Электромеханическая система компенсации силы тяжести с асинхронным частотно-регулируемым электроприводом

• Автор: Барыльник, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 182 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ СИСТЕМ КОМПЕНСАЦИИ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ
1.1 Существующие подходы и способы имитации
невесомости в земных условиях
1.2 Особенности функционирования и реализации электромеханических систем компенсации
силы тяжести
1.3 Проблемы создания высокоточных и надежных электромеханических систем компенсации
силы тяжести
1.4 Перспективы применения асинхронных электроприводов для построения качественных систем компенсации
силы тяжести
1.5 Постановка задачи исследований
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ КОМПЕНСАЦИИ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ С АСИНХРОННЫМ ЧАСТОТНОРЕГУЛИРУЕМЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
2.1 Разработка математической модели механической части
2.2 Математическое описание асинхронного электродвигателя
при частотном регулировании
2.3 Математическое описание управляющих и информационноизмерительных устройств
2.4 Получение обобщенной математической модели системы компенсации силы тяжести с асинхронным частотнорегулируемым электроприводом
Выводы
3. СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ КОМПЕНСАЦИИ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ С АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
3.1 Проблемы решения задачи синтеза системы компенсации
силы тяжести с асинхронным электроприводом
3.2 Анализ подходов и обоснование выбора метода
синтеза исследуемой системы
3.3 Обоснование рациональной структуры системы компенсации
силы тяжести с асинхронным электроприводом

3.4 Определение математической модели системы компенсации
силы тяжести для решения задачи синтеза
3.5 Синтез оптимального регулятора усилия
3.6 Анализ возможностей использования синтезированного регулятора усилия в цифровой системе компенсации
силы тяжести
Выводы
4 РЕАЛИЗАЦИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ КОМПЕНСАЦИИ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ ТРЕНАЖЕРНОГО КОМПЛЕКСА
4.1 Создание экспериментального стенда для комплексных исследований систем компенсации силы тяжести обеспечивающих имитацию невесомости
обезвешиваемых объектов
4.2 Экспериментальное исследование макета системы компенсации силы тяжести тренажерного комплекса
с электроприводами постоянного и переменного тока
4.3 Разработка технических решений по созданию системы компенсации силы тяжести тренажерного комплекса
«Выход-2» с электроприводом переменного тока
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Повышение требований к производительности и надежности технологических установок целлюлозно-бумажной, металлургической, химической, горной промышленности, качеству выпускаемой продукции и энергосбережению обуславливает необходимость расширения функциональных возможностей систем управления электроприводов. Проведенные в работах [1-6] исследования показали, что для решения этой задачи необходимо осуществлять качественное управление усилиями в упругих механических передачах и обрабатываемом материале. При этом стандартные настройки регуляторов электропривода, выполненные без учета упругих свойств механизмов приводят к появлению значительных колебаний координат, которые ухудшают качество управления выходными координатами системы, затрудняют реализацию высокого быстродействия современных электроприводов, увеличивают динамические нагрузки элементов механических передач, что уменьшает срок их службы. Это обуславливает необходимость комплексного исследования электромагнитных и механических процессов в электроприводе при создании систем управления усилиями.
Исследования, выполненные отечественными учеными Борцовым Ю.А., Квартальновым Б.В., Ключевым В.И., Соколовским Г.Г. и др., позволили разработать фундаментальные вопросы теории электромеханических систем с упругими связями, определить основные пути их анализа и синтеза. В результате в промышленности нашли широкое применение системы управления скоростью и положением механизма, учитывающие упругие свойства механических передач и обрабатываемого материала. Задача регулирования усилий также является актуальной и выполненные в настоящее время исследования систем электроприводов с учетом упругих связей наиболее часто относятся к горным машинам, летательным аппаратам и локомотивам [6-9], а также к промышленным роботам и манипуляторам [10-12].

- разработать технические решения и рекомендации по созданию СКСТ тренажера «Выход» на базе ЭП переменного тока.
Комплексное решение перечисленных выше задач позволит создать качественные СКСТ перспективных тренажерных комплексов, предназначенных для подготовки космонавтов к работе в условиях невесомости.