Структурно-алгоритмічне моделювання керованих електромеханічних систем, що містять ланки з розподіленими параметрами - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук Структурно-алгоритмічне моделювання керованих електромеханічних систем, що містять ланки з розподіленими параметрамиРобота виконана в Черкаському державному технологічному університеті Міністерства освіти і науки України Науковий керівник член-кореспондент АПН України, заслужений діяч науки і техніки України, доктор технічних наук, професор Верлань Анатолій Федорович, Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Захист відбудеться «21 » травня 2009 р. о 1400 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради К73.052.01 Черкаського державного технологічного університету за адресою: 18006, м. З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Черкаського державного технологічного університету за адресою: 18006, м.Висока розмірність та нелінійність математичних моделей, адекватних електромеханічним обєктам різної фізичної природи (електричні кола, магнітні і електричні поля, механічні ланки і т. д.), складність алгоритмів керування, необхідність врахування розподілених параметрів і велика різноманітність режимів ускладнюють задачі моделювання. Зокрема, при моделюванні електромеханічних систем виникає необхідність у вирішенні низки таких розрахункових задач, як дослідження впливу параметрів окремих ланок на стійкість систем та якість перехідних процесів, оцінка доцільності введення в схеми різних зворотних звязків, аналіз поведінки системи керування при виникненні в ній аварійних режимів, визначення допустимих відхилень параметрів, а також вирішення питань, повязаних з синтезом системи, оптимізацією її структури і параметрів. Дисертаційні дослідження проводилися автором на кафедрі електротехнічних систем Черкаського державного технологічного університету, при співробітництві з Інститутом проблем моделювання в енергетиці ім. Метою дисертаційної роботи є розробка, обґрунтування та дослідження метода структурно-алгоритмічного моделювання керованих ЕМС, що містять ланки з розподіленими параметрами, та реалізація отриманих алгоритмів у вигляді програмних засобів відкритого типу з модульною ланковою організацією. В опублікованих роботах в співавторстві особисто дисертанту належать наступні результати: запропоновано алгоритм апроксимації дробово-раціональних передатних функцій ланцюговими дробами та його реалізацію в середовищі Matlab [1]; запропоновано екстраполяційний метод контролю процесів чисельного моделювання динаміки систем, що дозволяє оцінити якість процесу моделювання [2]; розроблено спосіб апроксимації дробово-раціональних передатних функцій ланцюговими дробами [3]; застосовано та досліджено спосіб побудови цифрового регулятора в системі автоматичного керування дизельного двигуна з електрогідромеханічним регулятором [4]; синтезовано систему керування слідкуючого електроприводу з двигунами постійного струму [5]; застосовано інтегро-диференціальну модель для опису систем автоматичного керування із зворотним звязком та з пропорційно-інтегро-диференційним (ПІД) регулятором [6]; запропоновано алгоритм відновлення неперервних вхідних сигналів в інерційних каналах керування [7]; розроблено структурну математичну модель електромеханічної установки для дослідження її динаміки [8]; запропоновано спосіб побудови оптимального регулятора для обєкта з релейною характеристикою [9]; розроблено алгоритми прямих та ітераційних чисельних методів моделювання динамічних систем, що описуються інтегро-диференціальними рівняннями [10, 13].Оскільки запропоновані математичні моделі ланок керованих електромеханічних систем можна розглядати як елементи структурної схеми при структурно-алгоритмічному моделюванні складних ЕМС, то такого типу елементи можуть складати бібліотеку типових ланок керованих ЕМС. Система лінеаризованих рівнянь, які характеризують рух електроприводу з урахуванням параметрів кінематичної розподіленої ланки, має наступний вигляд: (1) де r, L, щ, J1 - опір і індуктивність кола якоря, кутова швидкість і момент інерції двигуна відповідно; ЕТП - напруга тиристорного перетворювача; Се, Ст - постійні двигуна; І1 - сила струму, яка відповідає рушійному моменту; І2 - сила струму статичного навантаження, обумовленого радіусом передачі R, передавальним числом редуктора u і силою F (l, t); F(x, t), U(x, t), н(x, t) - сила, переміщення і швидкість ланки з розподіленими параметрами в перетині x; E і р - модуль пружності і щільність матеріалу; s - площа поперечного перерізу ланки; l - її довжина; m2 - маса обєкта управління; Д-приріст відповідних величин. Застосовуючи перетворення Лапласа до диференціальних рівнянь з частинними похідними в системі (1), отримуємо наступні передатні функції кінематичної розподіленої ланки: Отримані результати дозволяють синтезувати структурну схему моделі системи автоматичного регулювання швидкості електроприводу, приведену на рис.

Основний зміст роботи