Алгоритмы управления прохождением через зону резонанса в мехатронных вибрационных установках

• Автор: Томчин, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 91 с. : ил.

1. Введение

2. Модели динамики вибрационных установок в пусковых режимах

2.1. Модель динамики вращающегося вала с неуравновешенным диском

2.2. Модель динамики однороторного вибрационного стенда

2.3. Двухроторная система с наклоном оси относительно неподвижной системы координат
3. Разработка и исследование алгоритмов управления вибрационными установками при прохождении через резонанс

3.1. Метод скоростного градиента

3.2. Постановка задачи и синтез базового алгоритма управления

3.3. Алгоритм управления прохождением через резонанс упругого вала

3.4. Алгоритм управления прохождением через резонанс однороторного вибрационного стенда
3.5. Алгоритм управления прохождением через резонанс двухроторного вибрационного стенда
4. Реализация алгоритмов управления прохождением через зону резонанса в мехатронных вибрационных установках
4.1. Структура системы управления мехатронной вибрационной установкой
4.2. Реализация алгоритма управления прохождением через зону резонанса в виртуальной лабораторной установке

5. Разработка сетевого информационного портала по системам и управлению
Заключение
Список литературы

1. Введение
Современный этап развития машиностроения характеризуется широким применением средств информатики и вычислительной техники и новых информационных технологий при построении машин и установок на всех этапах: от проектирования до эксплуатации. Современная машина должна быть оснащена реализованными на компьютерах информационноизмерительной и управляющей подсистемами. Информационноизмерительная подсистема позволяет оперативно решать задачи оценки состояния, диагностики неисправностей машины, а управляющая подсистема позволяет реализовать сложные алгоритмы управления, обеспечивающие существенное повышение качества, надежности и экономичности работы установки.
Информационно-измерительные и управляющие подсистемы становятся неотъемлемой частью современной машины, и ее разработка должна включать совместное проектирование механической конструкции, электронных компонентов и программного обеспечения с целью достижения заданных динамических свойств спроектированной и изготовленной машины. Необходимость тесного взаимодействия различных методов привела к появлению новой отрасли науки - мехатроники, изучающей процессы создания и функционирования сложных компьютерноуправляемых механических систем. Мехатроника является мультидисциплиной на стыке наук, в ней используются методы механики, электроники, вычислительной техники и теории управления.
Широкие перспективы открывает использование элементов мехатроники при проектировании современных вибрационных установок. Вопросы анализа и синтеза алгоритмов управления мехатронными вибрационными установками рассматривались в работах В.И. Бабицкого, В.К. Асташева, И.И. Блехмана, А.Л. Фрадкова, Б.Р. Андриевского, В.М. Шестакова и др. Итоги комплекса исследований по управлению мехатронными вибрационными установками, проведенных в 1997-2000 г
переменной 0, К - параметр, позволяющий зафиксировать прохождение зоны резонанса. Исследование показало, что в данной системе подбор коэффициентов алгоритма Гд = 1с, К- 0.7 позволяет достичь удовлетворительных результатов, описанных ранее. Дальнейшее изменение коэффициентов алгоритма не увеличивает его эффективность.
Далее исследовалась робастность алгоритма при изменении жесткости вала на изгиб с и при номинальных значениях остальных параметров объекта J= 0.014 кг-м2, т- 1.5 кг, в = 0.04 м, кф = 0.02 Дж-с, кх=ку = 1 кг/с.
Для каждого значения жесткости с определялись следующие величины:
(см. рис. 3.8):
• значение вращающего момента двигателя М2, обеспечивающее при релейном алгоритме управления (3.3.8) прохождение зоны резонанса, но не позволяющего пройти зону резонанса при любом Мо < М2 при любом значении Д (значение Д изменялось в пределах 0.1 л- 1.1 с с
шагом 0.05 с).
• значение вращающего момента двигателя М3, обеспечивающее при релейном алгоритме управления (3.3.8) прохождение зоны резонанса, но не позволяющего пройти зону резонанса при любом М0 < М3 при фиксированном Т^= 0.45 с;
Рис.3.8. Исследование робастности алгоритма управления при изменении жесткости и настроечного параметра алгоритма Д