Позиционный электропривод с переменной структурой в канале управления

• Автор: Бушев, Александр Валериевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 147 с. : ил.

1. АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ МЕТОДОВ ТЕОРИИ
АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
1Л. Обзор требований предъявляемых к системе управления позиционным электроприводом
1.2. Анализ методов теории автоматического управления, применяемых
в системах управления электроприводами
Выводы
2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ОБЪЕКТОВ УПРАВЛЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПОЗИЦИОННОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ
2.1. Математические модели исполнительных двигателей
2.2 Математическая модель момента сопротивления, обусловленного силами трения
2.3. Средства измерения и ограничения переменных состояния объекта
управления
Выводы
3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПОЗИЦИОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
3.1. Формализация задачи построения системы управления
3.2. Структура системы управления для больших и средних отклонений
3.2.1. Структура системы при настройке на максимальное быстродействие
3.2.2. Структура системы при настройке на экономию энергии
3.3. Структура робастной системы управления
3.4. Оценка скорости вращения при использовании дискретного датчика положения
3.5. Структура системы управления для малых отклонений
Выводы
4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРАБОТАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
4Л. Особенности программной и практической реализации разработанной системы управления
4.2. Идентификация параметров математических моделей
4.3. Моделирование позиционного электропривода с разработанной системой управления
4.4. Экспериментальные исследования позиционного электропривода с
разработанной системой управления
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Актуальность темы. Современные технологические процессы состоят из множества операций, среди которых операция позиционирования является одной из наиболее распространенных. Среди многочисленных систем позиционирования широкое распространение получили электромеханические системы на базе электроприводов различного типа. Эти системы используются в промышленных роботах, манипуляторах, конвейерах и другом технологическом оборудовании.
Поскольку позиционный электропривод осуществляет перемещение исполнительного механизма из одной точки пространства в другую, основным требованием, предъявляемым к нему, является достижение заданной точности позиционирования за минимальное время.
На сегодняшний день наиболее распространенным видом систем управления позиционными электроприводами являются системы, построенные по принципу подчиненного регулирования параметров. Такие системы предполагают описание объекта управления в виде системы линейных дифференциальных уравнений. Однако часто наибольшую часть приведенного момента сопротивления движению составляет момент, создаваемый силами трения, математическое описание которого не поддается линеаризации при малых скоростях перемещения исполнительного механизма, что имеет место при отработке средних и малых перемещений. Поэтому при синтезе системы управления позиционным электроприводом и его моделировании необходимо применять математические модели, которые позволяют учитывать нелинейность момента сопротивления, обусловленного силами трения.
Для нескольких электроприводов, осуществляющих согласованное позиционирование исполнительных механизмов, наряду с традиционными требованиями быстродействия и точности встает проблема минимизации

Фазовая плоскость с поясняющими работу системы фазовыми траекториями и линиями переключения представлена на рис. 3.4.
Ж X,
Рис. 3.4. Фазовый портрет системы при настройке на экономию сигнала
Как видно из рис. 3.4 система, настроенная на экономию сигнала управления, легко переходит на работу с максимальным быстродействием, если произвести замену коэффициентов полиномов следующим образом: /1, = /0, (/ = 1,2 «), г1,=Ю( (/ = 1,2 «); в этом случае области с и
будут отсутствовать.
Структурная схема позиционного электропривода, используемая для отработки больших и средних перемещений, приведена на рис. 3.5. Блок ограничения скорости предназначен для поддержания скорости вращения вала исполнительного двигателя вблизи предельного значения <ашм при отработке больших перемещений (рис. 3.6). В качестве блока ограничения скорости можно использовать пропорциональный регулятор скорости, в котором присутствует ограничитель выходного сигнала. Регулятор скорости работает в том случае, если сигнал управления отличен от нуля, иначе на вход регулятора тока подается ноль.
-Г,
управления.