Автоматизация портального крана с подвесной траверсой : на примере участка автоклавирования ячеистого бетона

• Автор: Блинчиков, Олег Игоревич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Особенности режимов работы и средств автоматизации порталь

ного крана с подвесной траверсой на участке автоклавирования ячеистого бетона. 1 остановка задачи исследования.

1.1 Технические особенности загрузкивыгрузки автоклавов при

производстве ячеистого бетона

1.2 Описание конструкции портального крана с подвесной тра

ворсой. Алгоритм работы крана.

1.3 Обзор средств автоматизации известных конструкций пор

тальных манипуляторов и кранов

1.4 Постановка задачи исследования

Выводы по первой главе
2 Математическое описание портального крана с подвесной травер
сой как объекта управления
2.1 Определение объекта управления.
2.2 Допущения, принимаемые при разработке математической модели. Расчетная схема
2.3 Уравнения движения объекта управления
2.4 Синтез структуры объекта управления
2.5 Исследование динамических характеристик объекта управ
Выводы по второй главе
3 Система автоматического управления загрузкой автоклавов пор
тальным краном
3.1 Требования, предъявляемые к системе автоматического
управления загрузкой.
3.2 Исследование динамики базового варианта системы управ ления краном
3.3 Структурный синтез системы и настройка регуляторов
3.4 Робастность системы автоматического управления
3.5 Достижимые показатели качества управления краном
3.6 Методика инженерного проектирования синтезируемой САУ ПКПТ
3.7 Вариант технической реализации САУ ПКПТ
Выводы по третьей главе
4. Экспериментальные исследования системы управления
4.1 Структура вычислительной модели объекта управления
4.1.1 Вычислительная модель механической части объекта
4.1.2 Вычислительная модель обобщенного объекта
4.2 Методика определения динамических характеристик объек
та управления и анализ полученных
4.3 Вычислительная модель базовой системы управления кра 0 ном с подвесной траверсой
4.4 Вычислительная модель САУ ПКПТ
4.5 Алгоритм программной реализации задатчика и регулято 4 ров системы
4.6 Экспериментальные исследования портального крана
Выводы по четвертой главе
Заключение
Библиографический список
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Показано, что величина их среднеквадратичного отклонения не превышает -%. Поэтому сделан вывод об адекватности разработанной математической модели объекта управления. Третья глава посвящена вопросам синтеза САУ ПКПТ. Сформулированы требования, предъявляемые к системе управления. Результаты моделирования базового варианта системы управления, построенной по принципу системы подчиненного регулирования, краном подтверждают известный из опыта практической эксплуатации вывод, что в базовой системе не обеспечивается позиционирование крана в требуемое положение без дополнительных многократных включений привода. Руд достигает ЗООООИ, амплитуда колебания дд^- мм. Проведенные исследования динамики ручного управления краном показывают необходимость создания автоматической системы программного управления движением портального крана с подвесной траверсой, обеспечивающей максимально достижимую производительность крана в условиях ограничения на величину динамического удара траверсы о механические упоры при разгоне и позиционировании. Внедрение подобной системы позволит, повысить качество изготавливаемых бетонных изделий, увеличить время межремонтных циклов крана, освободить оператора от управления краном. Выполнен структурный синтез СЛУ ПКПТ. Предложена автоматическая система программного управления, состоящей из двух контуров с одной измеряемой координатой - положение крана относительно рельсового пути. В данной диссертации продолжается работа по развитию и практическому применению многоконтурных систем с одной измеряемой координатой, исследования которых проводились в работах Галицкова С. Я., Старикова A. B., Лысова С. П., Галицкова К. С., Масляницина А. П., Дуданова И. В и др. Разработана методика параметрической оптимизации регуляторов, основанная на использовании вычислительной модели объекта и системы в целом. Оптимизация регуляторов выполнена по анализу переходных процессов в каждом контуре системы с учетом ограничений в силовом преобразователе и квантовании сигнала по уровню и по времени в вычислительном устройстве. На конкретном примере показано, что при частоте замыканий ключа 0Гц систему можно считать квазинепрерывной. Оценена робастность синтезированной системы. Для исследования применен линейный графический робастный критерий Цыпкина-Поляка. Характеристический полином G(p) системы представлен интервальным полиномом, коэффициенты которого являются неопределенными параметрами и могут независимо принимать значения в своих интервалах неопределенности к’^]. Выполнен синтез задатчика программной траектории движения и позиционирования крана, где при формировании траектории используетея ограничение рывка. Осуществлен выбор оптимальных настроек параметров задатчика из условий технологических ограничений на величину бокового удара на сырец ячеистого бетона и на максимальную величину амплитуды колебания поддона. Экспериментально определялось время разгона и торможения в условиях ограничений на скорость и ускорение. Это позволило определить предельно достижимое быстродействие крана. Определены области достижимых показателей качества САУ ПКПТ. С этой целыо проведены исследования динамики системы при вариации величины рывка ц в программной траектории. При этом велось наблюдение за отклонением АХ2, ударом Г<ул траверсы об упор, и временем Хр движения крана при отработке заданного перемещения Хаб на участке автоклавирования. Эксперименты проводились при постоянных значениях ускорения а=0. У=1. Анализ экспериментов показывает, что при Хаб>4м ограничение я остается постоянным я=0. При Хаб<4м необходимо изменять ц по экспериментально определенной нелинейной зависимости. Четвертая глава посвящена разработке вычислительных моделей объекта и САУ ПКПТ, созданию экспериментальной установки, разработке методики проведения экспериментальных исследований, оценке показателей качества разработанной САУ ПКПТ. Вычислительные модели созданы в профаммной среде Ма1ЬаЬ. Разработана методика постановки вычислительных экспериментов по исследованию объекта, в соответствии с которой осуществлена его параметрическая идентификация.