Спосіб регулювання положення електроприводу

Спосіб регулювання положення електроприводу, за яким вимірюють його фактичне положення та розузгодження по шляху і в залежності від величини цього розузгодження змінюють швидкість електроприводу таким чином, щоб величини прискорення та швидкості не перевищували максимальних значень, а в момент зупинення електроприводу розузгодження по шляху мало нульове значення, який відрізняється тим, що швидкість електроприводу під час розгону та гальмування змінюють відповідно до виразу 28979 V = 2a0 (S з - DS) при гальмуванні приводу гулювання, двигун 9 та датчик 10 швидкості. Пристрій являє собою систему регулювання положення, побудовану за принципом підлеглого регулювання параметрів, яка містить регулятор положення, складений з суматора 2 та функціонального перетворювача 3, інтегрального регулятора швидкості, реалізованого за допомогою інтегратора 6, пропорційного регулятора швидкості і пропорційно-інтегрального регулятора струму дви гуна, реалізованих за допомогою блока 8 регулювання, вимірювача фактичного положення приводу, являючого собою інтегратор 7. Пристрій функціонує таким чином. В початковому стані на виході блока 1 задання положення сигнал Sз дорівнює нулю, інтегратори 6 і 7 знаходяться в нульовому стані і їх ви хідні сигнали Uз і Sф дорівнюють нулю, а двигун 9 електроприводу знаходиться в стані спокою. Для установки механізму в задане положення за допомогою блока 1 задання положення формується сигнал Sз, який подається на перший вхід суматора 2. На виході суматора виникає сигнал розузгодження DS, який подається на входи функціонального перетворювача 3 і компаратора 5. На виході перетворювача 3 формується сигнал задання швидкості Vз відповідно до виразів (3) - (7). На виході компаратора 5 формується сигнал, відкриваючий ключ 4 і сигнал Vз проходить на перший вхід інтегратора 6. На виході останнього формується напруга Uз, яка подається на вхід блока 8 регулювання. Завдяки цьому двигун 9 починає розганятися, а на виході датчика 10 швидкості формується сигнал Vф , пропорційний фактичній швидкості приводу. Цей сигнал подається на другий вхід інтегратора 6 як сигнал зворотного зв'язку по швидкості, а також на вхід інтегратора 7, на виході якого формується сигнал Sф фактичного положення механізму, який є сигналом зворотного зв'язку по положенню, який подається на другий вхід суматора 2. Під впливом інтегрального регулятора швидкості 6 фактична швидкість Vф механізму підтримується рівною швидкості Vз, яка задається регулятором положення з точністю, яка визначається динамічними властивостями системи. Під час відпрацювання заданого переміщення сигнал розузгодження по шляху DS зменшується. При гальмуванні приводу у момент часу, коли сигнал DS стане однаковим з сигналом Uз, на виході компаратора 5 з'являється сигнал, закриваючий ключ 4. При цьому контур регулювання положення розмикається, а дотяжка електроприводу до заданого положення здійснюється за допомогою контуру інтегрального регулювання швидкості за рахунок сигналу Uз на виході інтегратора 6. Через те, що сигнал Vз на першому вході інтегратора 6 відсутній, надалі до закінчення гальмування сигнал Uз, дорівнює величині сигналу розузгодження DS. В момент досягнення електроприводом заданого положення сигнал Uз стає рівним нулю і привод зупиняється. Вимикання контур у регулювання положення і продовження позиціювання за допомогою контур у інтегрального регулювання швидкості забезпечує високу якість завершення перехідного процесу регулювання положення електроприводу. Технічним результатом застосування запропонованого способу регулювання положення електроприводу є зменшення більш ніж в 2 рази збитку (1) V = 2a0 × DS , (2) де Sз - задане положення механізму, а0 - задане максимальне значення прискорення. При такому керуванні швидкість приводу змінюється за часом лінійно за трикутним (для малих та середніх переміщень) або за трапецеїдальним (для великих переміщень) законами з обмеженням максимальних значень прискорення та швидкості. Недоліком цього способу є та обставина, що збиток енергії в електроприводі не є оптимальний. Задачею створення винаходу є зменшення збитку енергії в електроприводі. Для рішення задачі мінімізації збитку енергії в силовому ланцюгу електроприводу згідно з запропонованим способом швидкість приводу під час розгону та гальмування змінюють відповідно до виразу V= [ ] 3 a0 × Sp ( DS - Sy ) - ( DS - S y )2 , 2 Sp (3) в якому: Sр - розрахункове значення переміщення, яке визначається відповідно до виразу ìS , якщо Sз S0 Sу - величина переміщення приводу з постійною максимальною швидкістю V0, яка визначається відповідно до виразу ì0, якщо Sз S 0 S0 - величина заданого переміщення, при якому швидкість приводу досягає максимального значення V0, яка визначається відповідно до виразу 8 V2 S0 = × 0 , (6) 3 a0 DS - величина розузгодження по шляху, яка визначається відповідно до виразу DS = Sз - Sф , (7) а0 - максимальне прискорення приводу під час розгону та гальмування, Sз - задане положення приводу, Sф - фактичне положення приводу. Завдяки такому способу регулювання положення електроприводу під час розгону та гальмування його швидкість змінюється відповідно до близького до параболічного закону, чим досягається мінімізація збитку енергії в силовому ланцюгу. На фіг. 1 наведена блок-схема пристрою для реалізації запропонованого способу регулювання, на фіг. 2 наведені криві змінювання швидкості електроприводу, відповідні до виразів (3), (4), (5), (6), (7). На фіг. 3 показані графіки швидкості приводу під час відроблення різних переміщень. Пристрій містить блок 1 завдання положення, суматор 2, функціональний перетворювач 3, ключ 4, компаратор 5, інтегратори 6, 7, блок 8 ре 2 28979 енергії в силовому ланцюгу електроприводу і відповідно зменшення його потужності. Для побудови пристрою, реалізуючого даний спосіб, можливо використати технічні засоби, які випускаються промисловістю. 1 - блок задання положення; 2 - суматор; 3 - функціональний перетворювач; 4 - ключ; 5 - компаратор; 6, 7 - інтегратори; 8 - блок регулювання; 9 - двигун; 10 – датчик швидкості. Фіг. 1 Фіг. 2 3 28979 Фіг. 3 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ __________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 __________________________________________________________ 4