Алгоритм кратной синхронизации для регулирования расфазировки роторов виброустановки с учетом динамики привода, страница 6

Система безопасности включает также защиту электродвигателей от перегрева и длительного воздействия тока, превышающего номинальные значения. Стенд оснащен датчиками положения подвижной платформы и датчиками угловых величин дебалансов: начального положения, направления вращения и фазы (углового положения роторов). Все датчики парные.

Датчики положения подвижной платформы индуктивные. Они представляют собой катушку, неподвижно закрепленную на основании стенда, и ферромагнитный сердечник, расположенный вблизи сердечника катушки с небольшим смещением от ее оси и закрепленный на подвижном коромысле, которое в свою очередь связано рычагом с платформой. Перемещение коромысла составляют всего доли миллиметра. Для измерения такого малого перемещения применена специальная измерительная схема. Катушка включена в колебательный контур и имеет дополнительный отвод от части витков, позволяющий применить автотрансформаторную связь контура с демодулятором, повышая тем самым напряжение на входе. Датчик запитывается от кварцевого генератора синусоидальным сигналом с частотой 100кГц. Значительное усиление сигнала перемещения платформы достигается тем, что рабочая точка датчика находится в зоне резонанса контура, на одном из склонов резонансной характеристики. При движении подвижного сердечника вблизи сердечника катушки индуктивность контура изменяется, вследствие чего рабочая точка резко смещается по крутому резонансному склону. Напряжение на выходе устройства после демодуляции пропорционально перемещению платформы и составляет до 0,5В  в рабочем диапазоне амплитуд колебаний платформы. При этом амплитудно-частотная характеристика данной схемы измерительного преобразователя линейна во всем диапазоне рабочих частот стенда.

Датчики угловых величин оптические. Они включают в свой состав светоизлучатель (светодиод) и светоприемник (фотодиод), расположенные на неподвижном основании стенда, и диск с отверстиями, закрепленный на валу каждого из роторов. Угловые величины преобразуются в двухфазную последовательность прямоугольных импульсов. Такая последовательность позволяет с помощью минимальных аппаратных и программных средств определять угол поворота и направление вращения дебалансных роторов.

Датчик начального положения дает одиночный короткий импульс один раз за оборот ротора. Датчик направления вращения также дает одиночный короткий импульс один раз за оборот, но этот импульс смещен относительно импульса начального положения в сторону вращения. Датчик фазы дает импульс через каждые четыре угловых градуса поворота ротора. Все датчики снабжены усилителями-формирователями, выходные сигналы которых имеют стандартный вид ТТЛ-сигналов: импульсы прямоугольной формы с крутыми фронтами и с амплитудой 4,2÷4,7В. Длительность импульсов лежит в пределах 10^-3 - 10^-4 с, в диапазоне рабочих частот стенда.

Отдельные приставки к стенду, такие, например, как груз на пружине, должны иметь свои датчики. В частности, у груза на пружине должен быть датчик величины деформации пружины.  Для преобразования импульсных сигналов датчиков в машинную форму в систему управления стенда включен специальный контроллер. При этом контроллер не предназначен для формирования сигнала управления стендом, поскольку эта задача целиком возложена на компьютер, исходя из научно-методического предназначения стенда. Поэтому от контроллера не требуется высокой производительности.

1.2.Типовые структуры управления электромеханическими системами.

1.2.1. Стандартные настройки и принципы построения систем подчиненного регулирования.

Наряду с описанием объекта в пространстве состояний при построении систем управления используются модели в виде передаточных функций и структурных схем.

В практике построения замкнутых автоматизированных систем управления электроприводами широко применяются стандартные настройки контуров регулирования. Рассмотрим контур (рис. 1.6, включающий в себя объект регулирования с передаточной функцией , звено с коэффициентом передачи  и малой постоянной времени  и регулятор . Возмущающее воздействие DZ действует на вход объекта регулирования через звено с коэффициентом передачи .