Синтез двомасових електромеханічних систем переміщення електродів дугових сталеплавильних печей - Автореферат

Національний університет “Львівська політехніка”Дисертацію присвячено синтезу системи автоматичного керування (САК) переміщенням електродів, яка формує заданий перехідний процес і, тим самим, покращує техніко-економічні показники роботи дугових сталеплавильних печей (ДСП). В результаті чого для синтезу таких систем розроблено модифікований кореневий метод. Проведені дослідження підтвердили, що синтезовані САК переміщенням електрода забезпечують кращі показники перехідного процесу вихідної координати, а отже, кращі техніко-економічні показники роботи ДСП і такі системи є менш чутливими до параметричних збурень, ніж традиційні САК. Диссертация посвящена синтезу системы автоматического управления (САУ) перемещением электродов, которая формирует заданный переходный процесс и тем самым улучшает технико-экономические показатели работы дуговых сталеплавильных печей (ДСП). Данным методом были синтезированы двухмассовая позиционная СМР перемещением электродов и двухмассовая СМР скоростью перемещением электродов, когда система работает в режиме больших перемещений.Недосконалість традиційних САК переміщенням електродів тягне за собою збільшення коливності вихідної координати за умови підвищення швидкодії систем, що є причиною збільшення дисперсії потужностей дуг і недопустимих зусиль між електродом та шихтою при запалюванні дуги, що може призвести до поломок електрода, а отже приводить до погіршення техніко-економічних показників функціонування ДСП. Слід відзначити погіршення ефективності роботи САК переміщенням електродів через застосування неадекватних математичних моделей механізму переміщення електродів під час синтезу таких систем. Вирішення проблеми створення нових моделей механізму переміщення електродів з урахуванням конструктивних особливостей його елементів підвищує ефективність роботи як САК переміщенням електродів зокрема, так і всієї електропічної установки в цілому. Дослідження проводилися відповідно до основних напрямків наукових досліджень Національного університету “Львівська політехніка”, в які входить напрямок: “Створення математичних моделей електромеханічних перетворювачів і систем, автоматизації, систем керування технологічними процесами і електроприводом промислового обладнання, їх автоматизоване проектування”, а також розробленим згідно із Законом України від 11 липня 2001 року “Про пріоритетні напрямки розвитку науки та техніки” науковим напрямком інституту енергетики та систем керування “Ресурсозберігаючі технології та інтелектуальні системи керування в енергозабезпеченні обєктів економічної діяльності”. розробити математичну модель механізму переміщення електродів на основі представлення Денавіта-Хартенберга та методу Лагранжа, яка дозволить досліджувати динамічні характеристики як існуючих механізмів переміщення електродів, так і тих, що знаходяться на стадії проектування, коли невідомі реальні параметри пружних елементів;В сучасних ДСП використовують САК переміщенням електродів, побудовані за імпендансним принципом керування: D = АІД - BUД, (1) де а і b - сталі коефіцієнти, що визначають довжину дуги (уставку), яку має забезпечити САК в режимі стабілізації положення електрода. Це дозволить: зменшити дисперсію потужності дуги; зменшити час, який іде на відпрацювання обриву дуги, чи технологічного к.з., внаслідок дії збурень у пічному просторі; зменшити час аварійних простоїв печі через поломки електродів, коли при запалюванні дуги електроди доторкнуться до шихти з недопустимими зусиллями, або в режимі великих переміщень внаслідок зіткнення електроду зі склепінням печі. Ефективність функціонування САК переміщенням електродів в умовах дії випадкових збурень оцінюється за відповідними показниками, наприклад, дисперсією потужності дуги (дисперсія довжини дуги), яка тісно повязана з інтегральною оцінкою якості регулювання. Для здійснення синтезу відповідних САК переміщенням електродів необхідно мати адекватну математичну модель механізму переміщення електродів, яка б враховувала також і дію дисипативних сил, а саме: сил внутрішнього вязкого тертя в його пружних елементах та сил зовнішнього вязкого тертя в опорах рухомих частин кінематичної схеми електроприводу. Тоді, згідно з математичною моделлю двомасового механізму переміщення електрода (2), отримано нормовану систему диференційних рівнянь у нормальній формі Коші для СМР переміщенням електродів, де враховано дію дисипативних сил.Завдяки вирішенню проблеми синтезу САК переміщенням електродів з урахуванням пружних деформацій елементів механізму переміщення забезпечуються бажані динамічні характеристики і, тим самим, покращуються техніко-економічні показники експлуатації ДСП. Виконані в даній дисертаційній роботі дослідження дали змогу зробити такі висновки: На основі представлення Денавіта-Хартенберга і методу Лагранжа розроблено математичну модель механізму переміщення електродів дугової сталеплавильної печі як обєкта регулювання з пружностями першого роду де мають місце деформації згину.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ