SU1425595A1 - След ща система - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к системам автоматического регулировани  с бес- , контактными двигател ми посто нного тока и может быть использовано в следующих системах промышленных роботов. Цель изобретени  - повышение динамической точности след щих систем с бесконтактными двигател ми посто н- ного тока. След ща  система  вл етс  системой с переменной структурой с четьфьм  возможными структурами. Согласование входной и выходной осей системы происходит в след щем режиме. После первого согласовани  отрицательна  обратна  св зь, обхваты шо- ща  интегратор коррекции, не отключаетс . Отключение происходит лишь при несовпадении знаков сигналов с выхода интегратора и выхода фазоопереж ющего звена коррекции. Выпр мленный сигнал интегратора вводитс  в контур след щей системы без дополнительных коммутаций , В результате уменьшаетс  величина перерегулировани , 3 шт. (Л

Description

Изобретение относитс  к системам автоматического регулировани  с бесконтактными двигaтeл  ш посто5шного тока и может быть использовано в след щих системах промышленных роботов.

Цель изобретени  - повышение динамической точности след щих систем с бесконтактными двигател ми посто нного тока.

На фиг.1 представлена функциональ ;на  схема след щей сиетемыJ на фиг„2 и 3 - переходные процессы характери- ;зующие работу предлагаемой след щей jсистемы.

Прин ты следующие условные обо-эна- чени  и сокращени : 8; s 0o - - . входной и выходной углы .системы и рассогласование между ними| Ug, U, ;U; - выходные сигналы первого усили™ :тел 5 фазоопережающего фильтра и ин гегратора- U - напр жение на входе :интегратораj U - напр жение на вхо |де двигател .

След ща  система состоит из пер- ;вого сумматора 1, первого усилител  2j фазоопережаивдего фильтра (ФФ) 3,, реле 4 реверса, бесконтактного дви- |гател  5 посто нного тока (БДПТ), ;широтно-импульсного модул тора (ИИМ) 16, второго сз мматора 7, редуктора 8,, :первого и второго выпр мителей 9 и ;10j интегратора Т1 третьего суммато ура 12, второго усилител  13 первого ;блока 14 умножени  однопол рнсго реле 15, второго блока 16 умножени  |И релейного элемента 17 ; Система работает следующим образом ,

В сумматоре 1 определ етс  величина рассогласовани  между входным к выходным углами 9 б о s котора  затем усиливаетс  усилителем 2, выходное напр жение которого через ФФ 3 и реле 4 реверса определ ет знак поступающего на первьй вжщ БДПТ 5 управл клдего напр жени  амплитуда которого определ етс  величиной ходного напр жени  сумматора 7, че™ рез ШИМ 6 соединенного с вторым вхо дом БДПТ 5 о На первый вход сумматора 7 через первый выпр митель 9 по ступает сигнал,, пропорциональный модулю сигнала рассогласовани , на второй вход сумматора 7 через второй

выпр митель 10 сигнал, пропорциональный модулю интеграла от сигнала рассогласо ани .

Напр жение на входе интегратора 11 формируетс  по нелинейному закону с помощью Фф 3, реле 4 реверса, сумматора 12, усилител  13, блоков 14 и 16 умножени , однопол рного реле 15 и релейного элемента 17 в соответствии с фиг,1 и mieeT следующий вид:

to у jUg-KocU;. при sign Г, signU о 1 Ug при sign U signU,

(О

где Кд - коэффициент усилени  усилител  13, Тем самым на интервалах времени когда знаки сигналов U; и и противоположны, интегратор 11 через второй усилитель 13 и третий сумматор 12 охватываетс  отрицательной обратной св зью.

Как следует из фиг,1 и формул (1)j предлагаема  след ща  система  вл етс  системой с переменной структурой, где в качестве фазовых координат выбраны X Ug, у и, и X 0. Переключени  с одной структуры на другую (всего возможны четьфе структуры) происход т на плоскост х у О и ТцХ + X О, где Т - посто нна  времени ФФ 3. Режим скольз щих движений в системе возможен только на плоскости переключени 

S T,,i -f X,

(2)

35

котора  должна удовлетвор ть условию суй(ествовани  скольз щего режима в системах с переменной структурой

SS 0.

(3)

С учетом уравнений динамики предлагаемой след щей системы:

- К;х - (y,S);

II - /()

И Л а-Лх-Si|LK.L(Kj HyOsignS,

где К; - коэффициент передачи интегратора 11,

f( S) Ри sign у signS; О при sign у signS,

К - коэффициент усилени  перво , го усилител  2 Т - электромеханическа  посто нна  времени БДПТ 5,

к - коэффициент передачи

S

К. а

БДПТ 5}

- коэффициент передачи редук тора 8j

коэффициент передачи от выхода усилител  2 до выхода йьтр мител  9; скорость линейной заводки 9i at.

Из формулы (2) путем дифференцироани  получают

S bliia + (1 -2|)х - I

(5)

KjxJ + |y/)signS,

Так как при , ормулы (5) следует

ТиХ -X, то из

S/C

20 ствл етс  только за счет сигнала

S.O B/x/signS-C/y|signS,(6) рассогласовани  х вплоть до смены

знака напр жени  U,, При этом нап14255954

след щей системе может возникнуть перерегулирование из-за инерционных свойств интегратора. В известной с системе при , происходит отключение отрицательной обратной св зи через усилитель 13 и сумматор 12, охватьтающей интегратор 11, вплоть до момента времени t t, переклго- 10 чени  реле 4- реверса за счет смены знака сигнала на выходе ФФ 3. тому

случаю соответствует крива  б на фиг,2. Аналогичным об зазом извест- ,на  система работает и при лилейной

15 .заводке. Как видно из фиг.З в этом случае отрицательна  обратна  св зь также отключаетс  при . Тем самым при возникновении перерегулирований разр д интегратора 11 осутце20 ствл етс  только за счет сигнала

где А

В

Т - Тк. ТТк KjiKpK KcTj

т

/ -if;-

Из формулы (6) , и дл  скольз щего режима с  условие:

. ()

С.О,

что дает достаточные услови  существовани  скольз щего режима , С О при . Последаие соотношени  действительно имеют мес- то, поскольку В, С - положительны по своей физической сущности при , В этом случае условие существовани  скольз щего режима (7) выпол

ТГ fTI

н етс  дл  всех .

Поскольку в положении равновеси  системы , то в соответствии с третьим из уравнений (4) имеют - -KvTk

Уд , поэтому при

почти вс  поверхность S  вл етс  поверхностью скольжени .

При подаче скачкообразного входно- .го сигнала в системе возникает скольз щий режим, при котором происходит первое согласование входной и выходной осей системы. В момент времени t( первого согласовани  осей в

25

30

35

с

-

40

45

50

55

р жение U;, запасенное интегратором 11, не используетс  дл  увеличени  напр жени  U на входе интегратора 11 дл  уменьшени  перерегулировани  и ускорени  разр да интегратора 11. В предлагаемой системе за счет подключени  выхода интегратора 11 к входу релейного элемента 17 удаетс  существенно улучшить динамическую точность след щей системы . Действительно, после первого согласовани  входной и выходной осей и возникновени  перерегулировани  (при ) отрицательна  обратна  св зь через усилитель 13 и сумматор 12, охватьшающа  интегратор 11, не отключаетс  до момента времени t t jtt, когда происходит переключение реле 4 реверса, В этом случае на выходе интегратора 11 присутствует сигнал X - КОР у, имеющий противоположный знак накопленному интегратору 11 напр жению П;, причем |х - КосУ/ |х|, так как Bignx eigny,, Это уменьшает величину перерегулиро вани , физически необходимую дл  разр да интегратора 11 увеличивает быстродействие и динамическую точность след щей системы.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   След ща  система, содержаща  первый сумматор, выход которого соединен с входом первого усилител , выход которого через, первый выпр митель соединен с первым входом второго сумматора , а также с последовательно соединенными фазоопережающим фильтром и реле реверса, выход которого соЕДинен с первым входом бесконтакт- ного двигател  посто нного тока, второй вход которого через широтно- импульсный модул тор соединен с вы- |ходом второго сумматора, а выход сое- |динен через редуктор с вторым входом первого сумматора, второй вход второ- 1го сумматора соединен с выходом вто- iporo выпр мител J входом соединенного |с выходом интегратора, вход которого

   |св зан с выходом третьего сумматора, 15 релейного элемента.

   к входам которого подключены соответственно выходы первого и второго усилителей , вход второго усилител  сое- динен с выходом первого блока умножени , к входам которого подключены выходы интегратора и однопол рного реле, вход которого соединен с выходом второго блока умножени , к входам которого пoдклюtгeны выходы реле реверса и релейного элемента, отличающа с  тем, что, с целью повышени  динамической точности, выход интегратора подключен к входу

   м

   t, tg it Фиг.3