Аннотация
В настоящее время электромеханические системы лазерного сканирования находят широкое применение при создании моделей реальных объектов для различных отраслей промышленности, снятии рельефа местности и т. д. Узел электромеханической развертки таких систем целесообразно строить на базе синхронно-синфазного электропривода (ССЭ), реализованного на основе принципа ФАПЧ, который обеспечивает высокую точность регулирования врежиме стабилизации угловой скорости. В ряде применений требуется изменение частоты вращения исполнительного устройства. В этом случае происходят потери информации в сканирующей системе на время переходного процесса отработки изменения сигнала задания частоты вращения. Для уменьшения потерь информации требуется применять более сложные способы управления, которые возможны только при высокой точности измерения динамических параметров электропривода. В данной работе приводится описание нового метода косвенного определения рассогласования по частоте вращения электропривода в режимах работы с максимальным ускорением при разгоне и торможении. Известные методы косвенного измерения не позволяют оценивать рассогласования по частоте вращения синхронно-синфазного электропривода с высокой точностью на ранних этапах разгона (торможения) электропривода. Методы прямого измерения либо значительно сложнее в реализации(дороже), либо не обеспечивают необходимую точность измерения при приближении угловой скорости электропривода к заданной. В статье предложен метод косвенного определения рассогласования по частоте вращения электропривода, который заключается в логической обработке порядка следования импульсов с выхода импульсного датчика частоты вращения электропривода и импульсов дополнительного импульсного сигнала, частота которого изменяется(подстраивается) по мере приближения угловой скорости электропривода к заданной. Данный метод позволяет обеспечить заданную достаточно высокую точность определения рассогласования по угловой скорости на большей части участка разгона(торможения) электропривода.
Ключевые слова: синхронно-синфазный электропривод, фазовая автоподстройка частоты, угловая скорость, прецизионный электропривод, рассогласование, заданная точность, система управления, косвенное измерение, импульсный датчик частоты вращения
Список литературы
1. Best R.E. Phase-locked loop design, simulation and applications. – 5th ed. – New York: McGraw-Hill, 2003. – P. 109–114.
2. Hsieh G.C., Hung J.C. Phase-locked loop techniques. A survey // IEEE Transactions on Industrial Electronics. – 1996. – Vol. 43, iss. 6. – P. 609–615. – doi: 10.1109/41.544547.
3. Sen P.C., Macdonald M.L. Stability analysis of induction motor drives using phase-locked loop control system // IEEE Transactions on Industrial Electronics and Control Instrumentation. – 1980. – Vol. IECI-27, iss. 3. – P. 147–155. – doi: 10.1109/TIECI.1980.351668.
4. Prasad E.S.N., Dubey G.K., Prabhu S.S. High-perfomance DC motor drive with phase-locked loop regulation // IEEE Transactions on Industry Applications. – 1985. – Vol. IA-21, iss. 1. – P. 192–201. – doi: 10.1109/TIA.1985.349680.
5. Трахтенберг Р.М. Импульсные астатические системы электропривода с дискретным управлением. – М.: Энергоиздат, 1982. – 168 с.
6. Бубнов А.В., Бубнова Т.А., Федоров В.Л. Современное состояние и перспективы развития теории синхронно-синфазного электропривода: монография. – Омск: ОмГТУ, 2010. – 104 с.
7. Бубнов А.В., Чудинов А.Н. Улучшение показателей качества регулирования электропривода сканирующих систем: монография. – Омск: ОмГТУ, 2012. – 92 с.
8. Bubnov A.V., Emashov V.A., Chudinov A.N. The methods of preliminary phasing adjustment of the rotor speed and position control electric drive // Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics). – Omsk: IEEE, 2014. – P. 1–4. – doi: 10.1109/Dynamics.2014.7005648.
9. Бубнов А.В., Бубнова Т.А. Способы фазирования электропривода с фазовой синхронизацией // Электротехника. – 2010. – № 5. – С. 2–8.
10. Бубнов А.В., Чудинов А.Н., Емашов В.А. Квазиоптимальный по быстродействию синхронно-синфазный электропривод для сканирующих систем: монография. – Омск: ОмГТУ, 2013. – 120 с.
11. Brock S., Zawirski K. New approaches to selected problems of precise speed and position control of drives // Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society. –2012. – P. 6291–6296. – doi: 10.1109/IECON.2012.6389020.
12. Бубнов А.В., Емашов В.А., Чудинов А.Н. Способ косвенного определения ошибки по частоте вращения в электроприводе с фазовой синхронизацией в режиме насыщения логического устройства сравнения // Омский научный вестник. – 2011. – № 1. – С. 99–103.
13. Measurement methods for angular acceleretion and errors for angular velocity of synchrophase electric drive / A.V. Bubnov , V.A. Emashov , A.N. Chudinov, A.N. Alpysova // Measurement Technique. – 2014. – Vol. 57, iss. 8. – P. 860–865. – doi: 10.1007/s11018-014-0549-2.
14. High-quality microprocessor system for position, veloscity, and acceleration measurements of electrci drives / O.V. Veselov, A.V. Eremon, A.O. Veselov, A.N. Nikashkin // Measurement Technique. – 1999. – Vol. 42, iss. 4. – P. 383–389. – doi: 10.1007/BF02504401.
15. Патент 2475932, Российская Федерация, МПК Н 02 Р 5/52, G 05 D 13/62. Способ фазирования вращающегося вала электродвигателя и устройство для его осуществления / А.В. Бубнов, А.Н. Чудинов, В.А. Емашов. – № 2011137915/07; заявл. 14.09.2011; опубл. 20.02.2013, Бюл. № 5.
