Следящий электропривод с переменным моментом инерции

 

Изобретеш-ie относится к электротехнике , в частности к автоматизированным электроприводам, и может быть использовано в приводах механизмов с изменяющимся приведенным моментом инерции, например промьшшенных роботов . Целью изобретения является повышение точности следящего электропривода при изменении момента нагрузки. Следящий электропривод содержит регулятор 1 положеш я, регулятор 2 скорости , блоки 3, 16 умножения, регулятор 4 тока, управляемый преобразователь 5, двигатель 6 с датчикаж 7 тока и 8 скорости, исполнительный механизм 9 с датчиком 10 положения, блок 11 определения статического момента , сумматор 12, блок 13 деления, интегратор 14, блок 15 опре,деления производной« Точность слежения повышается за счет коьшенсации в контуре регулирования скорости влияния изменений приведенного момента инерции. 1 ил. S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩ аЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1406565

А1 (51) 4 G 05 В 11/01, 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, с г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И AB (ОРСЙОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Яг:;;, „ использовано в приводах механизмов (21) 4183117/24-24 (22) 14. 01. 87 (46) 30,06.88. Бюл. Ф 24 (71) Днепропетровский горный институт им. Артема (72) li, К. Крюков, Н. Н. Казачковский, С.M.Довгань, А.А.Мусиенко, Е.В. Бузив нева, С.В.Клисенко и Я.М.Иваненко (53) 62 50 (088, 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 845133, кл. С 05 В 13/02, 1979.

Ключев R,H. "теория электрогривода.

Учебник для вузов. M.: Энергоатомиздат, 1985, с. 44-45, 462.

Авторское свидетельство СССР

9 1004964, кл. G 05 B 11/01, 1981. (54) СЛЕДЯ111ИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ПЕРГ—

MEFIHFFM МОМЕНТОМ ИНЕРЦИИ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматизированным электроприводам, и может быть с. изменяюшимся приведеннйм моментом инер дии, например промьппп еннь|х роб отов. Целью изобрете жя явгяется повышение точности следящего электропривода при изменении момента нагрузки.

Слегящий электропривод содержит регулятор 1 положен я, регулятор 2 скорости, блоки 3, 16 умножения, per улятор 4 -ока. Управляемый преобразователь 5, двигатель 6 с датчиками 7 тока и 8 скорости, исполнительный меха изм 9 с датчиком 10 положения, блок 11 определения статического мо— мен-.а, сумматор 12, блок 13 деления, интегратор 14, блок 15 определения про взводной, Точность слежения повы- д шается за счет компенсации в контуре регулирования скорости влияния изме — С нений приведенного момента инерции.

1 iiJ

1406565

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматизированному электроприводу, и может быть использовано в приводах механизмов с изменяющимся приведенным моментом инерции, например в промышленных роботах. Целью изобретения является повышение точности следящего электропривода 10 при изменении момента нагрузки.

На чертеже приведена структурная схема следящего электропривода с переменным моментом инерции.

Следящий электропривод содержит регулятор 1 положения, регулятор 2 скорости, первый блок 3 умножения, регулятор 4 тока, управляемый преобразователь 5, двигатель 6 с датчиками 7 тока и 8 скорости, исполнительный механизм 9 с датчиком 10 положения, блок 11 определения статического момента, сумматор 12, блок 13 деления, интегратор 14, блок 15 определения производной, второй блок

16 умножения.

Электропривод работает следующим образом.

С выхода регулятора 1 положения сигнал задания на скорость поступа- 30 ет на вход задания регулятора 2 скорости, который совместно с блоком 3 умножения образует самонастраивающийся регулятор скорости, причем регулятор скорости Реализует передаточную, 35 функцию, определенную из условия единичности момента инерции. Сигнал обратной связи по скорости с выхода датчика 8 скорости поступает на вход обратной связи регулятора 2 скорости 40 выходной сигнал которого поступает на вход первого блока 3 умножения.

На другой вход первого блока 3 умножения с выхода интегратора 14 посту-. пает сигнал, пропорциональный величи-45 не суммарного приведенного момента инерции I . При изменении момента инерции привода изменяется величина сигнала, пропорционального I» в результате чего происходит изменение сигнала на вьмоде блока 3 умножения„ что эквивалентно изменению параметров самонастраивающегося регулятора скорости.

Определение величины I> производится следующим образом.

Уравнение движения электропривода с переменным моментом инерции имеет следующий вид.

Д „с„г,П (, ) M-M, (ip) = I (q) — -- + — -- — — --—

dt 2 dog

Умножив и разделив второе слагаемое в правой части уравнения движения на

dt и учитывая, что dg/dt =, получаем уравнение движения в следующем виде: ам п(ч) М-М (q) = I (q) — — + — — — ---— с dt 2 dt

Из этого уравнения следует, что (И-И (a)-I (г) си (Ч) 2 а

dt ы < dt -

mrs

pi@os g где m

r — масса звена; — расстояние от оси вращения до центра масс; — ускорение свободного падения; — КПД и передаточное отношение передачи; ч —. угол поворота звена — сигнал датчика 10 положения.

На третий вход сумматора 12 поступает сигнал с выхода второго блока

16 умножения, на входы которого подаются сигналы с выхода интегратора

14, и с выхода блока 15 определения производной, сигнал на входе которого пропорционален скорости двигателя

Ы е

В блоке 13 деления выполняется деление сигнала с выхода сумматора

Последнее уравнение описывает сигнал, который подается на вход интегратора 14 для получения значения момента инерции I, Этот сигнал формируется следующим образом.

С выхода датчика 7 тока на первый ,вход сумматора 12 поступает сигнал, прonорциональный электромагнитному моменту двигателя М. На второй вход сумматора 12 с выхода блока 11 поступает сигнал, пропорциональный статическому моменту M,(ц) .

При движении манипулятора промышленного робота в пространстве изменяется ориентация звена манипулятора, вследствие чего статический момент электропривода изменяется в соответствии с выражением — 1406565

12 на сигнал, пропорциональный ско-рости ы, и сигнал, пропорциональ— ный ЙТ (ц) /de. С выхода блока 13 деления подается на вход интегратора, с выхода которого сигнал оценки

1 .() подается на блок 3 умножения.

Таким образом, улучшение качества регулирования скорости и повышение точности слежения в электроприводе с переменным моментом инерции достигается за счет повышения точности определения суммарного приведенного момента инерции.

Формула изобретения

Составитель Е.Власов

Редактор N,Öèòêèíà Техред М.Дидик Корректор В. Бутяга.Заказ 3191/43 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Следящий электропривод с переменным моментом инерции, содержащий регулятор положения, подключенный входом задания к входу задания положения следящего электропривода с переменным моментом инерции, а выходом— к входу задания регулятора скорости, подключенного выходом к первому входу пер вог о блока умножения, выход к оторого соединен с входом задания регулятора тока, подключенного выходом через управляемый преобразователь к входу двигателя, снабженного датчиком тока и датчиком скорости и подключенного выходом к входу исполнительного момента механизма, снабженного датчиком положения, подключенным выходом к входу обратной связи pery5 лятора положения, выход датчика скорости подключен к входу обратной связи регулятора скорости, выход датчика тока соединен с входом обратной связи регулятора тока и с первым входом сумматора, а также содержащий второй блок умножения и интегратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности следящего злектропривода с переменным моментом инерции при изменении момента нагрузки, в него введены блок определения производной, блок деления и блок определения статического момента, 20 вход которого подключен к выходу датчика положения, а выход — к второму входу сумматора, выход которого соединен с входом делимого, блока деления, подключенного входом делителя к выходу датчика скорости и через блок определения производной к первому входу второго блока умножения, подключенного выходом к третьему входу сумматора, выход блока деления через интегратор соединен с вторыми входа-. ми первого и второго блоков умножения .