Динамические режимы функционирования скоростных подсистем импульсно-модуляционного типа в составе систем управления технологическими процессами

• Автор: Зотин, Дмитрий Витальевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 214 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СКОРОСТНОЙ ПОДСИСТЕМЫ КАК ТИПОВОГО ЗВЕНА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ
1.1. Задачи, решаемые скоростными подсистемами при автоматизированном управлении технологическими установками
1.2. Общая характеристика типовой скоростной подсистемы на базе электродвигателя постоянного тока

1.3. Основные результаты.

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАЛ 1ИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

СИСТЕМЫ ШИРОТНОИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬДВИГАТЕЛЬ В СКОРОСТНЫХ ПОДСИСТЕМАХ ПОСТОЯННОГО ТОКА И МЕТОДЫ ИХ ЧИСЛЕННОГО АНАЛИЗА

2.1. Структура скоростной подсистемы импульсномодуляционного типа .

2.2. Методы решения

2.3. Математическая реализация модели

2.4. Учет влияния процессов коммутации в якоре ДПТ
на динамику системы
2.5. Основные результаты.
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ
ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СКОРОСТНЫХ ПОДСИСТЕМ
3.1. Возможные режимы функционирования и диаграммы ветвления
периодических режимов скоростных подсистем.
3.1.1. Режимы функционирования скоростной подсистемы с малоинерционным двигателем постоянного тока.
3.1.2. Особенности динамики высокомоментных электродвигателей в составе скоростных подсистем
3.2. Оценка динамических свойств скоростной подсистемы при изменении параметров механической части.
3.3. Оценка динамических свойств скоростной подсистемы с учетом коммутационных процессов щеточноколлекторного узла.
3.4. Спеюральные характеристики динамических режимов функционирования скоростных подсистем
импульсномодуляционного типа
3.5. Основные результаты и выводы
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
4.1. Стенд для исследования хаотичной динамики скоростной подсистемы постоянного тока импульсномодуляционного типа
4.2. Методика определения электромеханических параметров электродвигателя постоянного тока с помощью стенда
4 3. Анализ результатов экспериментов
4.4. Методика проектирования скоростных подсистем импульсномодуляционного типа.
4.5. Описание внедренных систем.1
4.5.1. Программный комплекс для исследования динамических режимов функционирования скоростных подсистем импульсномодуляционного типа с двигателем постоянного тока.
4.5.2. Автоматизированная система управления процессом нанесения стекла на кремниевые пластины КА
4.6. Основные результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Задача скоростной подсистемы обеспечение соответствия выходной величины текущему сигналу задания в условиях действия вектора возмущающих воздействий г, как внутренних, так и внешних по отношению к скоростной подсистеме, при минимизации влияния возмущений. Рис. Очевидно, что скоростная подсистема должна быть подключена к источнику энергии, которая преобразуется с помощью устройств, входящих в скоростную подсистему, в кинетическую энергию. Рассмотрим скоростную подсистему с задачей периодического перемещения объекта обработки детали, заготовки или рабочего органа из одной технологической позиции в другую, решаемую при организации самых различных технологических процессов во многих отраслях производства. При условии, что длительность рассматриваемого такта перемещения не влияет на выходные параметры процесса, можно допустить значительное отклонение скорости перемещения от номинального значения, обусловленное влиянием вектора 2 не учитываемым скоростной подсистемой. В этом случае логический сигнал или комбинация двух логических сигналов при необходимости реверсивного перемещения. Такая скоростная подсистема во многих случаях наиболее просто реализуется с использованием энергии сжатого воздуха, то есть на базе пневмопривода. При этом технологические позиции обозначаются упорами, а сам процесс позиционирования точного останова легко обеспечивается практически мгновенной рекуперацией кинетической энергии. Если же требуется применение менее громоздкого и более экономичного электрического привода, то функции скоростной подсистемы усложняются. Из теории электропривода известно, что для точного останова в зоне позиционирования необходим предварительный переход с рабочей скорости на так называемую установочную скорость скорость дотягивания. Такой переход может осуществляться по программе в функции времени или, что более выгодно, по сигналу специального датчика. При этом ошибка позиционирования тем меньше, чем меньше по абсолютной величине установочная скорость и ее относительная нестабильность . Другая задача возлагается на скоростные подсистемы в составе технологических установок, обеспечивающих нанесение различных покрытий. В частности НПЦ Схемотехника и интегральные технологии г. Брянск использует технологию напыления диэлектрика стекло на кремниевые пластины для производства определенного класса изделий микроэлектроники в установке для нанесения стекла ЯА. Функциональная схема установки приведена на рис. В ее состав входят рабочий столик с подогревателем, обеспечивающий фиксацию и нагрев пластины в процессе обработки устройство перемещения форсунки распылителя, содержащее двухкоординатный электропривод и обеспечивающее перемещение форсунки распылителя по заданной траектории устройство программного управления, обеспечивающее автоматическую работу установки по технологическому циклу. В состав устройства программного управления входят управляющая микроЭВМ, устройство ввода технологических параметров и устройство отображения состояния установки. Установка обеспечивает перемещение форсунки распылителя по двум координатам координате У в направлении подачи пластин и координате X в направлении, перпендикулярном направлению подачи пластин. Перемещение по координате X выполняется в виде колебательного движения с изменением амплитуды в соответствии с огибающей окружностью. Диапазон изменения скорости составляет 5 ммс ммс с максимально допустимым отклонением от заданной величины 1. На рис. Перемещение форсунки осуществляется при помощи двухкоординатного электропривода, в состав которого входят две скоростные подсистемы, одна из которых в качестве исполнительного механизма содержит шаговый электродвигатель координата У, другая координата X двигатель постоянного тока. Задача, решаемая скоростными подсистемами поддержание постоянства скорости перемещения распылителя относительно пластины в течение достаточно длительного времени обработки большой партии пластин. Рис. Рис. Последнее необходимо для обеспечения заданной толщины напыляемого слоя, которую достаточно сложно контролировать. Очевидно, что здесь скоростная подсистема должна представлять собой систему стабилизации выходной величины, а сигнал задания может быть аналоговым или цифровым.