[go: up one dir, main page]

RU2660183C1 - Method of automatic regulation of electric drive coordinate and device for its implementation - Google Patents

Method of automatic regulation of electric drive coordinate and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2660183C1
RU2660183C1 RU2017132184A RU2017132184A RU2660183C1 RU 2660183 C1 RU2660183 C1 RU 2660183C1 RU 2017132184 A RU2017132184 A RU 2017132184A RU 2017132184 A RU2017132184 A RU 2017132184A RU 2660183 C1 RU2660183 C1 RU 2660183C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
speed
current
electric drive
Prior art date
Application number
RU2017132184A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Сергеевич Полющенков
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Priority to RU2017132184A priority Critical patent/RU2660183C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2660183C1 publication Critical patent/RU2660183C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
    • H02P7/292—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering, and can be used to control electric drives of DC used in support-rotary devices, metalworking machines, metallurgical production mechanisms. In the method of automatic control of electric drive coordinates, speech control of electric drive, depending on its specified and measured value, is carried out according to the proportional-integral-differential law, resulting control signal is calculated, resulting control signal is limited, carry out the interruption of integration in law of speed control depending on specified and measured value of the speed, the resulting control signal to its limitations and the resulting control signal after the limitation, interrupt the action of the law of speed control depending on the measured value of current, setpoint of the current limit and regulate the current through relay law depending on the measured current value and the setpoint of the current limit. Device comprises a speed controller of the electric drive (1) whose output is connected to the first input of the first register (2) whose first output is connected to the input of the proportional control element (3), the second output is connected to the input of the differential control element (4), and the third output is connected to the first input of relay switch (5). Second input of the relay switch (5) is connected to the output of the first zero former (6). Output of the relay switch (5) is connected to the input of the integral control element (7). Proportional control element (3), differential control element (4) and integral control element (7) form the proportional-integral-differential controller of the electric motor speed. Output of the proportional control element (3) is connected to the first input of the second register (8), the output of the differential control element (4) is connected to the second input of the second register (8), and the output of the integral control element (7) is connected to the third input of the second register (8). First output of the second register (8) is connected to the first input of the controlled limiter (9). Second output of the second register (8) is connected to the third input of the relay switch (5). Second input of controlled limiter (9) is connected to the output of the second zero former (10). First output of the controlled limiter (9) is connected to the input of the power converter (11). Second output of the controlled limiter (9) is connected to the fourth input of the relay switch (5). Output of the power converter (11) is connected to a current sensor (12), which in turn is connected to electric drive (13). Speed sensor (14) and actuating mechanism (15) are mechanically connected to the electric motor (13). Information output of the current sensor (12) is connected to the input of a nonlinear unit of relay type (16). Output of the nonlinear unit of relay type (16) is connected to the third input of the controlled limiter (9). Information output of the speed sensor (14) is connected to the second input of the first register (2).
EFFECT: improving speed and accuracy of regulation electric drive coordinates, simplification of speed and current regulation.
2 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электроприводами постоянного тока, применяемыми в опорно-поворотных устройствах, металлообрабатывающих станках, механизмах металлургического производства и других системах управления движением, требующих автоматического регулирования координат.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to control DC electric drives used in slewing rings, metalworking machines, metallurgical production mechanisms and other motion control systems requiring automatic coordinate control.

Известен способ автоматического регулирования координат электропривода и устройство для его осуществления (Анучин А.С. Системы управления электроприводов: Учебник для вузов. - М.: Издательский дом МЭИ, 2015. с. 264-270). Согласно способу задают скорость электропривода, измеряют ток и скорость электропривода, регулируют скорость электропривода в зависимости от ее заданной и измеренной величины по пропорциональному или пропорционально-интегральному закону, вычисляют целевую величину тока и ограничивают ее, далее регулируют ток в зависимости от его целевой и измеренной величины по пропорционально-интегральному закону, вычисляют целевую величину напряжения, затем регулируют напряжение и питают напряжением электрический двигатель, причем динамику регулирования скорости электропривода устанавливают ниже динамики регулирования тока электропривода. Устройство, реализующее данный способ, представляет собой «структуру с подчиненным регулированием координат» и содержит задатчик скорости, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, второй вход первого сумматора соединен с информационным выходом датчика скорости, выход первого сумматора соединен с входом регулятора скорости, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй вход второго сумматора соединен с информационным выходом датчика тока, выход второго сумматора соединен с входом регулятора тока, выход которого соединен со входом силового преобразователя, выход силового преобразователя через датчик тока соединен с цепью питания электрического двигателя, а электрический двигатель механически соединен с датчиком скорости и исполнительным механизмом.A known method of automatically controlling the coordinates of an electric drive and a device for its implementation (Anuchin A.S. Electric drive control systems: Textbook for high schools. - M.: Publishing House MPEI, 2015. S. 264-270). According to the method, the speed of the electric drive is set, the current and speed of the electric drive are measured, the speed of the electric drive is regulated depending on its predetermined and measured value according to the proportional or proportional-integral law, the target current value is calculated and limited, then the current is regulated depending on its target and measured value according to the proportional-integral law, calculate the target voltage, then adjust the voltage and supply voltage to the electric motor, and the dynamics of the speed of the electric drive is set below the dynamics of regulation of the current of the electric drive. A device that implements this method is a “structure with slave coordinate control” and contains a speed controller, the output of which is connected to the first input of the first adder, the second input of the first adder is connected to the information output of the speed sensor, the output of the first adder is connected to the input of the speed controller, output which is connected to the first input of the second adder, the second input of the second adder is connected to the information output of the current sensor, the output of the second adder is connected to the input of the current regulator the output of which is connected to the input of the power converter, the output of the power converter through the current sensor is connected to the power circuit of the electric motor, and the electric motor is mechanically connected to the speed sensor and the actuator.

Недостатками данного технического решения являются сниженная динамика регулирования скорости и ограниченная точность регулирования скорости, что связано с последовательным регулированием скорости и тока, а также с использованием пропорционального или пропорционально-интегрального закона регулирования скорости.The disadvantages of this technical solution are the reduced dynamics of speed control and the limited accuracy of speed control, which is associated with sequential speed and current control, as well as using the proportional or proportional-integral law of speed control.

Известен также способ автоматического регулирования координат электропривода и устройство для его осуществления (Терехов В.М. Системы управления электроприводов: Учебник для вузов/В.М. Терехов, О.И. Осипов; Под ред. В.М. Терехова. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. с. 115-121). Согласно способу задают скорость электропривода, измеряют ток и скорость электропривода, регулируют скорость и ток электропривода по единому пропорциональному закону, вычисляют целевую величину напряжения, затем регулируют напряжение и питают напряжением электрический двигатель, при этом скорость регулируют в зависимости от ее заданной и измеренной величины, ток регулируют в зависимости от измеренной величины тока, уставки токоограничения и измеренной величины скорости, причем зависимость регулирования тока от измеренной величины тока и уставки токоограничения устанавливают по нелинейному закону «зона нечувствительности». Устройство, реализующее данный способ, представляет собой «структуру с суммирующим усилителем и обратной связью с отсечкой» и содержит задатчик скорости, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход сумматора соединен с информационным выходом датчика скорости, третий вход сумматора соединен с выходом первого усилителя, вход которого соединен с входом нелинейного элемента вида «зона нечувствительности», вход которого соединен с информационным выходом датчика тока, выход сумматора соединен с входом второго усилителя, выход которого соединен с входом силового преобразователя, силовой преобразователь через датчик тока соединен с цепью питания электрического двигателя, а электрический двигатель механически соединен с датчиком скорости и исполнительным механизмом.There is also a method of automatically controlling the coordinates of an electric drive and a device for its implementation (Terekhov V.M. Electric drive control systems: Textbook for high schools / V.M. Terekhov, OI Osipov; Edited by V.M. Terekhov. - M. : Publishing Center "Academy", 2005. S. 115-121). According to the method, the speed of the electric drive is set, the current and speed of the electric drive are measured, the speed and current of the electric drive are regulated according to a uniform proportional law, the target voltage value is calculated, then the voltage is regulated and the electric motor is supplied with voltage, while the speed is regulated depending on its predetermined and measured value, the current depending on the measured current value, the current limit setting and the measured speed value, and the dependence of the current control on the measured value current and current limit settings are set according to the nonlinear law "dead zone". A device that implements this method is a "structure with a summing amplifier and feedback with cut-off" and contains a speed controller, the output of which is connected to the first input of the adder, the second input of the adder is connected to the information output of the speed sensor, the third input of the adder is connected to the output of the first amplifier the input of which is connected to the input of a nonlinear element of the form "dead zone", the input of which is connected to the information output of the current sensor, the output of the adder is connected to the input of the second amplifier, the output of which is connected to the input of the power converter, the power converter through the current sensor is connected to the power circuit of the electric motor, and the electric motor is mechanically connected to the speed sensor and the actuator.

Недостатками данного технического решения являются ограниченная точность регулирования скорости, ограниченная точность регулирования тока, сложность регулирования тока, что связано с использованием пропорционального закона, общего для регулирования скорости и тока, а также нелинейного закона «зона нечувствительности».The disadvantages of this technical solution are the limited accuracy of the speed control, the limited accuracy of the current control, the complexity of the current control, which is associated with the use of the proportional law common for speed and current control, as well as the nonlinear law "dead zone".

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ автоматического регулирования координат электропривода и устройство для его осуществления, (Патент RU на изобретение №2414048, опубл. 10.03.2011, МПК Н02Р 007/292, G05B 11/01). Согласно способу задают скорость электропривода, измеряют ток и скорость электропривода, регулируют скорость электропривода в зависимости от ее заданной и измеренной величины по интегральному закону, прерывают интегрирование в зависимости от измеренной величины тока и уставки токоограничения, затем корректируют регулирование скорости электропривода по закону модального управления в зависимости от измеренной величины скорости и измеренной величины тока, а ток регулируют по тому же закону модального управления в зависимости от измеренной величины тока, уставки токоограничения и измеренной величины скорости, вычисляют целевую величину напряжения, далее регулируют напряжение и питают напряжением электрический двигатель, причем зависимости прерывания интегрирования и регулирования тока от измеренной величины тока и уставки токоограничения устанавливают по нелинейному закону «зона нечувствительности».The closest in technical essence to the claimed invention is a method for automatically controlling the coordinates of an electric drive and a device for its implementation, (Patent RU for invention No. 2414048, publ. 03/10/2011, IPC Н02Р 007/292, G05B 11/01). According to the method, the speed of the electric drive is set, the current and speed of the electric drive are measured, the speed of the electric drive is regulated depending on its predetermined and measured value according to the integral law, the integration is interrupted depending on the measured current value and the current limit setting, then the speed control of the electric drive is adjusted according to the modal control law depending from the measured magnitude of the speed and the measured magnitude of the current, and the current is regulated according to the same law of modal control depending on the ennoy current magnitude, current limit set point and the measured speed value, calculating a target voltage value, further regulate the voltage and the supply voltage electric motor, and depending interrupt integration and current control of the measured current value and the current limit setting is set by a nonlinear law "deadband."

Устройство, реализующее данный способ содержит задатчик скорости, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, второй вход первого сумматора соединен с первым информационным выходом датчика скорости, выход первого сумматора соединен с первым входом релейного переключателя, со вторым входом которого соединен формирователь нуля, а с третьим его входом соединен первый выход нелинейного элемента вида «зона нечувствительности», вход которого соединен с первым информационным выходом датчика тока, выход релейного переключателя соединен с входом интегрального элемента регулирования, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, со вторым входом второго сумматора соединен выход первого усилителя, с входом которого соединен второй выход нелинейного элемента «зона нечувствительности», с третьим входом второго сумматора соединен выход второго усилителя, с входом которого соединен второй информационный выход датчика тока, с четвертым входом второго сумматора соединен выход третьего усилителя, с входом которого соединен второй информационный выход датчика скорости, выход второго сумматора соединен со входом четвертого усилителя, выход которого соединен со входом силового преобразователя, выход силового преобразователя через датчик тока соединен с цепью питания электрического двигателя, а электрический двигатель механически соединен с датчиком скорости и исполнительным механизмом.A device that implements this method contains a speed controller, the output of which is connected to the first input of the first adder, the second input of the first adder is connected to the first information output of the speed sensor, the output of the first adder is connected to the first input of the relay switch, with a second shaper connected to the second input, and with its third input is connected to the first output of a nonlinear element of the form "dead zone", the input of which is connected to the first information output of the current sensor, the output of the relay switch For is connected to the input of the integral control element, the output of which is connected to the first input of the second adder, the output of the first amplifier is connected to the second input of the second adder, the second output of the non-linear deadband element is connected to its input, the output of the second amplifier is connected to the third input of the second adder, with the input of which the second information output of the current sensor is connected, with the fourth input of the second adder the output of the third amplifier is connected, with the input of which the second information output is connected One of the speed sensors, the output of the second adder is connected to the input of the fourth amplifier, the output of which is connected to the input of the power converter, the output of the power converter through the current sensor is connected to the power circuit of the electric motor, and the electric motor is mechanically connected to the speed sensor and the actuator.

Недостатками настоящего технического решения являются ограниченная точность регулирования тока, сниженная динамика регулирования скорости, сложность регулирования тока и скорости. Ограниченная точность регулирования тока связана с использованием модального закона регулирования тока. Сниженная динамика регулирования скорости связана с двухэтапным ее регулированием и использованием интегрального закона регулирования. Сложность регулирования связана с использованием модального закона, который, кроме того, является общим для регулирования скорости и тока.The disadvantages of this technical solution are the limited accuracy of current regulation, reduced dynamics of speed regulation, the complexity of regulation of current and speed. The limited accuracy of current regulation is associated with the use of the modal law of current regulation. The reduced dynamics of speed regulation is associated with its two-stage regulation and the use of the integral regulation law. The complexity of regulation is associated with the use of a modal law, which, in addition, is common for controlling speed and current.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение быстродействия и точности регулирования координат электропривода, а также упрощение регулирования скорости и тока.The technical task of the invention is to increase the speed and accuracy of regulation of the coordinates of the electric drive, as well as simplifying the regulation of speed and current.

Технический результат заключается в улучшении динамики и повышении точности регулирования координат, а также в упрощении устройства, реализующего заявленный способ автоматического регулирования координат электропривода.The technical result consists in improving the dynamics and improving the accuracy of coordinate control, as well as in simplifying the device that implements the claimed method of automatic control of the coordinates of the electric drive.

Это достигается тем, что в известном способе автоматического регулирования координат электропривода, включающем измерение тока и скорости электропривода, регулирование скорости электропривода в зависимости от ее заданной и измеренной величины, прерывание интегрирования, вычисление целевой величины напряжения, регулирование напряжения и питание напряжением электрического двигателя, при этом регулирование скорости электропривода в зависимости от ее заданной и измеренной величины осуществляют по пропорционально-интегрально-дифференциальному закону, затем вычисляют результирующий сигнал управления, далее ограничивают результирующий сигнал управления, затем осуществляют прерывание интегрирования в законе регулирования скорости в зависимости от заданной и измеренной величины скорости, результирующего сигнала управления до его ограничения и результирующего сигнала управления после его ограничения, далее прерывают действие закона регулирования скорости в зависимости от измеренной величины тока, уставки токоограничения и регулируют ток по релейному закону в зависимости от измеренной величины тока и уставки токоограничения.This is achieved by the fact that in the known method of automatically controlling the coordinates of the electric drive, including measuring the current and speed of the electric drive, adjusting the speed of the electric drive depending on its predetermined and measured value, interrupting integration, calculating a target voltage value, voltage regulation and voltage supply of the electric motor, adjustment of the speed of the electric drive depending on its predetermined and measured values is carried out by proportional-integral-differential to the social law, then the resulting control signal is calculated, then the resulting control signal is limited, then the integration in the speed control law is interrupted depending on the set and measured speed value, the resulting control signal before it is limited and the resulting control signal after it is limited, then the law is interrupted speed control depending on the measured current value, the current limit settings and regulate the current according to the relay law in depending on the measured current value and the current limit setpoint.

Это достигается также тем, что известное устройство, реализующее способ автоматического регулирования координат электропривода, содержащее задатчик скорости электропривода, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, релейный переключатель, выход которого соединен со входом интегрального элемента регулирования, первый формирователь нуля, второй сумматор, силовой преобразователь, выход которого соединен с датчиком тока, который, в свою очередь, соединен с электрическим двигателем, к электрическому двигателю механически подсоединены датчик скорости и исполнительный механизм, при этом информационный выход датчика тока соединен с входом нелинейного элемента, информационный выход датчика скорости соединен со вторым входом первого сумматора, снабжено пропорциональным элементом регулирования, дифференциальным элементом регулирования, управляемым ограничителем и вторым формирователем нуля, при этом нелинейный элемент выполнен релейного типа, первый выход первого сумматора соединен с входом пропорционального элемента регулирования, второй выход первого сумматора соединен с входом дифференциального элемента регулирования, а третий выход первого сумматора соединен с первым входом релейного переключателя, второй вход релейного переключателя соединен с выходом первого формирователя нуля, выход пропорционального элемента регулирования соединен с первым входом второго сумматора, выход дифференциального элемента регулирования соединен со вторым входом второго сумматора, а выход интегрального элемента регулирования соединен с третьим входом второго сумматора, первый выход второго сумматора соединен с первым входом управляемого ограничителя, второй выход второго сумматора соединен с третьим входом релейного переключателя, второй вход управляемого ограничителя соединен с выходом второго формирователя нуля, первый выход управляемого ограничителя соединен с входом силового преобразователя, второй выход управляемого ограничителя соединен с четвертым входом релейного переключателя, выход нелинейного элемента соединен с третьим входом управляемого ограничителя.This is also achieved by the fact that the known device that implements a method of automatically controlling the coordinates of the electric drive, comprising a speed controller of the electric drive, the output of which is connected to the first input of the first adder, a relay switch, the output of which is connected to the input of the integral control element, the first zero former, the second adder, power a converter, the output of which is connected to a current sensor, which, in turn, is connected to an electric motor, to the electric motor mechanically and a speed sensor and an actuator are connected, while the information output of the current sensor is connected to the input of a non-linear element, the information output of the speed sensor is connected to the second input of the first adder, is equipped with a proportional control element, a differential control element controlled by a limiter and a second zero former, while non-linear the element is made of a relay type, the first output of the first adder is connected to the input of the proportional control element, the second output the second adder is connected to the input of the differential control element, and the third output of the first adder is connected to the first input of the relay switch, the second input of the relay switch is connected to the output of the first zero former, the output of the proportional control element is connected to the first input of the second adder, the output of the differential control element is connected to the second the input of the second adder, and the output of the integral control element is connected to the third input of the second adder, the first output of the second the adder is connected to the first input of the controlled limiter, the second output of the second adder is connected to the third input of the relay switch, the second input of the controlled limiter is connected to the output of the second zero former, the first output of the controlled limiter is connected to the input of the power converter, the second output of the controlled limiter is connected to the fourth input of the relay switch , the output of the nonlinear element is connected to the third input of the controlled limiter.

Сущность предлагаемых технических решений поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена функциональная схема устройства, реализующего заявленный способ автоматического регулирования координат электропривода; на фиг. 2 представлена характеристика «вход-выход» нелинейного элемента релейного типа для управления управляемым ограничителем; на фиг. 3 показана характеристика «вход-выход» управляемого ограничителя; на фиг. 4 показана статическая электромеханическая характеристика электропривода при осуществлении предложенных технических решений; на фиг. 5 показана статическая электромеханическая характеристика электропривода согласно способу и реализующему его устройству по прототипу; на фиг. 6 показаны диаграммы изменения координат электроприводов при отработке скачка задающего воздействия без достижения током уставки токоограничения при осуществлении предложенного способа автоматического регулирования координат электропривода и при осуществлении способа по прототипу; на фиг. 7 показаны диаграммы изменения координат электропривода при отработке скачка задающего воздействия и скачкообразного приложения нагрузки при достижении током уставки токоограничения согласно предложенному способу и согласно способу по прототипу.The essence of the proposed technical solutions is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a functional diagram of a device that implements the claimed method for automatically controlling the coordinates of an electric drive; in FIG. 2 shows the input-output characteristic of a non-linear element of a relay type for controlling a controlled limiter; in FIG. 3 shows the input-output characteristic of a controlled limiter; in FIG. 4 shows a static electromechanical characteristic of an electric drive when implementing the proposed technical solutions; in FIG. 5 shows a static electromechanical characteristic of an electric drive according to the method and the device implementing it according to the prototype; in FIG. 6 shows diagrams of changes in the coordinates of electric drives when practicing a jump in the set point without reaching the current setting of current limitation when implementing the proposed method for automatically controlling the coordinates of the electric drive and when implementing the prototype method; in FIG. 7 shows diagrams of changes in the coordinates of the electric drive when practicing a jump in the driving action and a jump-like load application when the current reaches the current limit setting according to the proposed method and according to the prototype method.

На графических изображениях приняты следующие обозначения: I - ток электропривода; ω - скорость электропривода; Мн - момент нагрузки; ωз - заданная скорость электропривода; Iто - уставка токоограничения; Uнэ - выходной сигнал нелинейного элемента; Umin и Umax - уровни ограничения выходного сигнала управляемого ограничителя; UΣ1 - рассогласование по скорости; Uн1 - сигнал на выходе первого формирователя нуля; Uн2 - сигнал на выходе второго формирователя нуля; UΣ2 - результирующий сигнал управления до ограничения; Uyo - результирующий сигнал управления после ограничения; Uрп - сигнал на выходе релейного переключателя; Uп - напряжение питания электрического двигателя; Iн - ток нагрузки.The following notation is used on graphic images: I - current of the electric drive; ω is the speed of the electric drive; M n - load moment; ω s - a given speed of the electric drive; I then - current limit setting; U ne - the output signal of a nonlinear element; U min and U max - limitation levels of the output signal of the controlled limiter; U Σ1 - mismatch in speed; U n1 is the signal at the output of the first zero former; U n2 is the signal at the output of the second zero former; U Σ2 - the resulting control signal to the limit; U yo is the resulting control signal after the restriction; U rp - signal at the output of the relay switch; U p - voltage of the electric motor; I n - load current.

Устройство, реализующее способ автоматического регулирования координат электропривода, содержит задатчик скорости электропривода (ЗС) 1, выход которого соединен с первым входом первого сумматора 2. Первый выход первого сумматора 2 соединен с входом пропорционального элемента регулирования (П) 3, второй выход первого сумматора 2 соединен с входом дифференциального элемента регулирования (Д) 4, а третий выход первого сумматора 2 соединен с первым входом релейного переключателя (РП) 5. Второй вход релейного переключателя 5 соединен с выходом первого формирователя нуля (H1) 6. Выход релейного переключателя 5 соединен с входом интегрального элемента регулирования (И) 7. При этом пропорциональный элемент регулирования 3, дифференциальный элемент регулирования 4 и интегральный элемент регулирования 7 образуют пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор скорости электропривода. Выход пропорционального элемента регулирования 3 соединен с первым входом второго сумматора 8, выход дифференциального элемента регулирования 4 соединен со вторым входом второго сумматора 8, а выход интегрального элемента регулирования 7 соединен с третьим входом второго сумматора 8. Первый выход второго сумматора 8 соединен с первым входом управляемого ограничителя (УО) 9. Второй выход второго сумматора 8 соединен с третьим входом релейного переключателя 5. Второй вход управляемого ограничителя 9 соединен с выходом второго формирователя нуля (Н2) 10. Первый выход управляемого ограничителя 9 соединен с входом силового преобразователя (СП) 11. Второй выход управляемого ограничителя 9 соединен с четвертым входом релейного переключателя 5. Выход силового преобразователя 11 соединен с датчиком тока (ДТ) 12, который в свою очередь соединен с электрическим двигателем (ЭД) 13. К электрическому двигателю 13 механически подсоединены датчик скорости (ДС) 14 и исполнительный механизм (М) 15. Информационный выход датчика тока 12 соединен с входом нелинейного элемента релейного типа (НЭ) 16. Выход нелинейного элемента релейного типа 16 соединен с третьим входом управляемого ограничителя 9. Информационный выход датчика скорости 14 соединен со вторым входом первого сумматора 2.A device that implements a method for automatically controlling the coordinates of the electric drive contains a speed controller of the electric drive (ZS) 1, the output of which is connected to the first input of the first adder 2. The first output of the first adder 2 is connected to the input of the proportional control element (P) 3, the second output of the first adder 2 is connected with the input of the differential control element (D) 4, and the third output of the first adder 2 is connected to the first input of the relay switch (RP) 5. The second input of the relay switch 5 is connected to the output of of the first zero shaper (H1) 6. The output of the relay switch 5 is connected to the input of the integral control element (I) 7. In this case, the proportional control element 3, the differential control element 4 and the integral control element 7 form a proportional-integral-differential electric drive speed controller. The output of the proportional control element 3 is connected to the first input of the second adder 8, the output of the differential control element 4 is connected to the second input of the second adder 8, and the output of the integral control element 7 is connected to the third input of the second adder 8. The first output of the second adder 8 is connected to the first input of the controlled limiter (UO) 9. The second output of the second adder 8 is connected to the third input of the relay switch 5. The second input of the controlled limiter 9 is connected to the output of the second driver ulya (H2) 10. The first output of the controlled limiter 9 is connected to the input of the power converter (SP) 11. The second output of the controlled limiter 9 is connected to the fourth input of the relay switch 5. The output of the power converter 11 is connected to a current sensor (DT) 12, which the queue is connected to an electric motor (ED) 13. A speed sensor (DS) 14 and an actuator (M) 15 are mechanically connected to the electric motor 13. The information output of the current sensor 12 is connected to the input of a non-linear element of a relay type (NE) 16. The output is not a linear element of the relay type 16 is connected to the third input of the controlled limiter 9. The information output of the speed sensor 14 is connected to the second input of the first adder 2.

Электрический двигатель 13 выполнен с независимым возбуждением. Силовой преобразователь 11 выполнен на основе полупроводниковой техники. В качестве датчика тока 12 и датчика скорости 14 могут быть использованы соответствующие измерительные устройства любого типа. Все элементы регулирования 3, 4, 7, первый 2 и второй 8 сумматоры, релейный переключатель 5, управляемый ограничитель 9, нелинейный элемент 16, задатчик скорости 1, первый 6 и второй 10 формирователи нуля могут быть реализованы на базе аналоговой техники или на базе программно-аппаратных средств цифровой вычислительной техники. Исполнительный механизм 15 может иметь любую конструкцию.The electric motor 13 is made with independent excitation. Power converter 11 is made on the basis of semiconductor technology. As a current sensor 12 and a speed sensor 14, corresponding measuring devices of any type can be used. All control elements 3, 4, 7, first 2 and second 8 adders, relay switch 5, controlled limiter 9, non-linear element 16, speed controller 1, first 6 and second 10 zero shapers can be implemented on the basis of analogue technology or on the basis of software hardware digital computing technology. The actuator 15 may be of any design.

Реализация предложенным устройством регулирования предлагаемого способа автоматического регулирования координат электропривода осуществляется следующим образом.Implementation of the proposed control device of the proposed method for automatic control of the coordinates of the electric drive is as follows.

Задатчик скорости 1 формирует закон изменения заданной скорости ωз. Датчик тока 12 измеряет действительную величину тока I электропривода. Датчик скорости 14 измеряет действительную величину скорости электропривода ω. Сигнал на выходе первого формирователя нуля 6 имеет нулевой уровень. Сигнал на выходе второго формирователя нуля 10 имеет нулевой уровень.Speed controller 1 generates a law of change of a given speed ω s . The current sensor 12 measures the actual value of the current I of the electric drive. The speed sensor 14 measures the actual value of the speed of the electric drive ω. The signal at the output of the first shaper 6 has a zero level. The signal at the output of the second shaper zero has a zero level.

Первый сумматор 2 вычисляет рассогласование по скорости UΣ1, а именно, разность заданной скорости ωз и измеренной величины скорости электропривода ω. Сигналы на первом, втором и третьем выходах первого сумматора 2 равны между собой. Величины коэффициентов пропорционального 3, дифференциального 4 и интегрального 7 элементов регулирования настраивают таким образом, чтобы скомпенсировать электромагнитную инерцию и электромеханическую инерцию электропривода. Таким образом, реализуется пропорционально-интегрально-дифференциальный закон регулирования скорости электропривода в зависимости от ее заданной и измеренной величины. Второй сумматор 8 вычисляет сумму сигналов на выходах пропорционального 3, дифференциального 4 и интегрального 7 элементов регулирования. Таким образом, вычисляется результирующий сигнал управления UΣ2. Первый и второй выходы второго сумматора 8 идентичны.The first adder 2 calculates the mismatch in speed U Σ1 , namely, the difference between the set speed ω s and the measured value of the speed of the electric drive ω. The signals at the first, second and third outputs of the first adder 2 are equal to each other. The values of the coefficients of the proportional 3, differential 4 and integral 7 control elements are adjusted in such a way as to compensate for the electromagnetic inertia and the electromechanical inertia of the electric drive. Thus, the proportional-integral-differential law of regulating the speed of the electric drive is implemented depending on its predetermined and measured values. The second adder 8 calculates the sum of the signals at the outputs of the proportional 3, differential 4 and integral 7 control elements. Thus, the resulting control signal U Σ2 is calculated. The first and second outputs of the second adder 8 are identical.

Нелинейный элемент 16 с релейной характеристикой «вход-выход» (фиг. 2) изменяет свое состояние в зависимости от уставки токоограничения Iто и измеренной величины тока I электропривода, и управляет управляемым ограничителем 9. Если ток I электропривода по абсолютной величине не превышает уставку токоограничения Iто, то сигнал Uнэ на выходе нелинейного элемента 16 равен 0 (фиг. 2). Если ток I электропривода по абсолютной величине превышает уставку токоограничения Iто, то сигнал Uнэ на выходе нелинейного элемента 16 равен 1 (фиг. 2). Выходной сигнал Uнэ нелинейного элемента 16 подается на третий вход управляемого ограничителя 9.Non-linear element 16 with an input-output relay characteristic (Fig. 2) changes its state depending on the current limit setting I then the measured current value I of the electric drive, and controls the controlled limiter 9. If the current I of the electric drive does not exceed the current limit setting in absolute value I then , the signal U ne at the output of the nonlinear element 16 is 0 (Fig. 2). If the current I of the electric drive in absolute value exceeds the current limit setting I then the signal U ne at the output of the nonlinear element 16 is 1 (Fig. 2). The output signal U ne of the nonlinear element 16 is supplied to the third input of the controlled limiter 9.

Силовой преобразователь 11 регулирует напряжение Uп в зависимости от значения Uyo, поданного на его вход с выхода управляемого ограничителя 9 и питает напряжением электрический двигатель 13. Электрический двигатель 13 осуществляет управляемое электромеханическое преобразование энергии и приводит в движение механизм 15, к которому приложен момент нагрузки Мн.The power converter 11 regulates the voltage U p depending on the value of U yo applied to its input from the output of the controlled limiter 9 and supplies voltage to the electric motor 13. The electric motor 13 performs a controlled electromechanical energy conversion and drives a mechanism 15 to which the load moment is applied M n

Управляемый ограничитель ограничивает результирующий сигнал управления и вычисляет целевую величину напряжения питания электрического двигателя. Характеристика «вход-выход» управляемого ограничителя 9 (фиг. 3) устанавливает связь между сигналами на его входах и выходах. Выходной сигнал Uyo управляемого ограничителя 9, являющийся результирующим сигналом управления после ограничения, равен целевой величине напряжения питания. Сигналы на первом и втором выходах управляемого ограничителя 9 равны между собой.A controlled limiter limits the resulting control signal and calculates the target voltage of the electric motor. The characteristic "input-output" controlled limiter 9 (Fig. 3) establishes a connection between the signals at its inputs and outputs. The output signal U yo of the controlled limiter 9, which is the resulting control signal after the limitation, is equal to the target value of the supply voltage. The signals at the first and second outputs of the controlled limiter 9 are equal to each other.

Если сигнал Uнэ на выходе нелинейного элемента 16 равен 0, то сигнал с первого входа управляемого ограничителя 9 передается на его выходы. В этом случае характеристика «вход-выход» управляемого ограничителя 9 имеет вид 1 на фиг. 3 и его выходной сигнал Uyo пропорционален сигналу UΣ2. Указанная характеристика имеет уровни ограничения Umin и Umax, причем Umin=-Umax. При этом силовой преобразователь 11 формирует напряжение Uп в соответствии с пропорционально-интегрально-дифференциальным законом регулирования скорости. Тем самым формируется жесткий участок 1 электромеханической характеристики электропривода при астатической стабилизации скорости (фиг. 4).If the signal U ne at the output of the nonlinear element 16 is 0, then the signal from the first input of the controlled limiter 9 is transmitted to its outputs. In this case, the input-output characteristic of the controlled limiter 9 has the form 1 in FIG. 3 and its output signal U yo is proportional to the signal U Σ2 . The specified characteristic has levels of limitation U min and U max , and U min = -U max . When this power Converter 11 generates a voltage U p in accordance with the proportional-integral-differential law of speed regulation. Thereby, a hard portion 1 of the electromechanical characteristics of the electric drive is formed during astatic speed stabilization (Fig. 4).

Если сигнал Uнэ на выходе нелинейного элемента 16 равен 1, то сигнал Uн2, равный 0, со второго входа управляемого ограничителя 9 подается на его выходы. В этом случае характеристика «вход-выход» управляемого ограничителя 9 имеет вид 2 на фиг. 3, а выходной сигнал Uyo равен 0 и не зависит от сигнала UΣ2 на его первом входе. Таким образом, осуществляется прерывание действия пропорционально-интегрально-дифференциального закона регулирования скорости в зависимости от измеренной величины тока и уставки токоограничения. Следовательно, при этом силовой преобразователь 11 формирует нулевое напряжение Uп=0, а ток электропривода I по абсолютной величине спадает ниже уровня токоограничения Iто, что приводит к переключению нелинейного элемента и его выходной сигнал Uнэ становится равным 0. Таким образом, осуществляется регулирование тока по релейному закону в зависимости от измеренной величины тока и уставки токоограничения.If the signal U ne at the output of the nonlinear element 16 is 1, then the signal U Н2 , equal to 0, from the second input of the controlled limiter 9 is supplied to its outputs. In this case, the input-output characteristic of the controlled limiter 9 has the form 2 in FIG. 3, and the output signal U yo is 0 and does not depend on the signal U Σ2 at its first input. Thus, the action of the proportional-integral-differential law of speed regulation is interrupted depending on the measured current value and the current limit setting. Consequently, the power converter 11 generates a zero voltage U n = 0, a drive current I in absolute value falls below the current limit I that leads to non-linear switching element and its output signal U ne becomes 0. Thus, the regulation is carried out current according to the relay law, depending on the measured current value and the current limit setting.

Интегрирующий элемент регулирования 7 интегрирует значение сигнала Uрп, поданного на его вход с выхода релейного переключателя 5. Сигнал Uрп формируется в зависимости от сигналов на первом, третьем и четвертом входах релейного переключателя.The integrating control element 7 integrates the value of the signal U rp applied to its input from the output of the relay switch 5. The signal U rp is generated depending on the signals at the first, third and fourth inputs of the relay switch.

Если одновременно выполняются условияIf conditions are met at the same time

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

то сигнал Uн1, равный 0, со второго входа релейного переключателя 5 подается на выход релейного переключателя 5. Следовательно, Uрп=Uн1=0. При этом прерывается интегрирование интегрирующим элементом регулирования 7. При всех остальных сочетаниях сигналов UΣ1, UΣ2, Uyo, которые не удовлетворяют условиям (1) и (2), сигнал с первого входа релейного переключателя 5 подается на выход релейного переключателя 5. Следовательно, Uрп=UΣ1. При этом интегрирующий элемент регулирования 7 осуществляет интегрирование по закону регулирования скорости электропривода. Условия (1) и (2) для прерывания интегрирования выполняются при прерывании управляемым ограничителем 9 действия пропорционально-интегрально-дифференциального закона регулирования скорости, а также при выходе выходного сигнала Uyo управляемого ограничителя 9 из диапазона от Umin до Umax по характеристике 1 на фиг. 3. Таким образом, осуществляется прерывание интегрирования в законе регулирования скорости в зависимости от заданной и измеренной величины скорости, результирующего сигнала управления до его ограничения и результирующего сигнала управления после его ограничения.then the signal U n1 , equal to 0, from the second input of the relay switch 5 is fed to the output of the relay switch 5. Therefore, U pn = U n1 = 0. At the same time, integration is interrupted by the integrating control element 7. For all other combinations of signals U Σ1 , U Σ2 , U yo that do not satisfy conditions (1) and (2), the signal from the first input of relay switch 5 is fed to the output of relay switch 5. Therefore , U pn = U Σ1 . Moreover, the integrating control element 7 integrates according to the law of regulation of the speed of the electric drive. Conditions (1) and (2) for interruption of integration are fulfilled when the proportional-integral-differential law of speed regulation is interrupted by the controlled limiter 9, and also when the output signal U yo of the controlled limiter 9 leaves the range from U min to U max according to characteristic 1 FIG. 3. Thus, the integration is interrupted in the law of speed regulation depending on the set and measured values of speed, the resulting control signal before it is limited and the resulting control signal after it is limited.

Управление релейным переключателем 5 и, следовательно, прерывание интегрирования позволяет избежать накопления ошибки регулирования скорости интегрирующим элементом регулирования 7 при токоограничении.The control of the relay switch 5 and, consequently, the interruption of integration avoids the accumulation of speed regulation errors by the integrating control element 7 during current limitation.

Управление управляемым ограничителем 9 и прерывание действия пропорционально-интегрально-дифференциального закона регулирования скорости электропривода позволяет реализовать релейный закон регулирования тока в зависимости от его измеренной величины и уставки токоограничения и тем самым поддерживать ток на уровне уставки Iто, получив участок 2 с нулевой жесткостью (фиг. 4).The control of the controlled limiter 9 and the interruption of the proportional-integral-differential law of regulating the speed of the electric drive allows you to implement the relay law of regulating the current depending on its measured value and the current limit setting, and thereby maintain the current at the set point I then , having received section 2 with zero stiffness (Fig. . four).

Упрощение формирования скорости в заявленном техническом решении по сравнению с изобретением, выбранным в качестве прототипа, заключается в том, что пропорционально-интегрально-дифференциальный закон регулирования скорости проще по реализации и настройке, чем модальный закон регулирования скорости. Упрощение формирования тока в предлагаемом изобретении по сравнению с прототипом, заключается в том, что релейный закон регулирования тока проще по реализации и настройке, чем модальный закон регулирования тока.The simplification of the formation of speed in the claimed technical solution compared with the invention selected as a prototype is that the proportional-integral-differential law of speed control is easier to implement and configure than the modal law of speed control. The simplification of the formation of current in the present invention compared to the prototype, lies in the fact that the relay law of current regulation is easier to implement and configure than the modal law of current regulation.

Прерывание действия закона регулирования скорости в зависимости от измеренной величины тока и уставки токоограничения в предлагаемом способе автоматического регулирования координат электропривода и реализующем его устройстве по сравнению с изобретением по прототипу позволяет обеспечить строгое равенство тока I электропривода и уставки Iто при токоограничении, что иллюстрируют статические электромеханические характеристики, показанные на фиг. 4 и фиг. 5. Участок 1 астатической стабилизации скорости электропривода на фиг. 4 и аналогичный участок 1 на фиг. 5 совпадают с заданным уровнем заданной скорости ωз, если ток I не достигает уставки токоограничения Iто. Если то I достигает уставку токоограничения Iто, то участок 2 на фиг. 4 совпадает с уставкой Iто, в то время как участок 2 на фиг. 5 отклоняется от уставки Iто.Interruption of the law regulating the speed depending on the measured current value and the setting current limit in the method of automatic electric coordinate regulation and implements its structure as compared with the invention according to the prototype ensures strict equality current I drive and setpoint I then the Stall prevention that illustrate static electromechanical characteristics shown in FIG. 4 and FIG. 5. Section 1 of the astatic stabilization of the speed of the electric drive in FIG. 4 and a similar section 1 in FIG. 5 coincide with a given level of a given speed ω s , if the current I does not reach the current limit setting I then . If then I reaches the current limit setting I then , then section 2 in FIG. 4 coincides with setting I then , while section 2 in FIG. 5 deviates from the setpoint I then .

Прерывание действия закона регулирования скорости в зависимости от измеренной величины тока и уставки токоограничения в предложенном техническом решении позволяет использовать пропорционально-интегрально-дифференциальный закон регулирования скорости. Этот закон позволяет полностью скомпенсировать электромагнитную инерцию и электромеханическую инерцию электрического двигателя и не привносит дополнительную инерционность, что повышает быстродействие автоматического регулирования координат.Interruption of the law of speed regulation depending on the measured current value and the current limit setting in the proposed technical solution allows you to use the proportional-integral-differential law of speed control. This law allows you to fully compensate for electromagnetic inertia and electromechanical inertia of an electric motor and does not introduce additional inertia, which increases the speed of automatic coordinate control.

Повышение быстродействия автоматического регулирования координат электропривода иллюстрируют графики изменения скорости ω и тока I электропривода при отработке скачка задающего воздействия ωp, показанные на фиг. 6. График 1 на фиг. 6 показывает изменение во времени заданной скорости ωз. График 2 на фиг. 6 показывает изменение скорости ω электропривода, а график 3 на фиг. 6 показывает изменение тока I электропривода при предложенном способе автоматического регулирования координат электропривода. График 4 на фиг. 6 показывает изменение электропривода при предложенном способе автоматического регулирования координат электропривода. График 4 на фиг. 6 показывает изменение скорости ω электропривода, а график 5 на фиг. 6 показывает изменение тока I электропривода при способе автоматического регулирования координат электропривода по прототипу. В обоих случаях установлена одинаковая величина среднегеометрического корня характеристических полиномов систем, реализующих указанные способы автоматического регулирования координат электропривода. При этом токи электроприводов не достигают уставки токооганичения Iто (график 6). График 2 скорости ω по сравнению с графиком 4 скорости ω имеет меньшее транспортное запаздывание и больший темп нарастания до уровня заданной скорости ωз (график 1), что свидетельствует об улучшении динамики, а именно, повышении быстродействия автоматического регулирования координат электропривода.The increase in the speed of automatic control of the coordinates of the electric drive is illustrated by the graphs of changes in the speed ω and current I of the electric drive when practicing the jump of the driving action ω p shown in FIG. 6. Graph 1 in FIG. 6 shows the change in time of a given speed ω s . Graph 2 in FIG. 6 shows the change in the speed ω of the electric drive, and graph 3 in FIG. 6 shows the change in current I of the electric drive with the proposed method for automatically controlling the coordinates of the electric drive. Graph 4 in FIG. 6 shows a change in the electric drive with the proposed method for automatically controlling the coordinates of the electric drive. Graph 4 in FIG. 6 shows the change in speed ω of the electric drive, and graph 5 in FIG. 6 shows the change in current I of the electric drive when the method of automatically controlling the coordinates of the electric drive according to the prototype. In both cases, the same value of the geometric mean root of the characteristic polynomials of systems that implement these methods of automatic control of the coordinates of the electric drive is established. In this case, the currents of the electric drives do not reach the current setting I then (graph 6). Graph 2 of the speed ω in comparison with the graph 4 of the speed ω has a lower transport delay and a higher rate of rise to the level of the given speed ω s (graph 1), which indicates an improvement in dynamics, namely, an increase in the speed of automatic control of the coordinates of the electric drive.

Повышение точности автоматического регулирования координат электропривода иллюстрируют графики изменения скорости ω и тока I электропривода при отработке скачка задающего воздействия ωз и скачкообразного приложения нагрузки Мн, показанные на фиг. 7. График 1 на фиг. 7 показывает изменение во времени заданной скорости ωз. График 2 на фиг. 7 показывает изменение скорости ω электропривода, а график 3 на фиг. 7 показывает изменение тока I электропривода при предложенном способе автоматического регулирования координат электропривода. График 4 на фиг. 7 показывает изменение скорости ω электропривода, а график 5 на фиг. 7 показывает изменение тока I электропривода при способе автоматического регулирования координат электропривода по прототипу. График 6 показывает величину уставки токоограничения Iто. График 7 показывает изменение тока нагрузки Iн, который обусловлен моментом Мн, приложенным к электроприводу. В обоих случаях установлена одинаковая величина уставки токоограничения Iто и величина среднегеометрического корня характеристических полиномов систем, реализующих указанные способы автоматического регулирования координат электропривода.The increase in the accuracy of the automatic control of the coordinates of the electric drive is illustrated by graphs of changes in the speed ω and current I of the electric drive when working out the jump of the driving action ω s and the jump-like application of the load M n shown in FIG. 7. Graph 1 in FIG. 7 shows the change in time of a given speed ω s . Graph 2 in FIG. 7 shows the change in the speed ω of the electric drive, and graph 3 in FIG. 7 shows the change in current I of the electric drive with the proposed method for automatically controlling the coordinates of the electric drive. Graph 4 in FIG. 7 shows the change in the speed ω of the electric drive, and graph 5 in FIG. 7 shows the change in current I of the electric drive when the method of automatically controlling the coordinates of the electric drive according to the prototype. Graph 6 shows the current limit setting I then . Graph 7 shows the change in the load current I n , which is due to the moment M n applied to the drive. In both cases, the same value of the current limiting setpoint is established. I then the value of the geometric mean root of the characteristic polynomials of systems that implement the indicated methods for automatically controlling the coordinates of the electric drive.

После приложения нагрузки Iн (график 7), превышающей уставку токоограничения Iто (график 6), график 3 совпадает с графиком 6, то есть ток электропривода I равен уставке токоограничения Iто. Скорость электропривода ω (график 2) при этом изменяется под действием разности тока электропривода и нагрузки.After application of the load I n (schedule 7), which exceeds the current limit setting I then (schedule 6), schedule 3 coincides with schedule 6, that is, the drive current I is equal to the current limit setting I then . The speed of the electric drive ω (graph 2) in this case changes under the influence of the difference between the current of the electric drive and the load.

После приложения нагрузки Iн, превышающей уставку токоограничения Iто, график 5 стремится к графику 7 и превышает график 6, то есть ток электропривода I не равен уставке Iто и превышает ее. Скорость электропривода ω (график 4) при этом изменяется под действием разности тока электропривода I и тока нагрузки Iн до равновесного значения в соответствии с электромеханической характеристикой (фиг. 5). Перечисленные выше обстоятельства свидетельствует о повышении точности автоматического регулирования координат электропривода.After a load I n is applied that exceeds the current limit setting I then , schedule 5 tends to schedule 7 and exceeds schedule 6, that is, the drive current I is not equal to the setting I then exceeds it. The speed of the electric drive ω (graph 4) in this case changes under the influence of the difference between the current of the electric drive I and the load current I n to an equilibrium value in accordance with the electromechanical characteristic (Fig. 5). The above circumstances indicate an increase in the accuracy of automatic control of the coordinates of the electric drive.

Использование изобретения позволяет упростить регулирование скорости и тока, а также повысить быстродействие и точность систем автоматического регулирования координат электроприводов, в том числе опорно-поворотных устройств различного назначения, металлообрабатывающих станков, механизмов металлургического производства и других механизмов, требующих автоматического регулирования координат.The use of the invention allows to simplify the regulation of speed and current, as well as to increase the speed and accuracy of automatic coordinate control systems for electric drives, including slewing rings for various purposes, metalworking machines, metallurgical production mechanisms and other mechanisms requiring automatic coordinate control.

Claims (2)

1. Способ автоматического регулирования координат электропривода, включающий измерение тока и скорости электропривода, регулирование скорости электропривода в зависимости от ее заданной и измеренной величины, прерывание интегрирования, вычисление целевой величины напряжения, регулирование напряжения и питание напряжением электрического двигателя, отличающийся тем, что регулирование скорости электропривода в зависимости от ее заданной и измеренной величины осуществляют по пропорционально-интегрально-дифференциальному закону, затем вычисляют результирующий сигнал управления, далее ограничивают результирующий сигнал управления, затем осуществляют прерывание интегрирования в законе регулирования скорости в зависимости от заданной и измеренной величины скорости, результирующего сигнала управления до его ограничения и результирующего сигнала управления после его ограничения, далее прерывают действие закона регулирования скорости в зависимости от измеренной величины тока, уставки токоограничения и регулируют ток по релейному закону в зависимости от измеренной величины тока и уставки токоограничения.1. A method for automatically controlling the coordinates of an electric drive, including measuring the current and speed of the electric drive, adjusting the speed of the electric drive depending on its predetermined and measured value, interrupting integration, calculating a target voltage value, regulating the voltage and supplying voltage to the electric motor, characterized in that the electric speed is regulated depending on its predetermined and measured value is carried out according to the proportional-integral-differential law, they calculate the resulting control signal, then limit the resulting control signal, then interrupt the integration in the law of speed control depending on the set and measured speed, the resulting control signal before it is limited and the resulting control signal after it is limited, then interrupt the action of the speed control law in depending on the measured current value, the current limit settings and regulate the current according to the relay law, depending on the measured th magnitude of current and current limit setpoint. 2. Устройство, реализующее способ автоматического регулирования координат электропривода, содержащее задатчик скорости электропривода, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, релейный переключатель, выход которого соединен со входом интегрального элемента регулирования, первый формирователь нуля, второй сумматор, силовой преобразователь, выход которого соединен с датчиком тока, который, в свою очередь, соединен с электрическим двигателем, к электрическому двигателю механически подсоединены датчик скорости и исполнительный механизм, при этом информационный выход датчика тока соединен с входом нелинейного элемента, информационный выход датчика скорости соединен со вторым входом первого сумматора, отличающееся тем, что оно снабжено пропорциональным элементом регулирования, дифференциальным элементом регулирования, управляемым ограничителем и вторым формирователем нуля, при этом нелинейный элемент выполнен релейного типа, первый выход первого сумматора соединен с входом пропорционального элемента регулирования, второй выход первого сумматора соединен с входом дифференциального элемента регулирования, а третий выход первого сумматора соединен с первым входом релейного переключателя, второй вход релейного переключателя соединен с выходом первого формирователя нуля, выход пропорционального элемента регулирования соединен с первым входом второго сумматора, выход дифференциального элемента регулирования соединен со вторым входом второго сумматора, а выход интегрального элемента регулирования соединен с третьим входом второго сумматора, первый выход второго сумматора соединен с первым входом управляемого ограничителя, второй выход второго сумматора соединен с третьим входом релейного переключателя, второй вход управляемого ограничителя соединен с выходом второго формирователя нуля, первый выход управляемого ограничителя соединен с входом силового преобразователя, второй выход управляемого ограничителя соединен с четвертым входом релейного переключателя, выход нелинейного элемента соединен с третьим входом управляемого ограничителя.2. A device that implements a method of automatically controlling the coordinates of the electric drive, comprising a speed controller of the electric drive, the output of which is connected to the first input of the first adder, a relay switch, the output of which is connected to the input of the integral control element, the first zero former, the second adder, the power converter, the output of which is connected with a current sensor, which, in turn, is connected to an electric motor, a speed sensor and an actuator are mechanically connected to the electric motor a positive mechanism, wherein the information output of the current sensor is connected to the input of a nonlinear element, the information output of the speed sensor is connected to the second input of the first adder, characterized in that it is equipped with a proportional control element, a differential control element controlled by a limiter and a second zero former, while non-linear the element is made of a relay type, the first output of the first adder is connected to the input of the proportional control element, the second output of the first adder connected to the input of the differential control element, and the third output of the first adder is connected to the first input of the relay switch, the second input of the relay switch is connected to the output of the first zero former, the output of the proportional control element is connected to the first input of the second adder, the output of the differential control element is connected to the second input of the second the adder, and the output of the integral control element is connected to the third input of the second adder, the first output of the second adder soy is dined with the first input of the controlled limiter, the second output of the second adder is connected to the third input of the relay switch, the second input of the controlled limiter is connected to the output of the second zero former, the first output of the controlled limiter is connected to the input of the power converter, the second output of the controlled limiter is connected to the fourth input of the relay switch, the output of the nonlinear element is connected to the third input of the controlled limiter.
RU2017132184A 2017-09-14 2017-09-14 Method of automatic regulation of electric drive coordinate and device for its implementation RU2660183C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017132184A RU2660183C1 (en) 2017-09-14 2017-09-14 Method of automatic regulation of electric drive coordinate and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017132184A RU2660183C1 (en) 2017-09-14 2017-09-14 Method of automatic regulation of electric drive coordinate and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2660183C1 true RU2660183C1 (en) 2018-07-05

Family

ID=62815497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017132184A RU2660183C1 (en) 2017-09-14 2017-09-14 Method of automatic regulation of electric drive coordinate and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2660183C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985004534A1 (en) * 1984-03-22 1985-10-10 Fanuc Ltd Speed control system
GB2146141B (en) * 1983-08-17 1987-06-10 Elevator Gmbh Method and device for elevator dc drive motor stabilization
DE4427697A1 (en) * 1993-08-11 1995-02-16 Fuji Electric Co Ltd Control device for a variable rotation speed motor
JP2005198467A (en) * 2004-01-09 2005-07-21 Ricoh Co Ltd Servo controller
US7138781B2 (en) * 2004-11-24 2006-11-21 Standard Microsystems Corporation Adaptive controller for PC cooling fans
RU2414048C1 (en) * 2010-01-20 2011-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) Automatic control method of parametres of electric mechanical system and device for its implementation
RU103258U1 (en) * 2010-10-26 2011-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет SYSTEM OF AUTOMATIC CONTROL OF SPEED OF THE DC MOTOR OF INDEPENDENT EXCITATION, CONSTRUCTED ON THE PRINCIPLE OF SLAVE REGULATION OF PARAMETERS
RU2513871C1 (en) * 2012-10-22 2014-04-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Direct current drive with elastic couplings

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2146141B (en) * 1983-08-17 1987-06-10 Elevator Gmbh Method and device for elevator dc drive motor stabilization
WO1985004534A1 (en) * 1984-03-22 1985-10-10 Fanuc Ltd Speed control system
DE4427697A1 (en) * 1993-08-11 1995-02-16 Fuji Electric Co Ltd Control device for a variable rotation speed motor
JP2005198467A (en) * 2004-01-09 2005-07-21 Ricoh Co Ltd Servo controller
US7138781B2 (en) * 2004-11-24 2006-11-21 Standard Microsystems Corporation Adaptive controller for PC cooling fans
RU2414048C1 (en) * 2010-01-20 2011-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) Automatic control method of parametres of electric mechanical system and device for its implementation
RU103258U1 (en) * 2010-10-26 2011-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет SYSTEM OF AUTOMATIC CONTROL OF SPEED OF THE DC MOTOR OF INDEPENDENT EXCITATION, CONSTRUCTED ON THE PRINCIPLE OF SLAVE REGULATION OF PARAMETERS
RU2513871C1 (en) * 2012-10-22 2014-04-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Direct current drive with elastic couplings

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5169836B2 (en) Position control device
JP6140225B2 (en) Motor control device having magnetic flux controller, machine learning device and method thereof
JP6281751B2 (en) Position control system
JPWO2016056142A1 (en) Electric motor control device
JP2008097334A (en) Servo controller and control method therefor
RU2660183C1 (en) Method of automatic regulation of electric drive coordinate and device for its implementation
CN114906212A (en) Adjusting device and method for adjusting the steering angle of a vehicle
JP2021006952A (en) Parameter adjustment method
JP6282481B2 (en) Underwater vehicle control system
US8125178B2 (en) Drive and method
RU2414048C1 (en) Automatic control method of parametres of electric mechanical system and device for its implementation
JP3582541B2 (en) Positioning control method by sliding mode control
JP2008022598A (en) Digital water power generation control device
JPS6122807B2 (en)
RU2573731C2 (en) Proportional-integral controller operating method
KR20110115797A (en) Proportional Integral Controller and its Control Method
JP5691635B2 (en) Motor control device
JPS6334712B2 (en)
JP2923993B2 (en) Motor control device
JPH0565890B2 (en)
JP2005182427A (en) Control computing device
JPWO2017149588A1 (en) Ship propulsion device and ship propulsion method
JP6564732B2 (en) Transmission control device
KR100805242B1 (en) Servo motor control system and its control method
JP6613660B2 (en) Control device