Спосіб регулювання швидкості по відхиленню і регулятор швидкості для його здійснення

1 Спосіб регулювання швидкості по відхиленню, де відхилення є різницею сигналів завдання на швидкість і зворотного зв'язку по швидкості, який відрізняється тим, що величину відхилення додатково зменшують на величину, рівну прогнозованій ЗМІНІ ШВИДКОСТІ при динаміці електропривода, яку спостерігають 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що прозміна швидкості визначається за форгнозована мулою сФ ( Дсо = di dt ханічної частини електропривода, І - миттєве значення величини струму двигуна, Іс - величина струму статичного навантаження, dl — - задана величина похідної струму двигуна dt З Регулятор швидкості, що містить функціональний блок, який має пропорційну чи інтегральну, чи диференціальну частину або їхні сполучення, який відрізняється тим, що додатково включає суматор і випереджувальний блок корекції, вихід якого підключений до інверсного входу суматора, а вихід суматора заведений на вхід функціонального блока Винахід відноситься до регульованого електропривода постійного струму, зокрема для приводів з високими вимогами до якості регулювання Широко відомий спосіб регулювання швидкості по відхиленню, де відхилення є різницею сигналів завдання на швидкість і зворотного зв'язку по швидкості (Чиликин М Г и др Теория автоматизированного электропривода Учеб пособие для вузов / Чиликин М Г, Кпючев В И , Сандлер А С — М Энергия, 1979 с 354 - 357) Відомий регулятор швидкості що містить функціональний блок який утримує пропорційну, чи інтегральну, чи диференціальну частину або їхні сполучення (Чиликин М Г и др Теория автоматизированного электропривода Учеб пособие для вузов / Чиликин М Г, Кпючев В И , Сандлер А С — М Энергия, 1979 с 364 - 370) Недоліком відомого способу та регулятора швидкості є наявність перерегулювання в перехідних процесах швидкості при русі з раціональною динамікою електропривода Для зменшення пере регулювання треба зменшувати швидкодію, а при одержанні великої швидкодії процес має велике перерегулювання Також при використанні даного способу та регулятора швидкості складно реалізувати систему регулювання, якщо контур струму більш інерційний, за контур швидкості В основу винаходу поставлена задача удосконалити спосіб регулювання швидкості по відхиленню і регулятор швидкості в якому за рахунок додаткового зменшення величини відхилення обумовлене прогнозованою зміною швидкості по новій формулі, а також за рахунок введення в регулятор швидкості додаткових блоків досягається зменшення перерегулювання по швидкості без зниження швидкодії, а за рахунок цього підвищити якість регулювання швидкості Поставлена задача досягається тим, що в способі регулювання швидкості по відхиленню, де відхилення є різницею сигналів завдання на швидкість і зворотного зв'язку по швидкості, ВІДПОВІДНО до винаходу, величину відхилення додатково зме Д е сФ J7~ коефіцієнт інтегратора електроме 1 ю ю 51957 ншують на величину рівну прогнозованій ЗМІНІ ШВИДКОСТІ при динаміці електропривода, яку спостерігають, а прогнозовану зміну швидкості визначають по формулі \2 сФ 1-І Дсо = dl J, dt сФ - коефіцієнт інтегратора електромеханічHOI частини електропривода, I - миттєве значення величини струму двигуна, Іс - величина струму статичного навантаження, — - задана величина ПОХІДНІЙ струму двигуна, dt крім того, в регулятор швидкості що містить функціональний блок який утримує пропорційну, чи інтегральну, чи диференціальну частину або їхні сполучення, додатково включає суматор і блок корекції, що випереджає, вихід якого підключений до інверсного входу суматора, а вихід суматора заведений на вхід функціонального блоку, усе це дозволяє зменшити перерегулювання по швидкості без зниження швидкодії і за рахунок цього підвищити якість регулювання швидкості і реалізувати систему, у якій струм більш інерційний, чим ШВИДКІСТЬ На фіг 1 зображені оптимальний перехідний процес струму двигуна і швидкості, на фіг 2 - структурна схема автоматичного пристрою керування для способу регулювання швидкості по відхиленню з блоком корекції, що випереджає, на фіг 3 зображена одна з можливих математичних моделей регулятора швидкості реалізованих за структурною схемою приведеної на фіг 2 Перехідні процеси на фіг 1 оптимальні за законами раціональної динаміки тобто якірний струм двигуна, його похідна і швидкість обмежені, і при цьому при регулюванні швидкості відсутнє перерегулювання По фіг 1 можливо визначити час необхідний електроприводу для того, щоб струм досяг статичного значення At = t , - t o = ( l ( t b ) - l e ) / ^ Де At - час динамічного режиму по струму, to - час закінчення статичного режиму по струму, - час початку статичного режиму по швидко сті, І (to) - величина миттєвого значення струму в момент часу to, Іс - величина миттєвого значення струму в момент часу ti, — - номінальне значення похідної струму конdt кретного двигуна При цьому збільшення швидкості за цей час можна знайти по формулі At.сФ l - l сc /) - t - | d t = dt ' dl J, dt На фіг 2 зображена структурна схема автоматичного пристрою керування для способу регулювання швидкості по відхиленню з блоком корекції, що випереджає 4 Структурна схема складається із суматора 1, що формує відхилення по швидкості, суматора 2, що формує відхилення по швидкості без обліку збільшення по швидкості в динамічному режимі струму, функціонального блоку 3 і блока корекції, що випереджає 4 Регулятор швидкості складається з блоків 2, 3, 4 Вхідним сигналом регулятора швидкості є сигнал відхилення по швидкості із суматора 1 Блок корекції, що випереджає 4, формує величину збільшення по швидкості в динамічному режимі (при ЗМІНІ струму з с І (to) до Іс на фіг 1) Спосіб здійснюється таким чином Завдання на швидкість і сигнал зворотного зв'язку по швидкості подається на суматор 1 (фіг 2), на виході якого формується відхилення по швидкості Відхилення по швидкості і величина збільшення (яку формує блок корекції, що випереджає 4) подаються на суматор 2, вихідна величина якого подається на функціональний блок 3 Функціональний блок З формує завдання на об'єкт керування На фіг 3 зображена математична модель регулятора швидкості з блоком корекції, що випереджає 4, що складається із суматора 2, регулятора швидкості 3, пропорційної ланки 5, блоку множення 6, блоку виділення модуля 7 і суматора 8 Блок корекції, що випереджає 4 (фіг 2), укладає в собі блоки 5, 6, 7, 8 (фігЗ), які обчислюють величину Дсо по формулі \2 сФ 1-І Дсо = J, dt Вхідними сигналами суматора 2 є відхилення по швидкості і величина Дсо Величина відхилення швидкості, яку зменшують на величину Дсо подається на вхід функціонального блоку 3, який формує завдання на об'єкт керування Використання пропонованого винаходу дозволить підвищити якість регулювання швидкості і реалізувати систему, у якій струм більш інерційний, за швидкість 51957 Фнг. 1 © Блок корекції, що випереджає ФІГ. 2 ©зад-© Фіг. З 51957 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71