SU1638786A1 - Электропривод - Google Patents

Abstract

Изобретение.относитс  к электротехнике , в частности к управлению нелинейными автоматическими системами , и может найти применение в системах адаптивного управлени  электроприводами . Цель изобретени  - улучшение динамических характеристик электропривода. Электропривод содержит задатчик 2 скорости. При скачке задани  скорость электродвигател  1 начинает расти. Узел 8 вычислени  производной в моменты времени,опре- дел емые генератором 15 импульсов, вычисл ет производную скорости.Узел 11 вычислени  разности вычисл ет разность между сигналом задани  и скоростью двигател  с узла 6 измерени  скорости. Разность преобразуетс  в преобразователе I2 напр жение-код в цифровой код и подаетс  ка вход посто нного запоминающего устройства 13, в котором записана функци  управлени  дл  заданной величины перерегулировани . В момент сравнени  в узле 14 сравнени  реальной производной и рассчитанной замыкаетс  ключ 10 и сигнал с выхода узла 8 ML tg льъ.

Description

о

G3 00

ч

00 О5

рез преобразователь 9 код-напр жение подаетс  на дополнительный вход сумматора 3. Темп разгона двигател  1 снижаетс , дальнейшее изменение ско ,ростй происходит с заданным перерегулированием , что обеспечивает оптиi мальный по быстродействию переходный процесс. 3 ил.

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к технике управлени  нелинейными автоматическими системами, и может быть использовано в системах адаптивного управлени  электроприводами.

Цель изобретени  - улучшение динамических характеристик электропривода .

На фиг.1 представлена блок-схема электропривода; на фиг.2 - кривые переходных процессов при разомкнутом ключе (а), при замкнутом ключе (Ъ) и при замыкании ключа в функции переходного процесса (с){ на фиг.З - схема узла вычислени  производной.

Электропривод (фиг.О содержит электродвигатель 1, последовательно соединенные задатчик 2 скорости,сумма тор 3, регул тор А скорости и вентильный преобразователь 5, выход которого подключен к электродвигателю I. Узел 6 измерени  скорости входом подключен к электродвигателю 1, а выходом - к второму входу сумматора 3. Кроме того, электропривод содержит последовательно соединенные первый преобразователь 7 напр жение - код, узел 8 вычислени  производной, преобразователь 9 код-напр жение и ключ 10. Узел 11 вычислени  разности последовательно соединен с вторым преобразователем 12 напр жение - код и посто нным запоминающим устройством 13. Сумматор 3 снабжен дополнительным третьим входом, подключенным к выходу ключа 10, управл ющий вход которого соединен с выходом узла 14 сравнени . Одна группа информационных входов узла 14 сравнени  соединена с выходом узла 8 вычислени  производной, а друга  группа информационных входов подключена к информационным выходам посто нного запоминающего устройства 13. Тактовый вход узла 8 вычислени  производной, выход генератора 15 тактовых импульсов и вход CS посто нного запоминающего устройства 13 объединены. Первый вход узла 11 вычислени  разности подключен к первому входу сумматора 3, а второй вход - к второму входу сумматора 3 и входу первого преобразовател  7 напр жение - код. Узел 8 вычислени  производной

(фиг.З) может содержать, например, узел 16 пам ти Иk,-слова, узел 17 пам ти И -слова и арифметико-логическое устройство 18,Электропривод работает следуюЩим образом.

Известно, что переходной процесс в регулируемом электроприводе без стабилизирующих устройств, обладающем большим коэффициентом усилени ,

имеет сильно колебательный либо неустойчивый характер, однако врем  достижени  установившегос  значени  достаточно мало (фиг.2, крива  а). При наличии нелинейной обратной св зи по скорости процесс становитс  монотонным, перерегулирование мало, однако врем  достижени  установившегос  значени  резко возрастает (фиг.2, крива  Ь).

Если выбрать характеристику нелинейной обратной св зи такой, чтобы она не действовала в начале переходного процесса и подключалась по мере подхода выходной координаты к установившемус  значению, то можно получить переходной процесс с заданной величиной перерегулировани  и с быстродействием , близким к оптимальному.

Рассмотрим реакцию регулируемого электропривода на скачок задани  R. При замкнутом ключе 10 передаточна  функци  регулируемого электропривода

W (1) где

т - . Ј-- -iM/Kj. . 1 N К, 2Т

Ki Kfic квл

К,, - коэффициент усилени  дифференцирующего звена;

коэффициент усилени  пропорционального регул тора 4 скорости;

коэффициент усилени  вентиль- 5

ного преобразовател  5; электромеханическа  посто нна  времени;

г -ШТ J, 2-1

u)(t) R l + Се -sin ( + 0)J,(2)

4(.I l ± Qji aljCM0-I Rl3i.

4ггу

О,. 4l -%г (ОЗо- R)

0 arctg --- т -----уТаким образом, значени  выходной координаты С00 и ее первой производной (00 в момент t0 (фиг.2) замыка- .йи  ключа 10 полностью определ ют дальнейшее состо ние системы независимо от того, каким образом система

i-ft/TI . v-z

63 t -RCesin (------- t + 9

arctg тЕ-Е.в

«вис

4 -Г/т

При этом перерегулирование

CJ-uXt,,.) - R R- C-

-макс

Таким образом, в не вном виде пе00и

ререгулирование зависит от С00 R. Значени  этих параметров однозначно определ ют величину перерегулировани .

Решение транцендентного уравнени  (7) позвол ет получить зависимость

С00- R

f«V

дл  заданного перерегулировани .Таким образом, если в момент подачи скачка задани  ключ 10 разомкнут, а в Функции управлени  (8) его замкнуть,то можно получить переходной процесс с близким к оптимальному быстродействием и наперед заданным перерегулированием .

Т л - электромагнитна  посто нна 

времени;

р - оператор Лапласа. Переходной процесс описываетс  учетом начальных условий выражением

(3)

(4)

достигла этой точки и каково ее предыдущее состо ние. Максимальное перерегулирование (Г

возникает в момент tMatcc, когда иГ(Сдлаее) О Возьмем производную от (2) и приравн ем ее нулю:

Ji-t

.-..

-);

(5)

ffiwuc

Ij fc,2

sin (arctg - --yf-).

(7)

45

50

При скачке задани  на выходе за- датчика 2 скорости скорость двигател  начинает расти. Узел 8 вычислени  производной вычисл ет в моменты времени, определ емые генератором 15 импульсов, производную скорости, котора  подаетс  на вход А узла 14 сравнени . Одновременно узел 11 вычислени  разности вычисл ет разность мезеду сигналом задани  с выхода за- датчика 2 скорости и скоростью двигател  с узла 6 измерени  скорости. Величина разности преобразуетс  преобразователем 12 напр жение - код 55 в цифровой код и подаетс  на вход посто нного запоминающего устройства 13, в котором предварительно записана зависимость (8), рассмотренна  на ЭВМ дл  заданной величины перерегулировани . На выходе посто нного запоминающего устройства 53 в моменты времени, определ емые генера- тором 15 тактовых импульсов, формируетс  величина производной С00 рассчитанной по формуле (8). В момент сравнени  в узле 14 сравнени  реаль - ного значени  производной из узла 8 и рассчитанного в посто нном запоминающем устройстве 9 на выход узла 14 сравнени  вырабатываетс  сигнал, который замыкает ключ 10, и сигнал производной скорости с узла 8 вычис- лени  производной через преобразователь 9 код - напр жение поступает на третий вход сумматора 3.

Замкнулась обратна  св зь по производной скорости двигател . При этом темд разгона двигател  начинает снижатьс , а момент замыкани  обратной св зи по производной обеспечивает дальнейшее изменение скорости с расчетным (заданным) перерегу- лированием. Это обеспечивает максимальную скорость переходного процесса при заданной величине перерегулировани  .

Таким образом, электропривод обеспечивает прохождение в систе- ie близких к оптимальным по быстродействию переходных процессов, что позвол ет улучшить динамические характеристики электродвигател .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Электропривод, содержащий электродвигатель , последовательно соеди- ,

   ненные задатчик скорости, сумматор, регул то р скорости и вентильный- преобразователь , выход которого подключен к электродвигателю, узел измерени  скорости, входом подключенный, к электродвигателю, а выходом - к второму входу сумматора, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  динамических характеристик в него введены последовательно соединенные первый преобразователь напр жение - код, узел вычислени  производной , преобразователь код - напр жение и ключ, последовательно соединенные узел вычислени  разности, второй преобразователь напр жение - код и посто нное запоминающее устройство , генератор тактовых импульсов и узел сравнени , причем сумматор снабжен дополнительным третьим входом , подключенным к выходу ключа, управл ющий вход которого соединен с выходом узла сравнени , одна группа информационных входов которого соединена с выходом узла вычислени  производной, а друга  группа информационных входов подключена к информационным выходам посто нного запоминающего устройства, тактовый вход узла вычислени  производной, выход генератора тактовых импульсов и вход CS посто нного запоминающего устройства объединены, первый вход узла вычислени  разности подключен к первому входу сумматора, а второй вход - к второму входу сумматора и входу первого преобразовател  напр жение - код.

   Фиг. 2

   Вход