SU928300A1 - Самонастраивающа с система управлени - Google Patents

Description

(5) САМОНАСТРАИВАЮЩАЯСЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относитс  к автоматическому управлению и может быть использовано дл  управлени  электроприводами с широкими пределами изменени  коэффициента передачи и момента инерции нагрузки. Такие электроприводы примен ютс , например, в станкостроении - в системах автоматического упра лени  приводами главного дви хени  металлорежущих станков, в роботостроении - в системах автоматического упра лени  приводами рабочих органов манип л ционных роботов, а также в металлургии - в системах автоматического управлени  приводами моталок непрерыв ных прокатных станков. Известна самонастраивающа с  система управлени , содержаща  последовательно соединенные блок задающих си налов, первый сумматор, объект управлени , второй сумматор, дифференциатор и усилитель с ограничением, выход которого соединен со вторым входо первого сумматора, а также эталонную модель, вход которой соединен с выходом блока задающих сигналов, а выход со вторым входом второго сумматора 1}, Однако включенный в контур управлени  дифференциатор приводит к усилению помех, а введение дополнительных полюсов дифференциатора дл  подавлени  помех снижает устойчивость или, при сохранении степени устойчивости , быстродействие системы в целом. Наиболее близким решением к изобретению  вл етс  самонастраивающа с  система управлени , содержаща  последовательно соединенные блок задающих сигналов, регул тор, усилитель мощности , электродвигатель, датчик частоты вращени , идентификатор состо ни , блок масштабных коэффициентов и нелинейный усилитель с ограничением , выход которого соединен со вторым входом регул тора, третий вход регул тора св зан со вторым выходом дат.1чика частоты вращени , второй выход электродвигател  через датчик тока возбуждени  св зан с блоком регулировани  тока возбуждени ,выход которого св  зан со вторым входом электродвигател , выход блока задающих сигналов соединен со вторым входом идентификатора состо ни ,со вторым входом блока регулирова:ни  тока возбуждени  и через эталонную модель - со вторым входом блока масштабных коэффициентов 2. Недостатком известного устройства  вл етс  низкое быстродействие при широком регулировании частоты вращени  электродвигател . .Цель изобретени  - повышение быстродействи  самонастраивающейс  систеМы управлени  двухзонным электроприводом посто нного тока при широком регулировании частоты вращени  во второй зоне изменением потока возбуждени , а также при широком изменении момента инерции нагрузки. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в самонастраивающейс  системе второй выход датчика тока возбуждени  соединен со вторым входом нелинейного усилител , выполненного с регулируемым ограничителем. На чертеже представлена блок-схема регул тора. Регул тор содержит блок 1 задающих сигналов, регул тор 2, усилитель мощности 3 электродвигатель с датчиком 5 тока возбуждени  и датчиком 6 частоты вращени , идентификатор сос то ни  7 блок 8 мacшtaбныx коэффициентов , нелинейный усилитель 9 с регулируемым ограничением, блок 10 регули ровани  тока возбуждени .и эталонна  модель 11. Самонастраиваюца с  система управлени  двухзонным электроприводом посто нного тока работает следующим образом . Блок задающих сигналов 1 вырабатывает командный сигнал, который через регул тор 2 и усилитель мощности 3 подаетс  на  корь электродвигател  i. С помощью датчика частоты вращени  6 сигнал отрицательной обратной св зи подаетс -на второй вход регул тора 2. Кроме того,выход блока задающихсигналов 1 поступает на вход блока регулировани  возбуждени  10, выход которого соединен с обмоткой возбуждени  электродвигател . Блок 10 поддерживает номинальное значение тока (потока)

Claims (2)

1. возбуждени  в пер.вой зоне регулировани  до достижени  задающим сигналом уровн , соответствующего началу регущих к ухудшению динамики электропривода на выходе блока 8 по вл ютс  сигналы рассогласовани , формируемые лировани  эгзктропривода во второй зоне, где ток (поток) возбуждени  уменьшаетс , чем достигаетс  дальнейшее увеличение частоты вращени  электропривода . Датчик тока возбуждени  5, выход которого подключен ко второму входу блока 10, обеспечивает отрицательную обратную св зь по току возбуждени . Одновременно дл  обеспечени  быстродействующей и устойчивой отработки электроприводом задающих сигналов эталонна  модель 11, подключенна  к выходу блока 1, формирует п-мерный вектор состо ни  электропривода , соответствующий желаемой динамике с предельно возможным по энергетическим ресурсам быстродействием, а идентификатор 7 на основе информации о задающем сигнале и сигнале датчика частоты вращени  6 вырабатывает п-мерный вектор действительного состо ни  , электропривода. Затем выходы эталонной модели 11 и идентификатора 7 сравниваютс  покомпонентно в блоке масштабных коэффициентов 3, выходной сигнал которого представл ет собой линейную комбинацию покомпонентных разностей с весовыми коэффициентами, выбираемыми из услови  устойчивости. Этот сигнал поступает- на вход нелинейного усилител  9 с регулируемым ограничением уровн  выходного сигнала,  вл ющегос  сигналом самонастройки, подаваемого на третий вход регул тора 2 дл  принудительного согласовани  реальной динамики электропривода с эталонной динамикой., предписываемой моделью. По второму входу нелинейного усилител  9, подключенному к выходу датчика тока возбуждени  5, производитс  регулирование уровн  ограничени  выходного сигнала усилител  9 обратно пропорционально изменению тока возбуждени , что  вл етс  существенным дл  обеспечени  работоспособности электропривода в целом. При работе электропривода в первой зоне регулировани  частоты вращени , когда ток возбуждени  имеет максимальное ,создава  номинальный поток возбуждени , ограничение сигнала самонастройки с выхода усилител  9 имеет посто нный минимальный уровень. При этом.при изменении момента инерции или действии иных факторов, привод усилителем 9 в сигнал самонастройки минимальный посто нный уоовень кото рого выбираетс  настоойкой блока 9 таким образом, чтобы обеспечить пои нудительное согласование реальной .динамики с эталонной при ее ухудшени не менее чем в 5-10 раз, что соотве ствует, например, изменению момента инерции в 5-10 раз. При регулировании частоты вращени  электропривода во второй зоне уменьшением потока возбуждени , которое в современных электроприводах посто нного тока достигает восьмидес тикратного , электромеханическа  посто нна  времени увеличиваетс  в Ьфраз, где k0 - коэффициент ослаблени  потока по сравнению с номинал ным k ф с иомТаким образом, в глубоко регулиру емом по возбуждению электроприводе электромеханическа  посто нна  времени увеличиваетс  в верхней части диапазона до 50-100 раз, что приводит к соответствующему ухудшению динамики, которое уже не может быть скомпенсировано сигналом самонастрой ки при минимальном уровне ограничени . Поэтому в предлагаемом устройстве уровень выходного сигнала усилител  9. автоматически возрастает с уменьшением тока (потока) возбуждени , что обеспечивает работоспособность электропривода при регулировании частоты вращени  во второй зоне. При этом, если исключить св зь выхода датчика тока возбуждени  со вторым регулирующим входом нелинейного усилител  9 и настроить уровень сигнала выхода блока 9 на посто нное максимальное значение, обеспечивающее самонастройку динамики при максимальном ослаблении потока возбужде ни , тогда при возрастании потока возбуждени  такой уровень сигнала самонастройки окажетс  чрезмерным и приведет к нарушению работоспособности электропривода, особенно при работе его в первой зоне регулировани  и стабилизации частоты вращени  с максимальным потоком возбуждени . Таким образом, вновь введенна  св зь между выходом датчика и вторым входом нелинейного усилител  с регулируемым ограничением обеспечивает повышение быстродействи  двухзонного электропривода, что приводит к расширению области его применени  в услови х глубокого регулировани  потока возбуждени  и широкого изменени  момента инерции, а также при действии других дестабилизирующих динамику электропривода факторов. Формула изобретени  Самонастраивающа с  система управлени , содержаща  последовательно соединенные блок задающих сигналов, регул тор, усилитель мощности, элект- родвигатель , датчик частоты вращени , идентификатор состо ни , блок масштабных коэффициентов и нелинейный усилитель с ограничением, выход которого соединен со вторым входом регул тора , третий вход регул тора св зан со вторым выходом датчика частоты вращени , второй выход электродвигател  через датчик тока возбуждени  св зан с блоком регулировани  тока возбуждени , выход которого св зансо вторым входом электродвигател , выход блока задающих сигналов соединен со вторым входом идентификатора состо ни , со вторым входом блока регулировани  тока возбуждени  и через эталонную модель - со вторым входом блока масштабных коэффициентов, отличающа с  тем, что, с целью повышени  быстродействи  самонастраивающейс  системы, вторбй выход датчика тока возбуждени  соединен со вторым входом нелинейного усилител , выполненного с регулируемым ограничением . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Громыко В.Д. и др. Самонастраивающиес  системы с моделью. М,, Энерги , 197, с. 21.
2. 2.Фишбейн В.Г, Расчет систем подчиненного регулировани  вентильного электропривода посто нного тока, М., Энерги , 1972, с. 77 (прототип).