СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ВЗАИМОСВЯЗАННЫХ ПРИВОДОВ

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ВЗАИМОСВЯЗАННЫХ ПРИВОДОВ


RU (11) 2025036 (13) C1

(51) 5 H02P7/74 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4771888/07 
(22) Дата подачи заявки: 1989.12.20 
(45) Опубликовано: 1994.12.15 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 1339867, кл. H 02P 7/74, 1987. 2. Патент ГДР N 238294, кл.H 02P 5/50, 1986. 
(71) Заявитель(и): Московский станкоинструментальный институт "Станкин" 
(72) Автор(ы): Веселов О.В.; Михайлов О.П. 
(73) Патентообладатель(и): Московский государственный технологический университет "Станкин" 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ВЗАИМОСВЯЗАННЫХ ПРИВОДОВ 

Использование: в электроприводах станкостроения и робототехники. Сущность изобретения заключается в том, что обеспечивается повышение точности управления взаимосвязанными приводами. Задают закон изменения скорости движения исполнительного механизма, измеряют действительное положение и текущую скорость ведущего привода на основе функциональной зависимости между ведомо и ведущей координатами объекта управления, рассчитывают текущее положение ведомой координаты и сигнал управления подают на вход регулятора положения, рассчитывают текущее значение скорости ведомой координаты, вычисляют соотношение скоростей ведущей и ведомой координат и сигнал разности скоростей, полученную разность подают на вход регулятора скорости ведомой координаты. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электроприводу и может использоваться в станкостроении и робототехнике.

Известен способ, в котором управление соотношением скоростей достигается за счет измерения напряжений, пропорциональных углам поворота электродвигателей, и их фазового сравнения, а скорость вращения двигателей должна быть кратной периодам сигнала, формируемого функциональным преобразователем [1].

Отсутствие контроля за изменением параметров регуляторов электрических машин, за изменением скорости на заданном промежутке движения и функциональным измененем скорости снижает точность. Так, напримеp, изменение скорости ведущего привода приводит к изменению скорости ведомого в заданном соотношении, которое может отличаться от заданного, что может быть вызвано изменением питающих напряжений или изменением коэффициента усиления прямого тракта и т.д.

Известен способ, в котором используются две системы автоматического регулирования: одна цифровая, вторая аналоговая. Каждая из них имеет датчик и они установлены на одном валу. С помощью счетчиков и устройств сравнения анализируется отклонение от заданного значения скорости и через устройство преобразования, после сравнения сигналов с тахогенератора и обработанного с цифрового датчика скорости, вырабатывается сигнал коррекции, который подается на вход ведомого привода [2].

Недостатки способа заключаются в предварительном запуске с целью достижения заданных в цифровой САР величин скоростей; наличии двух датчиков и двух задатчиков напряжения: отсутствии контроля за значением скорости ведомого привода; возможности регулирования скорости только двух электрических машин.

Цель изобретения - повышение точности регулирования положения и скорости взаимосвязанных приводов.

Поставленная цель достигается тем, что на вход ведущего привода задают закон изменения скорости движения исполнительного механизма, измеряют действительное положение исполнительного механизма ведущего привода, вычисляют по функциональной зависимости Y=Кх значение сигнала положения исполнительного механизма ведомого привода и подают вычисленное значение сигнала положения на вход регулятора положения ведомого привода, измеряют текущее значение сигнала скорости U1 исполнительного механизма ведущего привода и вычисляют значение скорости U2=U1К исполнительного механизма ведомого привода и разность значения сигналов скоростей исполнительных механизмов ведущего и ведомого приводов, полученную разность сигналов скоростей подают на вход регулятора скорости ведомого привода, формирующего указанное управляющее воздействие на силовой преобразователь, где х - входной сигнал датчика положения ведущего привода, К - заданный коэффициент.

Отличительные особенности и новизна предлагаемого способа заключаются в реализации функционального взаимодействия между ведомой и ведущей координатами, причем каждый предыдущий привод становится ведущим для каждого последующего. Наличие регулятора положения и устройства расчета положения обеспечивает движение во взаимосвязи по траекториям в пространстве координат со стабилизацией скорости относительно ведущей координаты. Обеспечивается расчет скорости и ее коррекция в каждый момент времени во всех точках траектории движения относительно ведущей координаты.

На фиг.1 и 2 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство состоит из N приводов. Первый привод 1 представлен схемой регулятора скорости, остальные 2,...,N - следящие по положению приводы. Все приводы связаны с исполнительными механизмами объекта 3, в качестве которого могут выступать многокоординатный станок, робот-манипулятор, прокатный стан, копировальный станок и т.д. Первый привод состоит из первого сумматора 5, первого регулятора 7 скорости, первого силового преобразователя 8, первого двигателя 9 с встроенным или пристроенным тахогенератором 6. Приводы 2, ...,N соответственно состоят из последовательно включенных вторых сумматоров 5, регулятора 13 положения, третьих сумматоров 5, вторых регуляторов 7 скорости, силовых преобразователей 8, двигателей 9 и тахогенераторов 6. Связь между приводами осуществляется с использованием блока 11 вычисления положения, блока 13 вычисления скорости и четвертого сумматора 5. Каждый из приводов оснащен датчиком 10 положения соответственно.

Взаимосвязанное движение исполнительных механизмов в представленной схеме осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии на всех входах приводов сигнал управления отсутствует и связанные с ними исполнительные механизмы объекта 3 неподвижны. На вход первого привода 1 с задатчика 4 подается сигнал задания скорости, который может изменяться во времени по любому закону. В качестве задатчика скорости может использоваться любой функциональный генератор. Сигнал с задатчика 4 поступает на вход сумматора 5, на второй вход которого подается сигнал с тахогенератора 6. Полученная разность сигналов подается на регулятор скорости 7, а с него на силовой пpеобразователь 8, выход которого подключен к двигателю 9. Двигатель начинает отрабатывать воздействие и исполнительный механизм соответствующей координаты объекта управления приводится в движение. При этом начинает вращаться датчик положения, механически связанный с исполнительным механизмом. Сигнал с датчика 10 положения подается на вход блока 11 вычисления положения и на первый вход блока 12 вычисления скорости, на второй вход блока вычисления скорости подается с тахогенератора 6, а на третий - с выхода блока 11 вычисления положения. Выход блока 12 вычисления скорости соединен с первым входом четвертого сумматора 5. Связь между приводами осуществляется по линейному закону и на вход привода 2 подается сигнал, вычисленный по формуле Y=Кх, а реализация этого блока представлена на фиг.2а. Блок вычисления положения содержит блок 14 уставки коэффициента и первого блока 15 перемножения. В блоке перемножения вычисляется произведение текущего значения с датчика положения первой координаты и постоянного значения, величина которого определяет тангенс угла наклона воспроизводимого движения. Выход блока вычисления положения связан с регулятором 13 положения через второй сумматор 5. На второй вход второго сумматора 5 подается сигнал с второго датчика 10 положения этой же координаты и одновременно сигнал с датчика положения поступает на второй блок 11 вычисления положения. Полученная разность сигналов с второго сумматора 5 поступает на вход регулятора положения, а с его выхода сигнал поступает на второй вход четвертого сумматора 5 и на вход третьего сумматора 5. В блоке 12 вычисляется значение соотношения скоростей по следующему соотношению:

U2=U1K , , где К=tgarctgy/х или К=y/х. Блок вычисления скорости ведомой координаты реализуется по схеме, представленной на рис.2б, и состоит из делителя 16 и второго блока 15 умножения. В блоке деления определяется соотношение координат, получаемых с датчика положения ведущей координаты и вычисленного положения в блоке 11. Полученное частное умножается на значение текущей скорости первой (ведущей) координаты.

В четвертом сумматоре 5 вычисляется разность скоростей с регулятора 13 положения и вычисленного значения скорости в блоке 12 вычисления скорости. Полученная разность сигналов в виде корректирующего сигнала поступает на вход третьего сумматора 5, на третий вход которого поступает сигнал с датчика скорости этой же координаты и далее на вход второго регулятора 7 скорости, а затем через второй силовой преобразователь 8 на второй двигатель 9, приводя в движение исполнительный механизм второй координаты объекта 3.

Аналогично работают следующие координаты. Окончание процесса управления обеспечивается отключением задатчика по истечении, например, заданного интервала времени, который формируется в самом задатчике. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ВЗАИМОСВЯЗАННЫХ ПРИВОДОВ, при котором измеряют напряжение, пропорциональные углам поворота валов исполнительных двигателей, и формируют управляющее воздействие на силовой преобразователь ведомого двигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, на вход ведущего привода задают закон изменения скорости движения исполнительного механизма, измеряют действительное положение исполнительного механизма ведущего привода, вычисляют по функциональной зависимости Y=Kx значение сигнала положения исполнительного механизма ведомого привода и подают вычисленное значение сигнала положения на вход регулятора положения ведомого привода, измеряют текущее значение сигнала скорости U1 исполнительного механизма ведущего привода и вычисляют значение скорости U2=U1 K исполнительного механизма ведомого привода и разность значения сигналов скоростей исполнительных механизмов ведущего и ведомого приводов, полученную разность сигналов скоростей подают на вход регулятора скорости ведомого привода, формирующего указанное управляющее воздействие на силовой преобразователь, где x - входной сигнал датчика положения ведущего привода, K - заданный коэффициент.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru