ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 109
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
NЗС
может
подаваться
непосредственно
или
через
цифровой
задатчик
интенсивности
ЦЗИ
на
вход
сумматора
С.
ГЭЧ
–
генератор
эталонной
частоты
f0.
Д
–
делитель.
В
зависимости
от
принципа
измерения
скорости
выбираются
необходимые
входы
реверсивного
счетчика
СЧ
для
импульсов
с
делителя
и
импульсного
датчика
скорости
ИДС.
РГ1
и
РГ2
–
регистры
для
промежуточного
хранения
информации.
18
Рисунок
1.
8
-
Функциональная
схема
цифровой
системы
обработки
информации
о
скорости.
В
цифровых
системах
обработки
информации
о
скорости
используются
2
принципа
измерения
скорости
в
зависимости
от
требуемой
точности,
диапазона
регулирования
и
разрешающей
способности
датчика.
Первый
основан
на
подсчете
числа
импульсов
от
ИДС
за
интервал
времени
определяемый
частотой
дискретизации
системы
T
0=
1/
f
0.
Число
Nω,
равное
числу
импульсов
за
T0,
пропорционально
действительной
скорости.
Импульсы
по
каналу
f0
останавливают
счетчик.
При
этом
число
записывается
в
РГ2,
и
счетчик
обнуляется.
В
сумматоре
С
производится
вычитание
чисел
NЗС
и
Nω.
На
его
выходе
число,
пропорциональное
ошибке
Nδ=
NЗС−Nω=
KОС∙(
ωЗ−ω)
.
При
втором
принципе
измерения
скорости
с
помощью
эталонной
частоты
f
0
определяется
временной
интервал
между
-
ым
и
(
i+
k)
-
ым
импульсами
ИДС
(
k
может
изменяться
в
зависимости
от
значения
скорости)
.
Период
дискретизации
системы
будет
в
этом
случае
переменным,
даже
при
k=
const.
T
n=
∑
j=
i
i+
k
T
ДС
j
19
где
k
-
число
импульсов
от
ИДС
за
период
измерения,
T
ДС
j-
длительность
текущих
интервалов
времени
между
импульсами
от
ИДС.
За
временной
интервал
T
n
в
общем
случае
с
ИДС
поступает
m
импульсов
эталонной
частоты
f0.
При
этом
значение
скорости
в
момент
времени
t=
i∙T0
будет
обратно
пропорционально
m.
ω(
i
∙T0)
=
1
m
∙T0
∙
2
∙π∙k
z
где
z
-
число
импульсов
от
ИДС
за
один
оборот
вала.
Недостатком
такого
способа
является
обратная
зависимость
числа
m
от
скорости
(
поэтому
требуется
дополнительная
обработка
Nω)
.
Достоинством
второго
способа
является
более
высокая
частота
дискретизации
при
низких
скоростях,
и,
как
следствие,
более
высокая
точность
измерения
и
стабилизации
скорости.
Дальнейшее
повышение
точности
измерения
скорости
можно
реализовать,
если
производить
измерение
временных
интервалов
не
между
двумя
соседними
импульсами
ИДС,
а
между
импульсами
задающей
эталонной
частоты
f
З
и
импульсами
ИДС
(
при
абсолютном
равенстве
усредненных
мгновенных
значений
частот)
.
Это
практически
соответствует
измерению
отклонения
текущего
перемещения
от
заданного
за
интервал
времени
T
З=
1/
f
З.
Формирование
задающей
частоты
fЗ
можно
рассматривать
как
задание
линейно
изменяющегося
во
времени
перемещения,
что
эквивалентно
заданию
скорости.
[
12]
Основы
оптимизации
систем
стабилизации
скорости.
Суммарная
динамическая
ошибка
зависит
от
регулярных
и
случайных
воздействий
на
систему.
К
регулярным
воздействиям
относятся:
изменения
момента
сопротивления,
связанные
с
технологическим
процессом;
оборотные
пульсации
момента,
связанные
с
кинематической
цепью;
оборотные
изменения
электромагнитного
момента,
связанные
с
зубцовыми
и
другими
изменениями
20
магнитного
потока,
связанные
с
коммутацией
в
щеточно-
коллекторном
узле
и
т.
д.
К
случайным
воздействиям
относят
случайные
изменения
момента
сопротивления
и
напряжения
сети,
помехи
в
каналах
измерения
и
управления.
Если
в
системе
имеется
внутренний
контур
регулирования
тока
или
напряжения
преобразователя,
то
обеспечивается
эффективное
уменьшение
влияния
изменений
напряжения
сети.
Наибольшее
влияние
при
этом
на
динамическую
ошибку
оказывают
изменения
момента
сопротивления
и
помехи.
При
этом
оптимизация
систем
стабилизации
скорости
связана
с
обеспечением
противоречивых
требований
оптимальной
фильтрации
помех
и
измерения,
составляющих
ошибки
от
случайных
изменений
момента
сопротивления.
И
основана
на
следующем
подходе.
Помехи
и
изменения
момента
сопротивления
в
общем
случае
являются
некоррелированными
случайными
процессами
с
нормальным
законом
распределения
и
нулевым
математическим
ожиданием.
Для
определения
частоты
среза
контура
скорости
и
вида
частотной
характеристики
определяют:
дисперсии
составляющих
суммарной
ошибки
от
каждого
вида
воздействия,
дисперсию
результирующей
ошибки,
частные
производные
дисперсии
суммарной
ошибки
по
варьируемым
параметрам
системы
стабилизации
скорости.
После
приравнивания
последних
к
нулю
находят
значения
параметров,
обеспечивающих
минимум
ошибки.
Для
точных
и
высокоточных
систем
стабилизации
необходимо
учитывать
помехи
измерения
промежуточных
координат,
параметрические
возмущения
в
двигателе
и
ряд
других
явлений
(
ограничение
регуляторов,
сумматоров
и
т.
д.
)
.
В
результате
синтез
является
задачей
многомерного
синтеза,
который
обычно
производится
с
помощью
статистической
теории
автоматического
управления.
Функциональные
схемы
систем
стабилизации
скорости
точных
электроприовдов.
[
13]
Структуры
цифро-
аналоговых
систем
также,
как
и
аналоговых
могут
выполнятся
по
принципу
подчиненного
регулирования.
Функциональная
схема
показана
на
рисунке.
1.
9
21
Рисунок
1.
9
–
Функциональная
схема
цифро-
аналоговой
системы
стабилизации
скорости.
Основной
контур
регулирования
скорости
выполняется
цифровым:
цифровой
задатчик
интенсивности
ЦЗИ,
цифровая
система
обработки
информации
о
скорости,
цифровой
регулятор
скорости
РС.
Сигнал
задания
тока
формируется
на
выходе
цифро-
аналогового
преобразователя
ЦАП.
УЗ
–
устройство
задания
скорости.
При
пропорциональном
РС
сигнал
ошибки
Nδ
подается
непосредственно
на
ЦАП.
При
более
сложной
структуре
регулятора
вводятся
дополнительные
регистры
для
приема
и
промежуточного
хранения
информации
в
процессе
выполнения
вычислительных
операций.
А
также
сумматоры
для
выполнения
арифметического
суммирования.
При
пропорционально-
интегрирующем
РС
для
получения
интегральной
составляющей
производится
суммирование
текущих
значений
ошибки
Nδ
в
накапливающем
сумматоре
С2
с
последующим
сохранением
результата
в
регистре
РГ3.
Все
составляющие
выходного
сигнала
регулятора
суммируются
в
сумматоре
С4
и
виде
числа
NΣ
поступают
на
ЦАП.
При
пропорционально-
интегрально-
дифференциальном
регуляторе
для
получения
дифференциальной
составляющей
в
сумматоре
С3
из
текущего
значения
ошибки
Nδ
вычитается
предыдущее
значение
ошибки,
хранимое
в
РГ4.
В
цифровой
форме
ПИД-
закон
регулирования
может
быть
представлен
в
следующем
виде
Nδ(
i
∙T0)
=
N
ЗС
(
i
∙T0)
−Nω(
i
∙T0)
,
N
Σ
(
i
∙T0)
=
K1∙Nδ(
i∙T0)
+
K2∙∑Nδ(
i
∙T0)
+
K3∙{
Nδ(
i∙T0)
−Nδ[
(
i−1)
∙T0]
}
где
K1,
K2
,
K3
–
масштабные
коэффициенты.
Когда
управление
рабочей
машиной
производится
от
ЭВМ,
то
для
локальной
цифро-
аналоговой
системы
управления
можно
применить
более
простую,
функциональная
схема
которой
представлена
на
рисунке
1.
10.
23
Рисунок
1.
10
-
Функциональная
схема
цифро-
аналоговой
системы
стабилизации
скорости
при
управлении
от
ЭВМ
В
преобразователе
«код-
частота»
ПКЧ
производится
преобразование
сигнала
задания
скорости
в
импульсную
форму.
Частота
импульсов
может
подаваться
непосредственно
или
через
цифровой
задатчик
интенсивности
ЦЗИ
на
вход
сумматора
С.
ГЭЧ
–
генератор
эталонной
частоты
f0.
Д
–
делитель.
В
зависимости
от
принципа
измерения
скорости
выбираются
необходимые
входы
реверсивного
счетчика
СЧ
для
импульсов
с
делителя
и
импульсного
датчика
скорости
ИДС.
РГ1
и
РГ2
–
регистры
для
промежуточного
хранения
информации.
18
Рисунок
1.
8
-
Функциональная
схема
цифровой
системы
обработки
информации
о
скорости.
В
цифровых
системах
обработки
информации
о
скорости
используются
2
принципа
измерения
скорости
в
зависимости
от
требуемой
точности,
диапазона
регулирования
и
разрешающей
способности
датчика.
Первый
основан
на
подсчете
числа
импульсов
от
ИДС
за
интервал
времени
определяемый
частотой
дискретизации
системы
T
0=
1/
f
0.
Число
Nω,
равное
числу
импульсов
за
T0,
пропорционально
действительной
скорости.
Импульсы
по
каналу
f0
останавливают
счетчик.
При
этом
число
записывается
в
РГ2,
и
счетчик
обнуляется.
В
сумматоре
С
производится
вычитание
чисел
NЗС
и
Nω.
На
его
выходе
число,
пропорциональное
ошибке
Nδ=
NЗС−Nω=
KОС∙(
ωЗ−ω)
.
При
втором
принципе
измерения
скорости
с
помощью
эталонной
частоты
f
0
определяется
временной
интервал
между
-
ым
и
(
i+
k)
-
ым
импульсами
ИДС
(
k
может
изменяться
в
зависимости
от
значения
скорости)
.
Период
дискретизации
системы
будет
в
этом
случае
переменным,
даже
при
k=
const.
T
n=
∑
j=
i
i+
k
T
ДС
j
19
где
k
-
число
импульсов
от
ИДС
за
период
измерения,
T
ДС
j-
длительность
текущих
интервалов
времени
между
импульсами
от
ИДС.
За
временной
интервал
T
n
в
общем
случае
с
ИДС
поступает
m
импульсов
эталонной
частоты
f0.
При
этом
значение
скорости
в
момент
времени
t=
i∙T0
будет
обратно
пропорционально
m.
ω(
i
∙T0)
=
1
m
∙T0
∙
2
∙π∙k
z
где
z
-
число
импульсов
от
ИДС
за
один
оборот
вала.
Недостатком
такого
способа
является
обратная
зависимость
числа
m
от
скорости
(
поэтому
требуется
дополнительная
обработка
Nω)
.
Достоинством
второго
способа
является
более
высокая
частота
дискретизации
при
низких
скоростях,
и,
как
следствие,
более
высокая
точность
измерения
и
стабилизации
скорости.
Дальнейшее
повышение
точности
измерения
скорости
можно
реализовать,
если
производить
измерение
временных
интервалов
не
между
двумя
соседними
импульсами
ИДС,
а
между
импульсами
задающей
эталонной
частоты
f
З
и
импульсами
ИДС
(
при
абсолютном
равенстве
усредненных
мгновенных
значений
частот)
.
Это
практически
соответствует
измерению
отклонения
текущего
перемещения
от
заданного
за
интервал
времени
T
З=
1/
f
З.
Формирование
задающей
частоты
fЗ
можно
рассматривать
как
задание
линейно
изменяющегося
во
времени
перемещения,
что
эквивалентно
заданию
скорости.
[
12]
Основы
оптимизации
систем
стабилизации
скорости.
Суммарная
динамическая
ошибка
зависит
от
регулярных
и
случайных
воздействий
на
систему.
К
регулярным
воздействиям
относятся:
изменения
момента
сопротивления,
связанные
с
технологическим
процессом;
оборотные
пульсации
момента,
связанные
с
кинематической
цепью;
оборотные
изменения
электромагнитного
момента,
связанные
с
зубцовыми
и
другими
изменениями
20
магнитного
потока,
связанные
с
коммутацией
в
щеточно-
коллекторном
узле
и
т.
д.
К
случайным
воздействиям
относят
случайные
изменения
момента
сопротивления
и
напряжения
сети,
помехи
в
каналах
измерения
и
управления.
Если
в
системе
имеется
внутренний
контур
регулирования
тока
или
напряжения
преобразователя,
то
обеспечивается
эффективное
уменьшение
влияния
изменений
напряжения
сети.
Наибольшее
влияние
при
этом
на
динамическую
ошибку
оказывают
изменения
момента
сопротивления
и
помехи.
При
этом
оптимизация
систем
стабилизации
скорости
связана
с
обеспечением
противоречивых
требований
оптимальной
фильтрации
помех
и
измерения,
составляющих
ошибки
от
случайных
изменений
момента
сопротивления.
И
основана
на
следующем
подходе.
Помехи
и
изменения
момента
сопротивления
в
общем
случае
являются
некоррелированными
случайными
процессами
с
нормальным
законом
распределения
и
нулевым
математическим
ожиданием.
Для
определения
частоты
среза
контура
скорости
и
вида
частотной
характеристики
определяют:
дисперсии
составляющих
суммарной
ошибки
от
каждого
вида
воздействия,
дисперсию
результирующей
ошибки,
частные
производные
дисперсии
суммарной
ошибки
по
варьируемым
параметрам
системы
стабилизации
скорости.
После
приравнивания
последних
к
нулю
находят
значения
параметров,
обеспечивающих
минимум
ошибки.
Для
точных
и
высокоточных
систем
стабилизации
необходимо
учитывать
помехи
измерения
промежуточных
координат,
параметрические
возмущения
в
двигателе
и
ряд
других
явлений
(
ограничение
регуляторов,
сумматоров
и
т.
д.
)
.
В
результате
синтез
является
задачей
многомерного
синтеза,
который
обычно
производится
с
помощью
статистической
теории
автоматического
управления.
Функциональные
схемы
систем
стабилизации
скорости
точных
электроприовдов.
[
13]
Структуры
цифро-
аналоговых
систем
также,
как
и
аналоговых
могут
выполнятся
по
принципу
подчиненного
регулирования.
Функциональная
схема
показана
на
рисунке.
1.
9
21
Рисунок
1.
9
–
Функциональная
схема
цифро-
аналоговой
системы
стабилизации
скорости.
Основной
контур
регулирования
скорости
выполняется
цифровым:
цифровой
задатчик
интенсивности
ЦЗИ,
цифровая
система
обработки
информации
о
скорости,
цифровой
регулятор
скорости
РС.
Сигнал
задания
тока
формируется
на
выходе
цифро-
аналогового
преобразователя
ЦАП.
УЗ
–
устройство
задания
скорости.
При
пропорциональном
РС
сигнал
ошибки
Nδ
подается
непосредственно
на
ЦАП.
При
более
сложной
структуре
регулятора
вводятся
дополнительные
регистры
для
приема
и
промежуточного
хранения
информации
в
процессе
выполнения
вычислительных
операций.
А
также
сумматоры
для
выполнения
арифметического
суммирования.
При
пропорционально-
интегрирующем
РС
для
получения
интегральной
составляющей
производится
суммирование
текущих
значений
ошибки
Nδ
в
накапливающем
сумматоре
С2
с
последующим
сохранением
результата
в
регистре
РГ3.
Все
составляющие
выходного
сигнала
регулятора
суммируются
в
сумматоре
С4
и
виде
числа
NΣ
поступают
на
ЦАП.
При
пропорционально-
интегрально-
дифференциальном
регуляторе
для
получения
дифференциальной
составляющей
в
сумматоре
С3
из
текущего
значения
ошибки
Nδ
вычитается
предыдущее
значение
ошибки,
хранимое
в
РГ4.
В
цифровой
форме
ПИД-
закон
регулирования
может
быть
представлен
в
следующем
виде
Nδ(
i
∙T0)
=
N
ЗС
(
i
∙T0)
−Nω(
i
∙T0)
,
N
Σ
(
i
∙T0)
=
K1∙Nδ(
i∙T0)
+
K2∙∑Nδ(
i
∙T0)
+
K3∙{
Nδ(
i∙T0)
−Nδ[
(
i−1)
∙T0]
}
где
K1,
K2
,
K3
–
масштабные
коэффициенты.
Когда
управление
рабочей
машиной
производится
от
ЭВМ,
то
для
локальной
цифро-
аналоговой
системы
управления
можно
применить
более
простую,
функциональная
схема
которой
представлена
на
рисунке
1.
10.
23
Рисунок
1.
10
-
Функциональная
схема
цифро-
аналоговой
системы
стабилизации
скорости
при
управлении
от
ЭВМ
В
преобразователе
«код-
частота»
ПКЧ
производится
преобразование
сигнала
задания
скорости
в
импульсную
форму.
Частота
импульсов