Оптимальная адаптивная система автоматического управления электромеханическими системами главных приводов прокатных станов

• Автор: Кравченко, Андрей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 155 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава 1. Электромеханические системы главных линий прокатных
станов
1.1. Динамические нагрузки в электроприводах прокатных станов
1.2. Влияние технологического нагружения и зазоров передач на величину динамических нагрузок
1.3. Динамические нагрузки электромеханических систем главных приводов стана 2
1.4. Оптимизация и адаптация управления главных электроприводов
прокатных станов
Выводы
Глава 2. Поисковая оптимизация пиковых динамических нагрузок элементов
электромеханических систем черновых клетей прокатных станов
2.1. Анализ способов многопараметрического поиска
2.2. Синтез способа адаптивной поисковой оптимизации пиковых динамических нагрузок элементов электромеханических систем черновых клетей прокатных станов
2.3. Исследование эффективности разработанного способа поисковой оптимизации и адаптации его параметров
2.4. Оптимизация пиковых динамических нагрузок элементов приводной линии черновой клети №1 стана 2
Выводы
Глава 3. Адаптивная идентификация зависимости динамических нагрузок
элементов электромеханических систем черновых клетей прокатных
станов от настроек регуляторов
3.1. Анализ способов адаптивной идентификации

3.2. Синтез способа адаптивной идентификации зависимости динамических нагрузок элементов электромеханических систем черновых клетей прокат-
ных станов от настроек регуляторов
3.3. Исследование разработанного одношагового набросового способа адаптивной идентификации
3.4. Идентификация зависимости динамических нагрузок элементов приводной линии черновой клети №1 стана 2000 от настроек регуляторов
Выводы
Глава 4. Система оптимального адаптивного управления главными электроприводами черновых клетей прокатных станов
4.1. Структура аппаратной части системы управления
4.2. Алгоритм функционирования системы управления
4.3. Экспериментальное исследование системы управления
Выводы
Заключение
Литература
Приложение
Приложение
Приложение
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Интенсификация производственных процессов неизбежно ведет к росту нагруженности агрегатов, возрастанию механических напряжений в элементах машин, ускорению темпов износа деталей и сокращению сроков их службы. Работа прокатных станов (в том числе и непрерывных) характеризуется цикличностью. Наряду с установившимися режимами работы здесь имеют место интенсивные переходные процессы. Особую опасность представляют переходные процессы в начальной стадии прокатки - явления, во многом напоминающие удары и вызывающие возникновение динамических нагрузочных моментов, в несколько раз превышающих статические нагрузки. Согласно статистическим данным 90% разрушений деталей машин носят усталостный характер и происходят в результате действия переменных динамических нагрузок. Анализ литературных источников показывает, что оптимизация динамических нагрузок элементов приводных линий прокатных станов путем настройки параметров электропривода способствует значительному снижению динамических моментов в переходных процессах.
Вследствие интенсивного износа технологического оборудования прокатных станов и целого ряда других причин реальная электромеханическая система (ЭМС) приводной линии является существенно нестационарным объектом, свойства которого с течением времени значительно изменяются. Причем наряду с относительно плавным дрейфом параметров, имеют место и резкие скачкообразные изменения характеристик системы. Помимо этого, на ЭМС прокатных станов воздействует спектр внешних возмущений, характер которых также варьируется от плавных и непрерывных до резких и скачкообразных. Все это позволяет сделать вывод, что реальные ЭМС прокатных станов, наряду с ярко выраженной нестационарностью, являются еще и стохастическими объектами. Существует необходимость в разработке структуры и эффективных алгоритмов функционирования оптимальной адаптивной системы автоматического управления главными электроприводами прокатных станов с целью обеспече-

[43]. Чем больше овражность функции качества, тем хуже работает метод наискорейшего спуска.
При оптимизации многопараметрических объектов управления весьма эффективным является применение методов случайного поиска для решения экстремальных задач. В [43, 44] исследуется целесообразность применения алгоритмов случайного поиска для оптимизации многопараметрических объектов с кусочно-линейной и нелинейной функцией качества. На основании результатов исследований можно сделать вывод, что при оптимизации многопараметрических объектов управления, размерность которых превышает п-3, более целесообразно использовать алгоритмы случайного поиска (как для кусочно-линейных, так и для нелинейных объектов оптимизации), то есть для многопараметрических объектов случайный поиск имеет преимущество перед градиентным по критерию быстродействия при оптимизации. Причем это преимущество тем более, чем больше размерность оптимизируемого объекта.
Способы случайного поиска весьма эффективно и изящно справляются с ограничениями, накладываемыми на функцию качества оптимизируемого многопараметрического объекта управления, за счет введения возврата при неудачной пробе, адаптации распределения направления случайных шагов и адаптации величины шага. Таким образом при оптимизации таких объектов нет необходимости использовать специальные методы, позволяющие избавиться от ограничений, путем формирования новой функции качества, например, метод штрафных функций, применение которого приводит к ярко выраженной овражности новой функции качества. Также применение алгоритмов случайного поиска является гораздо более эффективным по сравнению с регулярными методами при оптимизации овражных функций, при поиске в обстановке помех и при оптимизации многопараметрических объектов управления, функция качества которых дрейфует во времени вследствие нестационарное объекта и наличии случайных возмущений, то есть стохас-тичности объекта управления.