Белов М.П. - Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов (1249706), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Частота А задается через делитель от генератора эталонной частоты. Значение текущей скорости электропривода в момент г = ~'Т0 пропорционально числу подсчитанных импульсов: циальные цифровые устройства преобразования. Достоинством этого способа является его большая информативность, определяемая возможностью получения более высокой частоты дискретизации системы.
Временной интервал Т„может быть сведен в пределе к временному интервалу Тая ИДС. Точность стабилизации скорости электропривода при втором способе измерения может быть более высокой, чем при первом. Дальнейшее повышение точности измерения скорости может быть достигнуто, если измерять временные интервалы не между двумя соседними импульсами ИДС, а между импульсами задающей эталонной частоты Т, и соответствующими импульсами ИДС частоты,1,', при абсолютном равенстве усредненной частоты 7 и частоты 7;. Такой способ соответствует измерению отклонения текущего углового или линейного перемещения относительно заданного значения за временной интервал Т, = 1Я.
Формирование последовательности импульсов задающей частоты Т, можно рассматривать в этом случае как способ задания линейно-изменяющегося во времени перемещения, что является эквивалентным заданию постоянства скорости. Измерение текущего отклонения временного интервала Тая от временного интервала Т, = сопзг выполняют с помощью фазовых дискриминаторов. Временной интервал Т„; между импульсами цепи обратной связи зависит от мгновенной скорости электропривода, а временной интервал импульсов задания Т, считается постоянной величиной. Временнбй интервал между задающими импульсами и импульсами обратной связи пропорционален мгновенному значению разности фаз д<р импульсов в момент времени Г = ГТ;. 1 фТ,! = — МЯТ;) 2яу, (3.49) После окончания цикла счета формируется код числа, пропорционального Гнр 1~'ТД1: ЮТ,Э = ~ ЬЯ!ТЛ.
(3.50) 2яТ, Информационные преобразователи перемещений. Такие преобразователи показаны в составе систем управления движением механизмов на функциональных схемах (рис. 3.17). К основным видам информационных преобразователей относятся фазовые, амплитудные, импульсные и кодовые преобразователи. Название преобразователя используют также и для названия системы управления, его содержащей. На рис.
3.17, а показана функциональная схема фазовой системы. Последовательность импульсов и преобразуется в фазовом преобразователе ФП в сдвиг фазы а сигнала задания л, = У з(п(вг+ а) относительно опорного напряжения и, = У з(пап, где У вЂ” амп- 167 и, =(/„'в)пвг = о'„япав)пв~; и, = (/ вшвг =1/„совав)пои. (3.51) (3.52) Как и в фазовой системе, ц> = 1/ япвл Напряжения и, и и2 подаются на два входа статорных обмоток вращающегося трансформатора (или индуктосина), чем обеспечивается амплитудный (трансформаторный) режим работы датчика. В результате в статоре обра- 168 литуда опорного напряжения; а = 360'л/~, л — число поступивших импульсов, х — коэффициент деления ФП (число импульсов, сдвигающих фазу на 360').
Если импульсы следуют непрерывно с частотой/; то л =/г и, следовательно, а = 360(Я/х) ~ = йб где й = 360//в. На выходе ФП получается не частота в, а в+в) или в — й в зависимости от направления движения. Отклонение частоты пропорционально скорости движения механизма. В качестве датчика положения ДП в системе можно использовать врашающийся трансформатор или индуктосин, работающий в режиме фазовращателя. На первичные (статорные) обмотки датчика подаются два синусоидальных напряжения с постоянной амплитудой, но сдвинутые по фазе на я/2, и, = (/ япвб и, = (/ соввь На выходе ДП получается сигнал переменного тока и„= = (/ сов(вг+В), сдвиг фазы В которого равен углу поворота его ротора и связан с линейным перемещением в механизма Мх выражением в = О//360', где /, — шаг измерительной системы.
Связь угла О с перемещением в выполняется приборным передаточным механизмом ПМП. В частном случае ПМП может отсутствовать. В качестве сравнивающего устройства в системе применен фазовый дискриминатор ФД, выполняющий функцию множительного устройства.
В результате перемножения сигналов и, и и получается сигнал ошибки в = (/'в!п(в~+ а)сов(вг+ б) = 0,5(/„'в(п(а-О)+ + 0,5(/з = яп(2в~+ а+ О). Вторая часть сигнала ошибки отфильтровывается инерционной частью привода. В итоге в = 0,5 (/' вш (а- В). Сигнал ошибки далее преобразуется блоком управления движением механизма БУДМ в линейное в или угловое ~р перемешение механизма Мх.
В любых режимах работы системы управления должно выполняться неравенство (а — б) < 190', иначе механизм дискретно сместится на расстояние, равное половине шага системы. При использовании триггерных ФД диапазон допустимых изменений разности углов расширяется: (а- О) < Ы80'. В этом случае при нарушении неравенства дискретное смещение происходит на шаг 2, системы. В амплитудной системе (см. рис.
3.17, б) последовательность импульсов л преобразуется в амплитудном преобразователе АП в два переменных напряжения и, и и, одинаковой фазы, амплитуды которых меняются в соответствии с функциями япа и сова: зуется переменное магнитное поле, направление вектора индукции которого определяется углом а. При непрерывном поступлении импульсов и вектор индукции вращается с угловой скоростью, пропорциональной частоте импульсов. Датчик положения в амплитудной схеме выполняет одновременно функции измерителя рассогласования. При механическом перемещении ротора датчика на угол 13 на выходной обмотке датчика наводится переменная ЭДС е = (7„з1п(а- 13)з)пея, являющаяся сигналом ошибки.
Если входом БУДМ является сигнал постоянного тока, то е преобразуется с помощью фазочувствительного выпрямителя ФЧВ. С учетом отфильтровывания высокочастотной составляющей сигнала а = (7„з(п(а-~3). Как и в фазовой системе, (а-б) < + 90'. Амплитудные системы используются чаще для реализации позиционных режимов, в которых требуется получить высокую точность измерений. Так как фазовые и амплитудные системы обладают малым диапазоном допустимых рассогласований углов а и б, то для его расширения в сравнивающих устройствах применяют компенсационные контуры в виде быстродействующих электронных следяших систем.
Рассмотрим такой контур на примере амплитудной системы (см. рис. 3.17, е), в которой в качестве ДП используется врашаюшийся трансформатор (ВТ). На вычитающий вход реверсивного счетчика положения СчП поступают импульсы частоты /; а на суммирующий вход — импульсы задания и, число которых пропорционально заданному перемешению. Цифро-аналоговый преобразователь ЦАП1 формирует напряжения и, и иь вид которых аналогичен напряжениям в системе, показанной на рис. 3.17, б. Сигнал е преобразуется преобразователем напряжение — частота» ПНЧ в сигнал частоты 7: Число импульсов частоты 7'подсчитывается счетчиком рассогласования СчР и в ЦАП2 преобразуется в сигнал е', управляющий приводом.
Если разомкнуть обе обратные связи (главную по з и компенсационную по 7'), то при подаче некоторого числа импульсов и вектор магнитной индукции в ДП (ВТ) поворачивается с помощью СчП и ЦАП1 на угол а. При этом угол б имеет произвольное положение. Появившиеся сигналы рассогласования е и е. преобразуются в импульсы частоты 7: Если замкнуть компенсационную обратную связь, то эти импульсы через СчП и ЦАП1 скомпенсируют разность о.— ~3, и сигналы е и е стануг равны нулю.
Выдача импульсов с ПНЧ прекратится. Счетчик СчР подсчитает число импульсов компенсаций, и ЦАП2 выполнит преобразование этого числа в напряжение е' . Если замкнуть главную обратную связь, то угол 0 начнет изменяться, возникнет ошибка е. обратного знака, СчР будет уменьшать свою информацию до нуля, привод остановится при а = = Д. Таким образом, при больших задающих воздействиях происходит динамическое уменьшение рассогласования благодаря быстродействуюшему компенсационному контуру и обеспечивается воз- 170 можность работы системы управления в пределах заданных значений разности углов во вращающемся трансформаторе. В импульсной системе (см.
рис. 3.17, г) измерителем рассогласования является реверсивный счетчик СчР, на суммирующий вход которого поступают импульсы задания л, а на вычитающий— импульсы с импульсного датчика положения ИДП. Цифровой сигнал, пропорциональный текущей разности импульсов, преобразуется ЦАП в сигнал ошибки е . Диапазон допустимых рассогласований определяется объемом СчР. Если в фазовых и амплитудных системах этот диапазон, пересчитанный на линейные перемещения, не превышает нескольких миллиметров, то в импульсных системах он может быть доведен до десятков и сотен миллиметров. Опасность дискретных смещений приводов в таких системах отсутствует.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
