SU811474A1

SU811474A1 - Electric drive

Info

Publication number: SU811474A1
Application number: SU782675512A
Authority: SU
Inventors: Борис Николаевич Каржавов; Владимир Николаевич Бродовский; Юлий Павлович Рыбкин; Владимир Александрович Белоцерковский
Original assignee: Предприятие П/Я В-8670
Priority date: 1978-10-23
Filing date: 1978-10-23
Publication date: 1981-03-07

Description

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах управления угловым или линейным положением механизмов.The invention relates to electrical engineering and may find application in devices for controlling the angular or linear position of mechanisms.

Известен позиционный электропривод, например электропривод, замкнутый по угловому положению, в котором угловая (главная) обратная связь осуществляется с вала исполнительного двигателя [1]. При этом угловое положение объекта регулирования однозначно соответствует положению вала двигателя только в безредукторных приводах. В случае, если объект регулирования связан с исполнительным двигателем через механическую передачу, например редуктор, в отработке объектом регулирования заданного положения появляется дополнительная ошибка, обусловленная люфтами и упругими деформациями редуктора.A positional electric drive is known, for example an electric drive closed in an angular position, in which angular (main) feedback is carried out from the shaft of the actuating motor [1]. In this case, the angular position of the controlled object uniquely corresponds to the position of the motor shaft only in gearless drives. If the control object is connected to the executive engine through a mechanical transmission, such as a gearbox, an additional error appears in the testing of the set position by the control object due to backlash and elastic deformation of the gearbox.

Известен также электропривод, содержащий исполнительный двигатель, преобразователь, подключенный к исполнительному двигателю, датчик скорости, связанный с объектом регулирования через механическую передачу, и датчик положения объекта регулирования с выходом на постоянном токе, включенный в цепь главной обратной связи [2].Also known is an electric drive comprising an actuator, a converter connected to the actuator, a speed sensor connected to the control object via a mechanical transmission, and a position sensor of the control object with a direct current output included in the main feedback circuit [2].

В таком приводе положение объекта регулирования контролируется непосредст2 венно, что повышает его точность. Однако наличие погрешностей механической передачи люфтов и упругих деформаций в ряде случаев приводит к возникновению авто'ко5 лебаний, что является недостатком известного устройства.In such a drive, the position of the controlled object is directly controlled, which increases its accuracy. However, the presence of errors in the mechanical transmission of backlash and elastic deformations in some cases leads to the occurrence of auto-oscillations, which is a disadvantage of the known device.

Целью изобретения является повышение устойчивости и помехозащищенности.The aim of the invention is to increase the stability and noise immunity.

Для этого электропривод снабжен бло10 ком суммирования и интегрирования, причем- один вход указанного блока соединен с выходом датчика положения, а другой — с выходом датчика скорости, а выход — с блоком сравнения.For this, the electric drive is equipped with a summation and integration unit, moreover, one input of the indicated unit is connected to the output of the position sensor, and the other to the output of the speed sensor, and the output to the comparison unit.

Кроме того, в рассматриваемом электроприводе блок суммирования и интенгриро- вания выполнен в виде двух сопротивлений и конденсатора, общая точка соединений 2о которых является выходом упомянутого блока, а свободные концы сопротивлений — входами, причем отношение сопротивлений равно отношению постоянной времени указанного блока коэффициенту механической 25 передачи, умноженному на соответствующее отношение статических коэффициентов передачи указанных выше датчиков.In addition, in the electric drive under consideration, the summing and intrusion unit is made in the form of two resistances and a capacitor, the common point of connections 2 of which is the output of the said unit, and the free ends of the resistances are inputs, and the ratio of the resistances is equal to the ratio of the time constant of the specified block to the mechanical transmission coefficient 25 times the corresponding ratio of the static transmission coefficients of the above sensors.

Структурная схема привода, замкнутого по угловому положению объекта регулиро30 вания, приведена на чертеже.The structural diagram of a drive closed by the angular position of the controlled object is shown in the drawing.

Электропривод содержит преобразователь 1, исполнительный двигатель 2, связанный с объектом 3 регулирования через редуктор 4, датчик 5 положения, установленный на валу объекта регулирования, и g датчик 6 скорости, сцепленный непосредственно с валом двигателя 2. В цепь главной обратной связи введен блок 7 суммирования и интегрирования, выполненный в виде апериодического звена, с двумя входными ]₀резисторами 8 и 9. Резистор 8 соединен с выходом датчика 5, а резистор 9 — с выходом датчика 6. Выход блока 7 связан с одним из входов схемы 10 сравнения, на второй вход которой подается входное напряжение U_BX.The electric drive contains a converter 1, an actuator 2, connected to the control object 3 through a gear 4, a position sensor 5 mounted on the shaft of the control object, and g a speed sensor 6 coupled directly to the motor shaft 2. A summing unit 7 is introduced into the main feedback circuit and integration, made in the form of an aperiodic link, with two input] ₀ resistors 8 and 9. A resistor 8 is connected to the output of the sensor 5, and a resistor 9 is connected to the output of the sensor 6. The output of block 7 is connected to one of the inputs of the comparison circuit 10, per watt The input to which the input voltage U _BX is applied.

В качестве датчика 5 может быть использован потенциометр, а в качестве датчика 6 — тахогенератор постоянного тока. Возможно также выполнение блока 7 суммиро- ₂о вания и интегрирования на базе операционного усилителя.A potentiometer can be used as a sensor 5, and a direct current tachogenerator as a sensor 6. It is also possible the execution unit 7 ₂ summation of the Bani and integration on the basis of the operational amplifier.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Выходное напряжение датчика 5 пропор- ₂₅ционально угловому положению а объекта регулирования = (1) где k_a — статический коэффициент переда- зо чи датчика 5.The output voltage of the sensor 5 is proportional to _{25 in the} angular position a of the control object = (1) where k _a is the static gear coefficient of the sensor 5.

При заземленном резисторе Rz, т. е. отсутствии сигнала с датчика 6, напряжение на выходе блока 7 составляетWith a grounded resistor Rz, i.e., the absence of a signal from sensor 6, the voltage at the output of block 7 is

U't^UU't ^ u

Rz__1_Rz__1_

Ri +Rz ’ 1 +рТ , _D 1 + Р . р ¹ j, KRi К RzRi + Rz '1 + pT, _D 1 + P. p ¹ j, KRi K Rz

7?1 + Т?2 1 + рТ7? 1 + T? 2 1 + pT

При условии (3) (4) или соотношение (3) преобразуется к видуUnder condition (3) (4) or relation (3) is transformed to

Таким образом, выходное напряжение блока 7 представляет собой пропорциональную функцию угла поворота объекта регулирования а, и привод оказывается замкнутым по углу.Thus, the output voltage of block 7 is a proportional function of the angle of rotation of the object of regulation a, and the drive is closed in angle.

Введение в цепь главной обратной связи инерционного звена при соответствующем выборе величины постоянной времени Т фильтра позволяет подавить автоколебания, вызванные упругими деформациями механической передачи. В свою очередь запаздывание, вносимое фильтром в отработку изменения углового положения объекта регулирования при выполнении условия (4), полностью компенсируется за счет введения дополнительного форсирующего сигнала, пропорционального скорости. В результате влияние погрешностей механической передачи полностью исключается без ухудшения динамических свойств привода.The introduction of the inertial link into the main feedback circuit with an appropriate choice of the time constant T of the filter makes it possible to suppress self-oscillations caused by elastic deformations of a mechanical transmission. In turn, the delay introduced by the filter into testing the change in the angular position of the control object when condition (4) is fulfilled is fully compensated by introducing an additional boost signal proportional to the speed. As a result, the influence of mechanical transmission errors is completely eliminated without impairing the dynamic properties of the drive.

где Т_ Gwhere T_ G

RiRzRiz

Ri + Rz — постоянная времени блока 7.Ri + Rz - time constant of block 7.

Напряжение на выходе датчика 6 пропорционально скорости вращения исполнительного двигателя или скорости вращения объекта регулирования р», приведенной через коэффициент механической передачи iThe voltage at the output of the sensor 6 is proportional to the speed of rotation of the actuator or the speed of rotation of the object of regulation p ”, given through the mechanical transmission coefficient i

U_t — k„ ipx, (2) где k_m —статический коэффициент передачи датчика скорости.U _t - k „ipx, (2) where k _{m is the} static transmission coefficient of the speed sensor.

При заземленном резисторе Ri, т. е. при 50 t/₅=0, на выходе блока 7 имеет место напряжениеWith a grounded resistor Ri, i.e., at 50 t / ₅ = 0, a voltage occurs at the output of block 7

RiRi

7?j + Rz7? J + Rz

I +рТI + pT

При совместном действии обоих датчиковWith the combined action of both sensors

A — U7 + U7 — ____________________1________________ № + Rz) (1 + рТ)A - U7 + U7 - ____________________1________________ No. + Rz) (1 + pT)

Подставляя в полученное выражение соотношения (1) и (2), после преобразования получим 65Substituting relations (1) and (2) into the resulting expression, after the transformation, we obtain 65

Claims

1.Bleiz, E.S., et al. Dynamics of electromotive tracking systems, Moscow, Energie, 1967, p. 319.

2. The following drives, M., Energia, 1976, Vol. 2, p. 3-5

ten