Совершенствование адаптивной системы управления электроприводами механизмов передвижения подъемно-транспортных машин

• Автор: Буйвис, Евгений Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 206 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ■ АНАЛИЗ СПОСОБОВ ОГРАНИЧЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ ГРУЗА
СРЕДСТВАМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
1 • 1. Способы минимизации раскачивания груза для электроприводов
подъемно-транспортных машин
1.2. Технические инструменты для построения систем управления
электроприводами
Выводы
2. МИНИМИЗАЦИЯ РАСКАЧИВАНИЯ ГРУЗА В ЭЛЕКТРО-
. ПРИВОДАХ ПОСТОЯННОГО ТОКА ПОДЪЕМНО-
ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН
2.1. Электромеханическая система механизма передвижения
подъемно-транспортной машины как объект управления
2.2. Адаптивная система управления электроприводом механизма
передвижения
2-3. Адаптация параметров корректирующего звена в функции
раскачивания груза
Выводы
3 • РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМ 5
УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ
3.1. Структура программного обеспечения
3-2. Метод построения структуры системы управления из
функциональных блоков
3.3. Определение последовательности расчета блоков
структурной схемы
3.4. Работа программы в режиме моделирования
3.5. Работа программы в режиме реального времени
3-6. Разработка прикладных библиотек, ориентированных на
управление автоматизированным электроприводом
3.6.1. Оптимизируемый П-регулятор
3.6.2. Оптимизируемый ПИ-регулятор
3.6.3. Формирование статических характеристик в системах 86 подчиненного регулирования постоянного тока
3.6.4. Оптимизация настроек регуляторов электроприводов
двухконтурной системы подчиненного регулирования
3.6.5. Блок корректирующего звена с адаптивной настройкой
параметров
Выводы
4. РАЗРАБОТКА АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ТЕЛЕЖКИ КРАНА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЙ УМЕНЬШЕНИЕ ВРЕМЕНИ ЗАТУХАНИЯ КОЛЕБАНИЙ ГРУЗА
4.1. Синтез физической модели электромеханической системы меха- 98 низма передвижения тележки крана
4.2. Использование персонального компьютера для управления
лабораторным и промышленным объектами
4-2.1. Разработка модуля сопряжения персонального компьютера с
объектом регулирования
4.2.2. Работа системы управления на базе персонального компьютера 108 в режиме реального времени
4.2.3. Управление от персонального компьютера электронной моделью 113 электромеханической системы механизма передвижения
тележки крана
4.2.4. Разработка компьютерной системы управления физической мо- 118 делью электромеханической системы механизма
передвижения тележки крана
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
ВВЕДЕНИЕ

В самых различных отраслях промышленности используются подъемно-транспортные машины (ПТМ): краны, краны-штабелеры, конвейеры и т.п. Особенно эффективно такие машины применяются в машиностроении, металлургической промышленности, на складах в системе материально-технического снабжения [1]. Большинство подъемно-транспортных машин имеет электрический привод механизмов. Эффективность действия и производительность ПТМ в значительной степени зависят от качественных показателей электроприводов механизмов [2]. Дальнейший рост производительности ПТМ может быть обеспечен не только увеличением установленной мощности оборудования, но и за счет снижения дополнительных нагрузок, обусловленных раскачиванием перемещаемого груза. Для наиболее массовых кранов общего назначения продолжается использование традиционных для кранового электропривода систем на основе силовых контроллеров, магнитных пускателей и различных релейно-контакторных комплектных устройств, однако все большее число ПТМ оборудуется автоматизированными тиристорными электроприводами [3]. Для механизмов большой мощности, выполняющих ответственные операции, применение сложных замкнутых систем управления дает значительный экономический эффект [4, 5]. Совершенствование электроприводов подъемно-транспортных машин происходит непрерывно на основе создания новых типов электрических машин и аппаратов, новых систем управления электроприводами [6, 10, 13, 23].
В области разработки и исследования электроприводов подъемнотранспортных машин большая заслуга принадлежит таким коллективам как ВНИИПТМАШ, ВНИИТЯЖМАШ, ВНИИЭлектропривод, МЭИ, ЛПИ им. Калинина М.И., завод «Динамо» и другие. Из зарубежных фирм можно выделить такие как «Abus», «Demag» (ФРГ), «Matterson» (Великобритания), «Clevland» (США), «Mitshubishi» (Япония).

где Б,<р - линейное и приведенное угловое перемещение;
V, о - линейная и угловая скорости;
Р, М - сила и приведенный момент; т, J - масса и момент инерции;
К, С - коэффициент жесткости линейно движущейся и приведенной вращающейся связей.
На рис. 2.1 изображена расчетная схема усилий при раскачивании груза и расчетная схема ЭМС механизма передвижения с подвешенным грузом, полученная с учетом принятых выше допущений. Для расчетной схемы механической части ЭМС механизма передвижения получим систему дифференциально-алгебраических уравнений, описывающих движение трехмассовой системы с упругими связями.
Груз массой тг с помощью троса длиной I связан с тележкой, обладающей массой тт. Под действием силы Рд, создаваемой приводным двигателем, тележка начинает движение. Груз отклоняется от положения равновесия на некоторый угол а вследствие действия сил, обусловленных весом груза и сопротивлением среды. Под действием силы веса груза т^ возникают силы V=т^$та. и ¥г=т^-со$а. Первая из них вызывает движение груза к своему положению равновесия, а вторая определяет натяжение каната. Если принять, что угол отклонения груза невелик и что созосМ, можно записать уравнение движения груза, спроецированное на ось х в виде
ХО _ с! ХГ
-тге РсопР = тг—— , (2./)

где Гсопр = Ксв-уг=Ксв- ~ - сила сопротивления воздуха; хг, х0 - координаты груза по оси х и отклонение его от положения равновесия (рис. 2.1 а).