Спосіб позиціонування електропривода з підвищеною швидкодією

Реферат: Спосіб позиціонування електропривода з підвищеною швидкодією, в якому застосовується пропорційний регулятор положення з підпорядкованими контурами регулювання частоти обертання та струму електродвигуна. Фільтрацію відносно завдань на швидкість обертання та струм електродвигуна виконують корегуючими сигналами першої та другої похідної від сигналу завдання на положення. Застосовують еталонну модель контуру регулювання швидкості, сигнал якої через інтегральну ланку додають до завдання на контур регулювання струму. UA 103025 U (12) UA 103025 U UA 103025 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до електротехніки й може бути використаним для автоматичного управління в виробництві для позиціонування електроприводів загальнопромислових механізмів. Відоме технічне рішення - спосіб позиціонування програмно-керованого електропривода [Патент РФ №2401501, Н02Р 7/06, G05B 11/36. Позиційний програмно-керований електропривід / Добробаба Ю.П., Прохоренко Д.С. / опубл. 22.06.2009], який полягає у завданні напруги системи автоматичного регулювання положення виконавчого органу механізму, завданні напруги коректора контуру положення виконавчого органу механізму, завданні напруги коректора контуру частоти обертання електроприводу, вимірювання і обчислення значень напруги, струму, частоти обертання, положення виконавчого органу механізму, формування залежності напруги, прикладеної до якірного ланцюга електродвигуна, від часу. Недоліками зазначеного способу є необхідність реалізації в системі управління пропорційноінтегрального регулятора, що призводить до значного початкового перерегулювання і збільшення часу регулювання. Суттєвими ознаками, що збігаються зі способом, який заявляється є використання позиційного регулятора положення. Найбільш близьким за технічною сутністю до корисної моделі, що заявляється, є спосіб позиціонування програмно-керованого електроприводу з ідеальним валопроводом [Патент на винахід №2370878, МПК Н02Р 7/00, G05B 11/36, G05B 13/02. Програмно-керований електропривод з ідеальним валопроводом / Ю.П.Добробаба, Б.С.Литаш // від 20.10.2009, бюл. №29]. Даний спосіб полягає у тому, що застосовується пропорційний регулятор положення з підпорядкованими контурами швидкості обертання та струму електродвигуна з використанням фільтрів відносно завдань на швидкість обертання та струм електродвигуна. Недоліком даного способу в тому, що при досягненні гранично можливої швидкодії контуру регулювання частоти обертання, швидкодія контуру регулювання положення в два рази менше, ніж його гранично можлива швидкодія. Це не дозволяє досягти високої точності позиціонування виконавчого органу механізму при відпрацюванні заданих діаграм переміщення. Суттєвою ознакою, що збігається з способом, який заявляється, є застосування пропорційного регулятора положення з підпорядкованими контурами регулювання частоти обертання та струму електродвигуна. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити спосіб позиційного електроприводу з підвищеною швидкодією. Поставлена задача вирішується за рахунок формування сигналу завдання регулятору положення на основі сигналу завдання на положення з урахуванням першої та другої похідної від сигналу завдання на положення. Спосіб відрізняється тим, що фільтрацію відносно завдань на швидкість обертання та струм електродвигуна виконують корегуючими сигналами першої та другої похідної від сигналу завдання на положення, застосовують еталонну модель контуру регулювання швидкості, сигнал якої через інтегральну ланку додають до завдання на контур регулювання струму. Технічний результат полягає у зменшенні максимальної динамічної похибки в такій позиційній системі електропривода в 2,5 разів. Корисна модель пояснюється кресленням, де на кресленні зображені динамічні властивості при корекції вихідного сигналу задатчика положення. На кресленні прийняті позначення: S * задана (бажана) траєкторія;  * - фактична траєкторія позиціонування; * - позиційна похибка;  * - частота обертання. Спосіб реалізується наступним чином. Для реалізації способу використовується позиційний регулятор, де в слідкуючому режимі функціонує задатчик положення. За допомогою підвищення швидкодії позиційного регулювання додається до сигналу заданого положення сигнали першої та другої похідної. Передавальна функція позиційної системи матиме вигляд: K  (p)  b 2p 2  b1p  1 1  , 4 4 3 2 k  64Tu p  64Tu p3  32Tu p 2  8Tu p  1 де b1 i b 2 - здійснювальні параметри за модульним оптимумом. Із джерел вибираємо умови оптимізації системи з передавальною функцією 2 2 a1  2a 2  b1  2b 2 ; a 2  2 a 4  2a1a 3  b 2 , 2 2 1 UA 103025 U 2 3 4 де a1  8Tu ; a 2  32Tu ; a 3  64Tu ; a 4  64Tu - коефіцієнти характеристичного поліному передавальної функції. Вирішимо систему рівнянь: , 2 b1  4,76Tu; b 2  113Tu . 5 10 Реалізуємо корекцію сигналів, присутніх в структурі задатчика. Це сигнали заданої швидкості S як перша похідна та заданого прискорення  S як друга похідна від сигналу завдання на кут повороту вала двигуна S . На кресленні відображена активація корегуючих сигналів динамічних властивостей. При здійсненні корекції сигналу завдання в позиційній системі маємо зменшення максимальної динамічної похибки в 2,5 разів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Спосіб позиціонування електропривода з підвищеною швидкодією, в якому застосовується пропорційний регулятор положення з підпорядкованими контурами регулювання частоти обертання та струму електродвигуна, який відрізняється тим, що фільтрацію відносно завдань на швидкість обертання та струм електродвигуна виконують корегуючими сигналами першої та другої похідної від сигналу завдання на положення, застосовують еталонну модель контуру регулювання швидкості, сигнал якої через інтегральну ланку додають до завдання на контур регулювання струму. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2