устройства 11 вьгчита- НИН импульсов поступают на вход управл емого делител частоты 12, на выходе которого формируютс два сигнала и, и и пр моугольной формы низ- кой частоты f|, сдвинутые относительно друг друга на тг/2. Полученные сигналы и, и U2 поступают соответственно на второй вход усилительно-преобразовательного блока 3 и на усилитель 7 мощности, обеспечива поочередно открывание их транзисторов в каждый полупериод напр жени частоты f . При по влении сигнала ошибки В на выходе вычислительног о устройства 1 этот сигнал усиливаетс и преобразуетс усилительно-преобразовательным блоком 3 и подаетс на обмотку 15 управлени электродвигател 4 в виде напр жени частоты f, , величина ко- торого пропорциональна сигналу ошибки . На обмотку 16 возбуждени электродвигател А с выхода усилител 7 .мощности подаетс сигнал посто нной амплитуды и частоты fy, .сдвину- той на V/2 относительно сигнала управлени . Исполнительный электродвигатель 4 через редуктор 5 повернет датчик 2 обратной св зи на такой угол при котором сигнал ошибки 9 будет равен нулю, т.е. сигнал задатчика 14 (входной сигнал) и сигнал датчика 2 обратной св зи будут равны и противоположны по знаку.

0

5

0 5 0 д с

5

При изменении условий работы след щего привода, например при изменении величины напр жени блока 6 питани , питающего через усилители мощности исполнительный электродвигатель 4, измен 1ютс параметры след щего привода , так как измен етс развиваемый момент электродвигател 4. Дл устранени этого недостатка при изменении величины напр жени питани измен етс в нужную сторону частота импульсов 26 генератора 8 импульсов, котора в устройстве 11 вычитани импульсов вычитаетс из частоты импульсов генератора 10 тактовых импульсов . При увеличении напр жени блока 6 питани частота генератора 8 импульсов уменьшаетс , что влечет за собой увеличение частоты fj сигналов возб ткдени и управлени .и соответ- ствующее снижение момента, развива- емого электродвигателем 4. При уменьшении напр жени источника 6 питани З меньшаетс частота сигналов управлени и возбуждени , что увеличивает ток через обмотки и приводит к увеличению развиваемого электродвигателем 4 момента.

Устройство 11 вычитани импульсов работает следующим образом.

Импульсы 26 с выхода генератора 8 импульсов через блок 9 разв зки поступают на S-вход RS-триггера 19 и устанавливают его в состо ние, запрещающее прохождение тактовых импульсов 24 с первого-выхода распределител 18 импульсов через первый элемент И-НЕ 21 на выход устройства 11 вычитани импульсов, т.е. из выходной последовательности импульсов вь читаетс один импульс 29. С приходом импульса с первого выхода распределител 18 импульсов сигнал 27 с пр мого выхода RS-триггера 19 записываетс на выход D-триггера 20, который разрешает прохождение импульсов 25 с второго выхода распределител 18 импульсов через второй-элемент И-НЕ 22. Импульс 31 с второго выхода распределител 18 импульсов через второй элемент И-НЕ 22 устанавливает в исходное состо ние RS-триггер 19 и D-триггер 20, при котором импульсы с первого выхода распределител 18, импульсов через первый элемент И-НЕ 21 поступают на выход устройства 11 вычитани и fflyльcoв. В результате на выходе устройства 11 вьF итaни

импульсов получаетс последовательность HhmynbcoB 32 (фиг. 3), частота которых равна разности частот распределител 18 импульсов и генератора 8 импульсов.

При работе след щего привода наблюдаетс зависимость параметров асинхронного электропривода (коэффициент передачи и посто нна времени) от величины управл ющего сигнала, что существенно усложн ет коррекцию след щего привода и снижает его быстродействие . На фиг. 5 приведены экспериментальные зависимости посто- НИНОЙ времени асинхронного электродвигател Тдд и относительного коэфКлв фициента передачи --° от велиК в .ном

чины управл ющего сигнала Q , из которых видно,, что в линейной зоне привода параметры электродвигател измен ютс примерно в 5-6 раз, что приводит к ухудшению характеристик . след щего привода, в частности к снижению быстродействи . Дл устранени этого недостатка код управлени Q через функциональный преобразователь 13, кот.орый преобразует п-раз- р дньй управл ющий сигнал в сигнал более удобной разр дности, подаетс на управл емый делитель 12 частоты, который измен ет свой коэффициент делени в зависимости от кода управлени согласно формуле f,

f J

2 f - ft-ти ГИ cpn

ГИ ФП

КОД функционального преобразовател 13, таким образом, чтобы скомпенсй- ровать зависимость параметров асинхронного электродвигател от управл ющего сигнала. При малых сигналах Згаравлени коэффициент делени будет большим, что приведет к уменьщению частоты f( сигналов возбуждени и управлени и соответствующему уменьшению посто 1шой времени электродвигател . Задава сь необходимым законом изменени посто нной времени двигате- л Тдр от управл ющего сигнала, можно вли ть на качественные показатели след щего привода. Наиболее часто встречающийс случай, при котором посто нна времени Тд const (фиг. 4), при этом коэффи1щент передачи , измен етс н 2 раза (фиг,5)

К

Л,в. мам

5

5 о

5

0 5 5

Claims

Формула изобретени

1,След щий привод, содержащий последовательно соединенные вычислительное устройство, усилительно-преобразовательный блок, электродвигатель , редуктор, датчик обратной св зи , соединенный выходом с одним из входов вычислительного устройства, другой вход которого соединен с за- датчиком входного сигнала, генератор тактовых импульсов, усилитель мощ ности, выход которого соединен с обмоткой возбуждени электродвигател , последовательно соединенные генератор импульсов и блок разв зки, причем выход блока питани соединен с усилительно-преобразовательным блоком, усилителем мощности и генератором импульсов , отличающийс тем, что, с целью повышени быстродействи след щего привода, в него введены функциональный преобразователь , устройство вычитани импульсов и управл емый делитель частоты, причем вход функционального преобразовател соединен с выходом.вычислительного устройства, а выход - с управл ющим входом управл емого делител частоты, счетный вход которого сое- дишгн с выходом устройства вычитани импульсов, а первый и второй выходы соединены соответственно с управл ющим входом усилительно-преобразовательного блока и входом усилител мощности , выход блока разв зки соединен

с вторым входом устройства вычитани импульсов, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов.
2.Привод по п. 1, отличающийс тем, что устройство вы читани .импульсов содержит RS-триг- гер, первый и второй элементы И-НЕ, D-триггер и распределитель импульсов , причем вход распределител импульсов вл етс первым входом устройства вычитани импульсов , первый выход распределител импульсов соединен с первым входом первого элемента И-НЕ и входом синхронизации D-триггера, а второй выход - с первым входом второго элемента И-НЕ, S-вход RS-триггера вл етс вторым входом устройства вычитани импульсов, R-вход RS-триггера подсоединен к R-входу D-триггера и к

71399697

выходу второго элемента И-НЕ, пр мой выход RS-триггера соединен с D-BXO- дом D-триггера, а инверсный - с вторым входом первого элемента И-НЕ,

вы ро мо ры

8

выход которого вл етс выходом устройства вычитани импульсов, а пр мой выход D-триггера соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ.

й/г.З

т

US

цз

4«

/ WOtlf

33

ifto

9u9.lt

iS

36

sда

Ял5

3