SU656026A1 - Цифровой след щий электропривод - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области систем автоматического регулировани  и,в частности,может быть использовано в устройствах числового программногсуправлени  металлорежущими станками.

Известна система цифрового след щего привода перемещени  рабочих органов станка, в которой управл ющие сигналы по положению и скорости вырабатываютс  в цифровом виде, что дает р д преимуиеств, например, высокую точность и стабильность характеристик регулировани  по сравнению с аналоговыми след щими приводами l

Однако существующие цифровые приводы имеют р д недостатков:

-жестка  непереналаживаема  структура регул тора не позвол ет получить удовлетворительные динамические характеристики во всем диапазоне скоростей и не позвол ет переводить привод из след щего в регулируемый режим , что  вл етс  необходимым условием при переходе от контурной обработки к позиционированию;

-приводы данного типа не обладают достаточной надежностью вследствие недостаточной защиты силовых тиристоров от сбоев в регул торе.

Наибглее близким техническим решением к предложенному изобретению  вл етс  цифровой след щий электропривод , который частично устран ет указанные недостатки, путем введение, систему цифрового блока ограничител  тока .

Он состоит из блока управлени , первый и второй выходы которого соеднены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора и последовательно соединенные преобразователь код-фаза, блок силовых тиристоров, двигатель, датчик и преобразователь фаза-код, подключенный к третьему входу первого сумматора.

Однако этот привод имеет неудовлетворительные статические и динаиишческие характеристики,что сужает его функциональные возможности и ограничивает область его применени  вследствие малого быстродействи  электропривода ,-нелинейности, присущей двигателю , блоку силовых тиристоров; невозможности перевода из след щего в регулируемый регсим; недостаточной надежности электропривода, так.как в нем отсутствует разделение частот работы цифрового регул тора и преобразовател  код-фаза. Целью изобретени   вл етс  увеличение точности и надежности устройства . Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены синхронизатор , генератор импульсов и последо (Батально соединенные первый интегратор , второй сумматор, второй интегратор , ограничитель тока и третий сумматор, причем, первый вход первого интегратора соединен с выходом первого сумматора, второй выход блока управлени  соединен с третьим входом второго сумматора, четвертый вход которого присоединен к третьему входу первого сумматора, к четвер тому входу которого подключен генера тор импульсов, третий вход блока управлени  соединен со вторыми входа ми первого и второго интеграторов, четвертый выход блока управлени  соединен со вторым входом второго сумматора , выход которого подключен к третьему входу третьего сумматора, п тый выход блока управлени  присоед нен к третьему входу второго интегра тора, а шестой и седьмой выходы блок управлени  подключены соответственно ко вторым входам третьего сумматора и ограничител  тока, выход которого соединен с первым входом преобразова тел  код-фаза, второй вход которого через синхронизатор подключен к выхо ду блока силовых тиристоров. Блок-схема цифрового след щего электропривода представлена на черте же. Предлагаемый цифровой след щий электропривод содержит блок управлени  1, блок 2, содержащий сугФ аторы 3,5 и 7,интеграторы 4,6,ограничитель тока 8, преобразователь код-фаза 9, блок силовых тиристоров 10, двигатель 11, датчик 12 (например, поворотный трансформатор, индуктосин и т.п.), преобразователь фаза-код 13, синхронизатор 14, генератор импульсов 15« Работает электропривод следующим образом. Цикл вычислений начинаетс  по сиг налу генератора 15. При этом суммато 3 вычисл ет величину год.п где Хздд.г - код скорости в п-ом цикле поступающий с выхода 16 блока управленй  1 г осп ° обратной св зи в цикле поступающ1- й с выхода преобразовател  13 и  вл ющийс  приращением пути за один цикл вычислений; константа, задаваема  6ло ком управлени  с выхода 17, определ  ща  добротность след щего электропри вода . На выходе интегратора 4 в п-ом цикле вычислений по вл етс  величина гп U2n-i+ J 2-Uin. . где Ugn-i выходна  величина интегратора 4 в (n-l)-oM цикле; Kj- константа, задаваема  блоком управлени  с выхода 18, завис ща  от выбранной частоты генератора 15. Сумматор 5 вычисл ет величину зп- .п где Kg - константа, задаваема  блоком управлени  с выхода 19, определ юща  мэру компенсации скоростной ошибки привода. Интегратор 6 вычисл ет величину U4n (4П-1+ )где tJ4n-i выходна  величина интегратора 6 в (n-l)-oM цикле; К4 - константа, задаваема  блоком управлени  с выхода 20 и определ юща  коэффициент усили  инРегрального канала регул тора в скоростном контуре привода. В ограничителе тока 8 Цдп сравниваетс  с константой иу„р,ду , котора  вводитс  из блока управлени  с выхода 21 и определ ет максимально допустимое напр жение в  корной цепи двигател . Наименьша  по модулю величина поступает на вход сумг атора 7 с выхода 22 со знаком величины Обозначим величину в канале 23 - . На выходе сумматора 7 образуетс  сигнал в соответствии с выражением Уупр .04 ,П7 где Kg - константа, задаваема  блоком управлени  по каналу 23, определ юща  коэффициент усили  пропорциональности канала регул тора скоростного контура привода. В ограничителе 8 также сравниваютс  величины Uynp и Uynp.Mawc-Наименьша  по модулю величина поступает с выхода 24 со знаком Uynp. Синхронизатор 14 формирует импульс один раз за период частоты питани  каждого из силовых тиристоров. Преобразователь код-фаза 9 формирует другой импульс, сдвинутый относительно импульса синхронизатора на врем , пропорциональное коду, поступающему с выхода 24. Импульсы с выхода преобразовател  9 зажигают поочередно силовые тиристоры привода. Код выхода 24 измен етс  с частотой генератора 15, котора  может быть ниже частоты импульсов на выходе синхронизатора. Сбой в работе цифрового регул тора, в результате которого не происходит изменени  кода с выхода 24, не может jipHBecTH к повреждению тиристоров, так как поступление зажигающих импульсов в этом случае не прекращаетс .

Предлагаемый след щий электропривод  вл етс  след щим без компенсации скоростной ошибки, если Кд 0; след щим с компенсацией скоростной ошибки, если Кд 0. Привод переводитс  в регулируемый режим, если К О и Kjf 0. Если константы К, К не равны нулю, то регул тор скоростного контура  вл етс  пропорциональноинтегральным . Если К4 О, , го регул тор пропорциональный, если К 0 KfSOf то регул тор интегральный . Изменение коэффициентов Kj, Кг, Кд, К5 приводит к изменению динамических характеристик привода.

Измен   частоту генератора 15 и соответственно величину К, можно также изменить динамические характеристики привода с одной стороны, а с другой - выбрать приемлемое врем  загрузки вычислительного комплекса.

Основной технико-экономический эффект от внедрени  данного типа цифрового электропривода в устройствах ЧПУ заключаетс  в увеличении скорости быстрого хода rto координатам подач станка без повышени  производительнрсти цифрового регул тора, а повышение точности обработки деталей за счет улучшени  динамических характеристик к повышени  надежности работы привода из-за наличи  разделени  частот работы регул тора и преобразовател  код-фаза.

Claims (2)

1.Патент США 2.244.201,.. кл. G 05 В 19/00, 1965.

2.Авторское .свидетельство СССР №417770, кл. G Q5 В 19/40, 1974.