Поліпшення динамічних характеристик двомасових електромеханічних систем із від’ємним в’язким тертям при підпорядкованому регулюванні - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Поліпшення динамічних характеристик двомасових електромеханічних систем із відємним вязким тертям при підпорядкованому регулюванніРобота виконана у Національному технічному університеті “Харківський політехнічний інститут”, Міністерство освіти і науки України, м. Офіційні опоненти - доктор технічних наук, професор Коцегуб Павло Харитонович, Донецький державний технічний університет, завідувач кафедри електропривода та автоматизованих електротехнічних комплексів кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, доцент Васильєв Вадим Олексійович, АТ “Науково-технічний комплекс “Цемент””, м.Харків, ведучий науковий співробітник Захист відбудеться “27” 06 2001 р. о 1430 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.050.04 у Національному технічному університеті “Харківський політехнічний інститут” за адресою: 61002, м.Харків, вул.Фрунзе, 21.При деяких сполученнях параметрів ЕП і його фрикційного навантаження із характеристикою, що містить таку ділянку, у системі виникають автоколивальні динамічні процеси, які знижують якість продукції, що випускається, і викликають поломки устаткування. Виникнення АКФ при наявності прослизання можливе в ЕП механізмів листових прокатних станів, в обтискних клітях блюмінгів і слябінгів, механізмів подач металорізальних верстатів, кранових механізмів, що пересуваються по рейковому шляху, рудникових електровозів, кульових млинів, правильних машин і т. ін. У рамках даного напрямку встановлені основні умови виникнення АКФ, розроблені математичні моделі для аналізу динамічних властивостей електромеханічних систем із фрикційним навантаженням, визначені способи і розроблені інженерні методики для синтезу стійких електромеханічних систем, створені технічні пристрої, що усувають АКФ у промислових ЕП. Однак залишається актуальною проблема пошуку нетрадиційних настроювань статичних та астатичних регуляторів швидкості (РШ) у рамках СПР, що забезпечували б не тільки розширення області стійкості ДЕМС із ВВТ, але і необхідні показники якості перехідних процесів вихідної координати ЕП. Мета дисертаційної роботи полягає у поліпшенні динамічних характеристик СПР електроприводів постійного струму, що мають двомасову пружну кінематичну схему і початкову нестійкість у силу впливу ВВТ на характер їхнього навантаження, за рахунок використання нетрадиційних методик настроювання регуляторів, тобто таких, які відрізняються від настроювань на модульний та симетричний оптимуми, а також застосування синтезованих поліноміальним методом різних статичних і астатичних регуляторів швидкості повного та зниженого порядку.З метою отримання максимального розширення області стійкості по параметру ВВТ за рахунок варіювання коефіцієнтів регуляторів СПР у другому розділі запропонована методика вибору значень даних коефіцієнтів, яка полягає у побудові області стійкості, де вздовж однієї осі відкладено коефіцієнт підсилення регулятора, а по іншій - значення параметру ВВТ [3]. Наявність екстремуму у залежності між коефіцієнтом підсилення РШ та параметром ВВТ дозволяє вибирати цей коефіцієнт найкращим з точки зору забезпечення стійкості у системі. Відповідно при зневаженні впливом ЕРС двигуна і представленні КРС у вигляді ланки першого порядку зі сталою часу 2Тм , згідно МПР передавальна функція обєкту Uзз(p)/Uрш(p) подається як: , (2) К0=(СФ)Кш/(Kibc) коефіцієнт передачі обєкту; Рк (р), Qk (р) - поліноми, які мають у якості своїх нулів та полюсів тільки ліві нулі та полюси обєкту, які компенсуються за допомогою РШ; Pn (р), Qn (р) - поліноми, які мають тільки ліві нулі та полюси обєкту, у компенсуванні яких нема необхідності; Р-(р),Q-(р) - поліноми, які мають праві та нейтральні нулі та полюси, за виключенням розташованих у точці р=0, компенсація яких неприйнятна через порушення умови грубості; s=0, 1, 2 - кількість полюсів обєкту у точці р=0. Якщо отримане рівняння має одне чи декілька цілих позитивних рішень w0i, тоді на підставі рівняння (4) передавальна функція РШ має вигляд [4, 9]: (12) коефіцієнт підсилення РШ та сталі часу: , розраховані для таких параметрів ДЕМО: J1=J2=10 кг?м2, С12=5000 Н?м, W12=31,62 с-1, bc=-100 Н?м?с, СФ=2,68 В?с.Отримані області стійкості ДЕМС із ВВТ у площині двох узагальнених параметрів та показано, що застосування нетрадиційних настроювань регуляторів СПР дозволяє розширювати границі цих областей по параметру ВВТ у порівнянні з настроюваннями на МО й СО, у середньому, у 1,5 - 2 рази. Установлено, що границі області стійкості мають чітко виражений екстремум, на базі цього розроблено інженерну методику розрахунку параметрів регуляторів СПР ДЕМС із ВВТ для одержання максимально можливого розширення області стійкості, і в узагальнених параметрах дана кількісна оцінка впливу коефіцієнтів підсилення регуляторів на границі цієї області.

2. Основний зміст роботи