|
| |
|
Главная Журналы Рис. 7.5. Фазовое измерение рассогласования: а - схема фазосдвигателя; б -схема измерения
> ведена на рис. 7.4, в. По приходу импульса входной частоты /вг триггер Г/ устанавливается в состояние логической единицы. Первый же следующий импульс тактовой частоты своим задним фронтом установит в состояние логической единицы триггер Т2, при этом триггер Tl сбрасывается. Следующий импульс частоты /т2 вызывает импульс на выходе схемы совпадения Dl, а своим задним фронтом сбрасывает триггер Т2. Схема возвращается в исходное состояние. Импульсы тактовых последовательностей !т\~1п неперекрывающиеся. Если механизмы перемещаются синхронно, то содержимое РСт колеблется в пределах ±1 импульс. При отсутствии синхронности содержимое РСт пропорционально разности пройденных путей с соответствующим знаком. Работа счетчика РСт вблизи куля нежелательна из-за его опрокидывания, что требует фиксации знака Д5 и инвертирования выходного кода. Поэтому целесообразно в режиме начальной установки НУ записывать в счетчик начальный код, содержащий единицу в старшем разряде при остальных нулевых, а напряжение на выходе ПКН, равное примерно 0,5 шкалы, скомпенсировать смещением -Uo. Возможно также применение описанного в [47] ПКН на основе цифрового интегратора, на выходе которого при записи единицы в старший разряд формируются двухполярные прямоугольные импульсы равной длительности и амплитуды, а при увеличении или уменьшении содержимого РСт изменяется соотношение длительностей этих импульсов, так что среднее значение выходного напряжения становится отличным от нуля с полярностью, зависящей от направления изменения кода счетчика. При фазовом измерении положения используется сельсин или вращающийся трансформатор. Возможность использования массово изготовляемых относительно простых устройств и является основным достоинством этого метода. При использовании сельсина его трехлучевая обмотка {Р-Р-Р на рис. 7.1) питается трех- фазным напряжением, тогда на обмотке С\-Сг наводится переменное напряжение постоянной амплитуды и сдвинутое относительно питающего напряжения на угол 9, где 0 ~ угол поворота ротора относительно какой-либо фазы, принятой за опорную. Применение трехфазного напряжения промышленной сети для питания сельсинов нежелательно из-за его колебаний по фазе и частоте, поэтому обычно формируется система трех прямоугольных напряжений, сдвинутых на электрический угол, равный 120°, а затем их фильтрацией получают трехфазную систему синусоидальных напряжений. Более просто измерить фазу при применении вращающегося трансформатора. Его питание осуществляется однофазным напряжением. На выходах двух вторичных обмоток образуются напряжения Ui=fymCOS 9 sin (о/, «2 = msin 0 sin 0) На выходе схемы фазо-сдвигателя, изображенного па рис. 7.5, а, прн /?Са)=1 получаем Для определения фазового сдвига используется заполнение высокой тактовой частотой /г промежутка времени между моментами перехода через нуль опорного Lon и выходного напряжений и подсчет числа импульсов. Моменты перехода через нуль фиксируются нуль-органами Н01 и Н02. Нуль-орган Н01 взводит триггер Т и разрешает счет импульсов, а нуль-орган Н02 сбрасывает триггер Т и запрещает счет импульсов; одновременно дифференциаторы DI, D2 формируют два импульса, первый из которых переписывает код счетчика в регистр РГ, а второй обнуляет счетчик, подготавливая его для нового цикла. Таким образом, в данном методе измерение положения осуществляется не непрерывно, а циклически, с периодом Т=2п/ы. Частота /т определяется требуемой емкостью счетчика, равной М = 5„олн11г, где 5полн-полный контролируемый путь; h - «цена» одной дискреты. Тогда /т = =:а)Л/(2я)- Однако максимальное значение частоты /т определяется быстродействием выбранной элементной базы, в частности нуль-органов, так как за время их переключения не должно пройти па счетчнк более одного импульса. Основными источниками погрешностей в этом методе являются неточность фиксации пуля напряжений Lon и «вых. отклоешния частот опорного напряжения и тактовой от расчетных, влияние высших гармоник и помех на кривые опорного и выходного напряжений. Для уменьшения влияния последних можно измерить фазовый сдвиг дважды за период - для положительЕ1ЫХ и отрицательных полуволн напряжения (Jon - н усреднить результаты. Для увеличения точности используются также двухотсчетные системы, причем старший («грубый») канал может быть выполнен па различных принципах. Например, можно использовать метод счета, тогда «грубый» канал подсчитывает число оборотов «точного» датчика. Возможно также использовать тот же метод измерения фазы. Следует отметить, что при этом возникают дополнительные сложности, связанные с согласованием каналов при переходе «точного» канала через нуль. 7.2. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ i РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ Системы с регулированием положения строятся, как правило, по принципу подчиненного регулирования, с внутренними контурами скорости и тока. Процесс отработки заданного пути состоит из разгона электропривода до установившейся скорости, перемещения на этой скорости, торможения до полной остановки. При отработке малых перемещений второй этап отсутствует. Первые два этапа не вносят специфических особенностей в работу и построение системы регулирования. Наиболее ответственным является этап торможения: механизм должен остановиться в заданном положении за минимальное время без перерегулирования. Если принять фактическую скорость равной заданной, то на участке торможения рассогласование по пути и скорость двигателя связаны соотношением где/ - момент инерции привода; ks-коэффициент пропорциональности между углом поворота вала двигателя и перемещением, (рад/рад либо м/рад); Мдин - динамический момент двигателя при торможении. Характеристика регулятора положения, определяющая связь между рассогласованием us и заданной скоростью, при этом запишется в виде "з. с = *д, с У«Д5/(Ь*ип) • (7-3) где „п - коэффициент передачи датчика положения. В/рад либо В/м; д, с - коэффициент передачи датчика скорости, В-с/рад. Начальный участок характеристики регулятора линейный с коэффициентом усиления kl = йд. с (Ос. J{ksku„), (7.4) где (Ос,п - частота среза контура положения, для исключения перерегулирования принимаемая равной (4Гцп)~; ?цп= п-(-Гцс; Гп - сумма малых постоянных времени в регуляторе и измерителе положения; Гцс= <>7!с, «со - частота среза контура скорости. При учете Гп, а также отличия фактической скорости от заданной характеристика должна быть изменена (рис. 7.6) [48]. Линейный участок заканчивается в точке а при «Д5 = 2„п Т1,п/Ь. На участке б-в уравнение кривой и - "з. с--7- >1 " 2Ь (7.5) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 [ 71 ] 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 |
|||||||||||||||||||