Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22

Микро-ЭВМ

Интерфейс параллельного обмена

(1),,

4>jvar


Влон задания скорости

5.6. Аналого-цифровая система управления приводом ТПЧ-АД посредством ЭВМ по вектору магиитиого потокосцепления статора двигателя

В схеме рис. 5.6 использована микро-ЭВМ типа «Электрони-ка-бОМ», имеющая интерфейс «Общая шина»; преобразователи АЦП и ЦАП характеризуются временем преобразования; для ЦАП -8 мкс и для АЦП-10 мкс. Точность измерения угловой скорости двигателя не хуже 0,2 % во всем диапазоне регулирования скорости.

Сигналы с измерительных проводников ИКа и Я/*Ср пропорциональны производным потокосцеплении по осям (а, Р) и их необходимо проинтегрировать. Эта операция выполняется аналоговыми интеграторами Иа,, Ир с компенсацией дрейфа нуля. Вычисляется модуль вектора потокосцепления статора Wsm = = (sa + Tsp) где Wsa И Чр - значения составляющих потокосцепления, находящиеся в регистрах АЦП. Вычисляется также частота вращения вектора потокосцепления статора <в. = = VsaVm. где Ха И Ч - пронзводные состав-

ляющих вектора потокосцепления, находящиеся в регистрах АЦП. Далее вычисляется рассогласование Чз - Wsm, где - заданное значение модуля потокосцепления статора, находящееся в одной из ячеек памяти и соответствующее номинальному потокосцеплению двигателя. Алгоритм управления напряжением реализуется по уравнению


где Us - управляющее воздействие по каналу напряжения ТПЧ; D(z)-цифровая корректирующая функция, которая представляет собой набор коэффициентов, рассчитанных заранее и помещенных в постоянную память ЭВМ, которые умножаются на соответствующие значения, вычисленные на текущем шаге и на предыдущих.

Так как система нелинейная, то каждой области значений угловой скорости ротора соответствует свой набор коэффициентов. Значение угловой скорости ротора снимается с цифрового датчика скорости ДС, который включает в себя фотоимпульсный датчик, представляющий собой диск с прорезями, с одной стороны которого установлены светоизлучающие диоды, а с другой - фотодиоды. Период следования импульсов заполняется генератором, который стабилизирован кварцевым резонатором. Так как измеряется период, то программно определяется угловая скорость ротора со = fe/Ги, где k - масштабный коэффициент; Гн - число импульсов, пропорциональное периоду. По вычисленной скорости определяется адрес первого и всех остальных коэффициентов для данной области. Вычисленное значение Us записывается в регистр ЦАП и в виде аналогового сигнала поступает на вход ТПЧ.

Сигнал задания по каналу скорости в соответствии с алгоритмом вычисляется по уравнению

<Usk = 4 + 1 («) « - + 2 i%s, k-X - «у.. k-l)r

где ki{s)-передаточная функция цифрового ПИ-регулятора отработки рассогласования скорости; k2{s) - передаточная функция цифрового ПИ-регулятора фазового угла вектора напряжения относительно вектора потокосцепления; - заданное значение угловой скорости ротора на k-u интервале; со* - мгновенное значение скорости ротора на /г-м интервале; ©,5. -i - значение частоты вращения вектора потокосцепления статора на {k- 1)-м интервале; ms, k-i - значение частоты вращения вектора напрял<ения на (к-\)-ш интервале.

Вычисленное значение cous записывается в регистр ЦАП и в виде аналогового сигнала поступает в ТПЧ. Дискретный характер работы преобразователя приводит к разрывному характеру функции cos [t), и для формирования заданных значений по каналу значения и частоты напряжения вводится цифровая фильтрация, которая основана на ограничении приращения между текущим значением и предыдущим, причем это ограничение является функцией от cous-

Особенностью микро-ЭВМ «Электроника-бОМ» является то, что в ней нет специальных команд ввода и вывода. Адресация к внешним устройствам такая же, как к ячейкам памяти. Таким образом, благодаря предложенному соединению АЦП и ЦАП с микро-ЭВМ, все операнды, находящиеся в регистрах внешних устройств, непосредственно участвуют в вычислениях.



-If

Начало

г-5-


г-24-

r-?J-


f-/4

7(f u Л2 /го /cggy спорости О)

Вычисление Usm

Нетг25


sm "max

Та, Г-/7-

ш=Ь/Г

г-18-1

Запуск всех АЦП [Запуск АЦП

19-1

-i/7-

Вы5ор Т<,К,-к по коду скорости

г-2/-1

Вычисление ш


5.7. Блок-схема программы ЭВМ для управления приводом ТПЧ-АД по вектору магнитного потокосцепления статора двигателя

Блок-схема вычислений в системе управления с микро-ЭВМ типа «Электроника-бОМ» приведена на рис. 5.7.

Сигналы магнитного потокосцепления двигателя Wsa, Чр, снимаемые с измерительных витков, и Wsa, Чр, вычисленные в интеграторах Я, Яр, через блоки аналого-цифровых преобразователей (АЦП) поступают в ЭВМ и на первых операциях 1-6

используются для вычисления модуля магнитного потокосцепления статора двигателя llml. Значение Wlm в ячейке «если» (операция 7) сравнивается с номинальным значением, с тем чтобы управление двигателем выполнялось при модуле потокосцепления, не превышающем его номинального значения.

Выдача из ЭВМ команд на запуск АЦП производится на операции /7. На операциях 8-9 вычисляется значение частоты вращения вектора магнитного потокосцепления двигателя со. Затем на операции 14 выбираются коэффициенты регулятора модуля напряжения РН - k\, k; ПИ-регулятор здесь представляется следующей передаточной функцией:

На операции воспроизводится задатчик интенсивности измерения скорости двигателя при отработке заданного уровня скорости. Для вычисления управляющего сигнала изменения скорости двигателя на операции в ЭВМ вводится значение скорости со" от блока задания скорости.

Далее на операции 17 от импульсного датчика скорости двигателя ДС вводится величина периода измерения скорости Г<о и вычисляется скорость двигателя со. Последующая операция 20 определяет выбор коэффициентов kz, ki ПИ-регулятора скорости двигателя PC и fes П-регулятора фазы напряжения преобразования РФ.

На операции 23 кодовые сигналы управления Usm и частотой cous напряжения преобразователя через блоки цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) поступают в систему управления преобразователя ТПЧ. Таким образом, управление приводом осуществляется по командам из блока задания скорости. Выключение ЭВМ после остановки привода осуществляется командой «Конец».

Порядок вычислений в соответствии с указанным алгоритмом представлен блок-схемой на рис. 5.7 и выполняется последовательно:

съем кодов с АЦП составляющих потокосцепления и э. д. с.

статора и вычисление ЧаЧР, Wsa, WsWsa, WsaWs-WsWsa,

= Ча + 4sp, где Wsa, Чр - сигналы измерительных проводников; Ч, Ч - сигналы с интеграторов;

вычисление 4sm = (4sa -f Чр)" осуществляется итеративным

методом по алгоритму WlmlWsm,n-\=Wsmnp, {Wsm np+Wsm, n-\)l2=

== Wsm. n> где Wsm. n-i - значсние модуля потокосцепления статора на предыдущем шаге вычислений; Wsmnp - первое приближение; так как частота прерываний много больше частоты изменения потока, то вполне достаточно одного приближения;

вычисление со производится по формуле со = (ЧЧ- ~ssa)/lm %s ~ частота вращения вектора потокосцепления статора. Здесь осуществляется фильтрация со, основанная




о 0,5 1 1,5

h 0,5

5.8. Переходные процессы пуска привода IПЧ-АД с управлением от ЭВМ по вектору магнитного потокосцепления статора двигателя

Полученный на ЭВМ результат вводится через ЦАП в канал управления частотой ТПЧ. Далее цикл повторяется.

Время выполнения одного цикла программы составляет две

"""электропривод по схеме рис. 5.6 был испытан на установке с двигателем мощностью 4,5 кВт. Привод показал хорошую стабильность и высокие динамические качества. На рис. Ь.Ь для примера приведена осциллограмма пуска. На осциллограммах видно, что угловая скорость нарастает с постоянным ускорением, а потокосцепление двигателя Wsm удерживается на постоянном заданном уровне.

на ограничении приращения Лсо: - ю. „ i = Дю, со„ = it.n-i + A©. где -f Лео, если Дсо < е; - Лю, если - Лео > - е; -fE, если Дсо > е и - е, если - Дсо < - е;

код задания угловой скорости снимается с АЦП и организуется задатчик интенсивности шп - соо, -i + Дсо, где +Д«. если Кп -«o,«-i) >0; -Дсо, если - соо, „ ,)< О и О, если К - - 0. n-i) = 0; Дсо - фиксированное число, определяющее темп нарастания (спадания) скорости; сод -задание угловой скорости;

рассогласование по потоку ДЧт == - sm, где W°m~ заданное потокосцепление статора (фиксированное число);

вычисляется со (Хт ~ sm) ~ ВОЗМОЖНОСТЬ пуска обеспечивается начальным заданием cos. занесенным в ячейку, отведенную для со (постоянное число);

организация ПИ-регулятора производится по уравнениям: („-„ ,) = ЛЛГ; Дr„ = r„ ,-f ДГ„; ЛГ„ = fe,/ДХ„-f fe/, где fejy -сменный коэффициент пропорциональной части (/- адрес, связанный с со); - сменный коэф(})ициент интегральной части;

вычисленное значение Y„ подается через ЦАП в канал задания напряжения ТПЧ;

для управления каналом частоты вычисляется kin = со, где k - масштабный коэффициент (постоянное число, зависящее от разрядности преобразователя скорость - код); п - код с преобразователя скорость - код; со - угловая скорость двигателя;

вычисляется Дсй« = соо - о), где соо - заданное значение угловой скорости; после вычисления Дсо„ выдается команда на запуск всех АЦП;

ПИ-регулятор по каналу частоты организуется по алгоритму, аналогичному алгоритму регулятора канала напряжения: coys„= = h (Д(й„ - Дсо„ i) -f 4 (Лсо„ , + Асо„)/2 -I- 5 («,s. 1 - a>ys. 1) + «о-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22