Электропривод

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах манипуляторов, станков. Целью изобретения является повышение робастности, статической и динамической точности электропривода по положению рабочего органа. Электропривод содержит задатчик 1, регулятор 2 положения, регулятор 3 скорости , электродвигатель 5, Вал электродвигателя соединен через упругую механическую передачу 8 с рабочим органом 9. Электоопривод содержит также наблюдатель 11, регулятор 12, выход которого подключен к регулятору 3 скорости. К третьему входу регулятора 2 положения подключен выход формирователя 18, Входы формирователя 18 через интеграторы 15 и 16 и усилители 14 и 17 соединены с датчиком 10 ускорения и наблюдателем 11. В данном устройстве обеспечивается уменьшение ошибки по положению рабочего органа 9 до нуля за счет поворота вала электродвигателя в направлении, противоположном действию возмущающего момента. 1 ил. С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н С2 P 5 03

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4757734/07, (62) 4732304/07 (22) 25,08.89 (23) 25.08.89 (46) 07.10.91. Бюл, М 37 (71) Украинский научно-исследовательский институт станков и инструментов (72) В.А.Войтенко, А,А.Прокопенко и 6,В.гулыманов (53) 621.316.718.5 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1491693, кл. В 25 J 13/00, 1987. (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехни ке и может быть использовано в злектроприводах манипуляторов, станков. Целью изобретения является повышение робастности, статической и динамической точно,, ЯМ„„1683163 Al сти злектропривода по положению рабочего органа. Электропривод содержит задатчик

1, регулятор 2 положения, регулятор 3 скорости, электродвигатель 5, Вал злектродвигателя соединен через упругую механическую передачу 8 с рабочим органом 9. Электропривод содержит также наблюдатель 11, регулятор 12,,выход которого подключен к регулятору 3 скорости. К третьему входу регулятора 2 положения подключен выход формирователя 18, Входы формирователя 18 через интеграторы t5 и

16 и усилители 14 и 17 соединены с датчиком

10 ускорения и наблюдателем 11. 8 данном устройстве обеспечивается уменьшение ошибки по положению рабочего органа 9 до нуля за счет поворота вала злектродвигателя в направлении, противоположном действию возмущающего момента, 1 ил.

1683163

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электромеханическими объектами преимущественно с упругими связями, рабочие органы которых находятся под воздействием переменного момента нагрузки.

Цель изобретения — увеличение робастности электропривода, повышение динамической и статической точности электропривода по положению рабочего органа.

На чертеже приведена функциональная схема электропривода, Электропривод содержит последовательно соединенные задатчик 1, регуляторы положения 2 и скорости 3, усилитель 4 мощности, электродвигатель 5, на оси которого установлены датчики скорости 6 и положения 7, а их выходы подключены соответственно к вторым вхОдам регуляторов скорости 3 и положения 2, упругую механическую передачу 8, рабочий орган 9 с установленным на нем инерционным датчиком

10 ускорения, наблюдатель 11, регулятор

12, сумматор 13, первый вход которого подключен к выходу датчика 10 ускорения, а второй вход и первый выход подключены к первому выходу и первому входу наблюдателя 11 соответственно, второй выход наблюдателя 11 и выход регулятора 2 положения подключены к входам регулятора 12, выход которого подключен к первому входу регулятора 3 скорости.

Кроме того, электропривод содержит первый усилитель 14, первый 15 и второй 16 интеграторы, второй усилитель 17 и формирователь 18 корректирующего сигнала, выход которого подключен к третьему входу регулятора 2 положения, а первый, второй и третий входы — к выходам первого усилителя 14, первого 15 и второго 16 интеграторов, вход первого усилителя 14 подключен к второму выходу сумматора 13, третий вход на. блюдателя 11 подключен к выходу второго усилителя 17, а второй вход наблюдателя 11 подключен к выходу датчика 6 скорости, входы второго усилителя 17 и второго интегратора 16 подключены к выходу первого интегратора 15, вход которого подключен к выходу первого усилителя 14, Электропривод работает следующим образом, Задатчик 1 выдает управляющий сигнал на перемещение, поступающий на вход регулятора 2 положения, где сравнивается с сигналом датчика 7 положения, установленного на валу электродвигателя 5.

Выходной сигнал регулятора 2 положения через регулятор 12 поступает на вход

20 регулятора 3 скорости, где сравнивается с сигналом датчика 6 скорости, установленного на валу электродвигателя 5. Выходной сигнал регулятора 3 скорости поступает на вход усилителя 4 мощности, с выхода которого поступает на вход электродвигателя 5, вал которого поворачивается на требуемый угол и через упругую механическую передачу 8 перемещает рабочий орган 9.

Из-за наличия упругой механической передачи 8 в механической системе возникают упругие колебания. приводящие к колебательному движению рабочего органа 9.

На рабочем органе 9 установлен датчик 10 ускорения, выходной сигнал которого, отражающий колебательное движение рабочего органа 9, сравнивается на сумматоре 13 с соответствующим ему выходным сигналом наблюдателя 11, который на основании сигнала с выхода сумматора 13 и сигнала, поступающего от датчика 8 скорости, производит оценивание недоступных измерению переменных состояний электропривода, которые вместе с выходным сигналом

25 регулятора 2 положения поступают на вход регулятора 12, выходной сигнал которого поступает на вход регулятора 3 скорости и способствует подавлению упругих механи30 ческих колебаний в электроприводе, При прикладывании к рабочему органу

9 возмущающего воздействия на выходе сумматора 13 появляется сигнал, соответствую „лй второй производной от возмущаю35 щего воздействия, После масштабирования его с помощью первого усилителя 14 получают сигнал, равный второй производной возмущающего воздействия, Интегрируя этот сигнал на первом 15 и втором 16 интеграто40 рах, получают сигналы, равные соответственно первой производной от возмущающего воздействия и самому возмущающему воздействию, С выхода второго усилителя 17 на третий вход наблюдателя 11

45 поступает корректирующий сигнал. Сигналы, равные возмущающему воздействию и

его первой и второй производным, наступают на формирователь 18 корректирующего сигнала, с выхода которого к третьему входу

50 регулятора 2 положения поступает сигнал, полностью компенсирующий статическую ошибку и уменьшающий динамическую ошибку по положению рабочего органа 7, вызванную наличием возмущающего воз55 действия, Степень уменьшения динамической ошибки определяется быстродействием наблюдателя 11.

Если регулятор 2 положения является пропорциональным, то выходной сигнал формирователя 18 корректирующего сигнала можно подавать как на вход регулятора 2

1683163

Форула изобретения

25 ложению рабочего органа, в него введены первый и второй усилители, первый и второй интеграторы. формирователь корректирующего сигнала, причем второй выход сумматора подключен к входу первого уси30 лителя, выход которого подключен к первому входу формирователя корректирующего сигнала и входу первого интегратора, выход которого подключен к второму входу формирователя корректирующего сигнала, входу второго усилителя и входу второго интегратора, выход которого подключен к третьему входу формирователя корректирующего сигнала, выход второго усилителя подключен к третьему входу наблюдателя. второй вход которого подключен к выходу датчика

40 скорости, выход формирователя корректирующего сигнала подключен к третьему входу регулятора положения.

Составитель М, Кряхтунова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М, Кучерявая

Редактор А. Козориз

Заказ 3421 TN p3>K Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 положения, так и на вход регулятора 3 скорости или на вход усилителя 4 мощности (если регулятор скорости пропорциональный).

При этом во всех случаях будет полностью компенсироваться статическая ошибка по положению рабочего органа, вызванная деформацией упругой механической передачи 8 под действием возмущающего воздействия.

Если выходной сигнал регулятора 3 скорости содержит интегральную составлящую от входных сигналов, то необходимо выход формирователя 18 корректирующего сигнала перенести с входа усилителя 4 мощности на вход регулятора 3 скорости, а если выходной сигнал регулятора 2 положения имеет интегральную составляющую от входных сигналов, то необходимо подключить выход формирователя 18 корректирующих сигналов на вход регулятора 2 положения. В противном случае на вход формирователя 18 корректирующего сигнала необходимо подавать только сигналы, соответствующие первой и второй производной возмущающего воздействия, зто уменьшает динамическую ошибку, что важно при наличии возмущающего воздействия импульсного характера.

Сигнал, поступающий с выхода второго

17 на третий вход наблюдателя 11, исполь- зуется для коррекции наблюдателя 11, повышения точности оценки переменных состояния электропривода при наличии возмущающих воздействий. в виде нагрузочных моментов или усилий, прикладываемых к рабочему органу, Такое решение также можно испольэовать при построении системы регулирования скорости для уменьшения влияния возмущающих воздействий, прикладываемых к рабочему органу, на качество регулирования скорости благодаря повышению динамической жесткости системы.

Злектропривсд. содержащий эадатчик, выход - îòoðâî г:.;единен с регулятором полож .ния, после.. вательно соединенные регулятор скоро. и, усилитель мощности, выход которого подключен к якорной обмотке двигателя, на "-.алу которого установлены датчики скорости vi положения, а их выходы подключены соответственно к вторым входам регуляторов скорости и положения, упругую механическую передачу, рабочий орган с установленным на нем инерционным датчиком у. .корения, наблюдатель, регулятор, сумматор, первый вход которого подключен к выходу датчика ускорения, а второй вход и первый выход подключены к первому выходу и первому входу наблюдателя соответственно, второй выход наблюдателя и выход регулятора положения подключены к входам регулятора, выход которого подключен к входу регулятора скорости, отличающийся тем, что, с целью повышения робастности, статической и динамической точности электропривода по по