SU1522176A1 - Дискретный пропорционально-интегральный регул тор скорости вращени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к системам автоматического регулировани  скорости электропривода и может быть использовано дл  построени  высокоточных систем. Цель изобретени  - повышение точности. Регул тор содержит задающий генератор 1, фазовый дискриминатор 2, элементы И3, формирователь длительности импульсов 4, силовой преобразователь 5, электродвигатель 6, датчик скорости вращени  7, формирователь фазового рассогласовани  8, инверторы 9,10, масштабирующие элементы 13, 14, интегратор 15, одновибратор 16. Цель достигаетс  за счет формировани  формирователем фазового рассогласовани  8 необходимого значени  фазового рассогласовани  заданной длительности, выделени  ошибки в рассогласовании заданного значени  фазы и текущего значени  с учетом знака и подачи полученного рассогласовани  через масштабирующие элементы 13,14, интегратор 15 и одновибратор 16 на элемент И, на котором происходит формирование импульсов такой длительности, что при подаче этих импульсов через формирователь длительности импульсов и силовой преобразователь на электродвигатель последний, компенсиру  возникшую ошибку рассогласовани , устанавливает значение фазы, равное заданному значению. 3 ил.

Description

О5

Физ.1

Изобретение относитс  к системам автоматического регули:ровани  скорости электропривода и может быть применено при построении оптикомеханичес- ки разверуьшающих и сканирующих систем , где требуютс  высока  точность поддержани  скорости и фазы вращени  электродвигател  и качественные динамические характеристики системы регулировани .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности регул тора.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - эпюры, иллюстрирующие принцип выделени  ошибки по фазе (на эпюрах а и е изображены.выходные импульсы задающего генератора;, на эпюрах б и . ж - выходные импульсы датчика скорости вращени ; .на эпюрах в, и.- выходные импульсы соответственно фазового дискриминатора и второго инвертора; на эпюрах гик - вьпсод- ные импульсы соответственно формировател  фазового рассогласовани  и первого инвертора; на эпюрах д и л - выходные импульсы соответственно перового и второго блоков совпадени ); на фиг.З - эпюры, иллюстрирующие работу устройства (на эпюре а изображены выходные импульсы задающего генератора; на эпюре б - выходные импульсы датчика скорости вращени ; на эпюре в - выходные сигналы фазового дискриминатора; на эпюре г - выходные сигналы одновибратора; на эпюре д - сигналы на выходе элемента И; на эпюре е - сигналы, поступающие на вход электродвигател , дл  случа , когда коэффициент расширени  в формирователе длительности импульсов равен ед.инице).

Регул тор содержит задающий генератор 1 , фазовьй дискриминатор 2, элемент И 3, форми рователь 4 длительности импульсов, силовой преобразователь 5, электродвигатель 6, датчик 7 скорости вращений, формирователь 8 фазового рассогласовани , инверторы 9 и 10, элементы И 11 и 12,масштабирующие элементы 13 и 14,интегратор 15, одновибратор }6,

Устройство работает следующим образом .

С задающего генератора 1 на первый вход фазового дискриминатора 2 подаетс  импульсна  последовательность эталонной частоты, а на второй

вход - сигнал измер емой частоты с датчика 7 скорости вращени . В установившемс  режиме с вькода фазового дискрими- натора 2 снимаетс  широтно-импульсный сигнал, коэффициент заполнени  которого пропорционален фазовому рассогласованию входных частот. Сигнал эталонной частоты пер едним фронтом

o запускает формирователь 8 фазового рассогласовани , формирующий импульс, длительность которого равна заданному значению фазового рассогласовани . С помощью первого и второго ни-

5 верторов 9 и 10 на выходах элементов И 11 и 12 происходит выделение раз ности длительностей текущего значени  фазы и заданного значени , причем на выходе элемента И I1 формиру0 етс  разностный сигнал, когда текущее значение фазы меньше заданного, а на выходе элемента И 12 формируетс  разностный сигнал когда текущее значение фазы больше заданного.

5 Таким образом определ етс  знак фазового рассогласовани , Получещ а  ошибка рассогласовани  через масштабирующий элемент 13 или 14 поступает на один из входов интегратора

0 15. Интегратор 15 начинает процесс интегрировани , т.е. на его выходе формируетс  нарастающее по величине напр жение. Одновибратор, запус-- каемьй передним фронтом сигнала

эталонной частоты задающего генератора 1, генерирует импульсы, определ емые величиной выходного сигнала интегратора 15. На входы элемента И 3 поступают две синхронные после-

д довательности импульсов: импульсы фазового дискриминатора 2 и импульсы с одновибратора 16. Элемент И 3 формирует сигнал, ширина импульсов которого определ етс  как разность

5 между длительност ми импульсов этих сигналов. Полученный сигнал расшир етс  в необходимое количество раз формирователем 4 длительности импульсов . Коэффициент рассогласовани  определ етс  заданной.точностью регул тора . Расширенный широтно-импульсный сигнал поступает на силовой преобразователь 5, где происход ст усиление этого сигнала до мощности, необходимой дп  управлени  электродвига-, телем 6, Электродвигатель 6 вращает- с  со скоростью, определ емой средним напр жением силового преобразовател  5. Процесс компенсации ошиб-

0

5

51

ки рассогласовани  продолжаетс  до тех пор, пока на входы интегратора 15 поступают импульсы, характеризующие наличие ошибки той или иной пол рности. Таким образом, в устано- вившемс  режиме с выхода формировател  4 длительности импульсов С1дамаетс  сигнал, пропорциональный фазовому рассогласованию двух частот, посту- пающих на входы фазового дискриминатора 2, а в переходных режимах при изменении как возмущающего, .так и управл ющего воздействий к этому сигналу , автоматически добавл етс  сиг- нал, пропорциональный отклонению частоты, т.е. в системе.регулировани  осуществл етс  пропорционально- интегральный закон регулировани .

Пусть под действием дестабилизи- рующих факторов (фиг.3)увеличилось фазовое рассогласование между импульсами задающего генератора.I и датчика 7 скорости вращени , и прин ло значение с/. При этом на выходе элемента И 3 происходит уменьшение длительности импульса на ту же величину и в результате на двигатель 6 поступает напр жение пропорциональное вновь возникшему фазовому рассо- гласованию. Скорость вращени  двигател  при этом принимает прежнее заданное значение, но значение фазового рассогласовани  остаетс  равным

fг . ,

Далее начинаетс  процесс, отработки ошибки по фазе. На входы элёмен- тов И 11 и 12 подаютс  пр мые и инверсные сигналы с фазового дискриминатора 2 и формировател  8 фазового рассогласовани . Поскольку в нашем примере произошло увеличение фазового , рассогласовани  (т.е. текущее значение фазы стало больше заданного то только на выходе элемента И 12 формируетс  разностный сигнал ошибки . Этот сигнал через второй масштабирующий элемент 14 подаетс  на вход интегратора 15, и начинаетс  процесс отработки возникшей ошибки по фазе. Причем, импульсы, попада  . на вход интегратора 15, так воздействуют на интегратор 15, что напр жение на его вькоде начинает уменьшатьс , что в свою очередь приводит и к уменьшению длительности выходных импульсов одно вибратора 16. По мере уменьшени  длительности импульсов на выходе од- новибратора 16 происходит одновремен766

ное увеличение длительности импупъ- сов на выходе фазового дискриминатора 2, но при этом значение разностного сигнала на выходе элемента И 3 все это врем  остаетс  посто нным. Посто нным остаетс  и напр жение на входе электродвигател  6.

Процесс интегрировани  продолжаетс  до тех пор, пока на вход интегратора 15 поступают импульсы с элемента 12, т.е. существует ошибка в фазовом рассогласовании.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Дискретный пропорционально-интегральный регул тор скорости вращени , содержащий задающий генератор, выход которого соединен с тактовым входом одновибратора и с первым входом фазового дискриминатора, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, а второй вход - с выходом датчика скорости вращени , подключенного входом к выходу электродвигател , вход которого соединен с ВЕ)1Ходом силового преобразовател , подключенного входом к выходу формировател  длительности импульсов, вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу одновибратора, вход -управлени  длительностью импульсов которого соединен с выходом интегратора, первый и второй информационные входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго масштабирующих элементов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности регул тора, в него введены формирователь фазового рассогласовани , первый и второй инверторы, второй и третий элементы И, причем выход задающего генератора соединен с входом формировател  фазового рассогласовани , выход которого соединен с входом первого инвертора и с первым входом второго элемента И, подключенного выходом к входу первого масштабирующего элемента, а вторым входом - к выходу фазового дискриминатора и к входу второго инвертора , выход первого инвертора соединен с первым входом третьего элемента И, подключенного выходом к входу второго масштабирующего элемента, а вторым входом - к выходу второго инвертора .