Исследование релейных систем управления высокой точности в специальных режимах

• Автор: Мелхем Белал
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 145 с. : ил

1. ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕЕКТИВНОСТИ

РЕГУЛИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СКОЛЬЗЯЩИХ РЕЖИМОВ

1.1. Общие положения

1.2. Исследование возможности использования графоаналитических методов для определения показателей переменных релейных
систем
1.3. Обоснование возможности повышения качества регулирования выходных величин при существовании скользящих режимов

1.4. Теоретическое обоснование эффективности скользящего режима

для промежуточных переменных

Выводы по главе.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ РЕАЛИЗАЦИИ СКОЛЬЗЯЩИХ РЕЖИМОВ

2.1. Скользящий режим работы релейных систем .

2.2. Исследование скользящего режима, получаемого при последовательной коррекции.
2.3. Достижение необходимых динамических свойств системы
за счет возможности неограниченного увеличения коэффициента усиления системы
2.4. Устойчивость структур САУ при неограниченном увеличении коэффициента усиления
2.5. Скользящие режимы в типовых структурах релейных систем
2.5.1. Охват релейного элемента обратной связью
2.5.1.1. Охват только релейного элемента
2.5.1.1.1. Система с корректирующим звеном кр к.
2.5.1.1.2. Система с корректирующим звеном УГк р
2.5.1.1.3. Система с корректирующим звеном Щртр
2.5.1.1.4. Система с корректирующим звеном 1Ук р
2.5.1.2. Корректирующая обратная связь, охватывающая
релейный и последующие за ним звенья.
2.5.1.2.1. Для случая р к
2.5.1.2.2. Для случая у
2.5.1.2.3. Для случая кр тр.
2.5.1.2.4. Для случая IVк р 2
2.5.1.3. Структурная схема с охватом корректирующей обратной связью релейного элемента и двух последующих звеньев
2.5.1.3.1. Для структуры с 1Укр к
2.5.1.3.2. Для структуры с к р
2.5.1.3.3. Для структуры с т
2.5.1.3.4. Для структуры с Ук р
2.5.2. Скользящие режимы в системах с последовательной
коррекцией.
2.5.2.1. Использование производной первого порядка.
2.5.2.2. Использование производных первого и второго
порядков
Выводы по главе
3. СКОЛЬЗЯЩИЕ РЕЖИМЫ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА.
3.1. Функциональная и структурная схемы автоматической системы управления электропривода постоянного тока
3.2. Скользящий режим САУ ЭП при классическом способе
его обеспечения.
3.2.1. Охват корректирующим устройством только релейного элемента
3.2.1.1. Система с корректирующим звеном 1Укр к
3.2.1.2. Система с корректирующим звеном 1кр
3.2.1.3. Система с корректирующим звеном кр тр
3.2.1.4. Система с корректирующим звеном IVкр
3.2.2. Система с корректирующим устройством, охватывающим
релейный элемент и следующее за ним звено
3.2.2.1. Для случая кр к
3.2.2.2. Для случая
3.2.2.3. Для случая р Ф.
3.2.2.4. Для случая к р
3.2.3. Корректирующая обратная связь охватывает реле
и последовательно соединенные с ним транзисторный преобразователь и контур тока.
3.2.3.1. Для структуры с кр к.
3.2.3.2. Для структуры с 1кр
3.2.3.3. Для структуры с 1Гк р тр
3.2.3.4. Для структуры с р
3.3. Скользящий режим САУ ЭП при использовании производных
3.3.1. Использование производной первого порядка
3.3.2. Использование производных первого и второго порядков
Выводы по главе
4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРЫВНОГО УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
4.1. Функциональная и структурная схемы системы управления асинхронным электроприводом
4.2. Математическая модель асинхронного электропривода.
4.3. Особенности производственного механизма
4.4. Разрывное управление асинхронным электроприводом вентиляторной установки.
4.5. Обоснование невозможности обеспечения скользящего режима
для принятой структурной САУ асинхронного электропривода
Выводы по главе
5. ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЭП НА ПЭВМ
5.1. Математическая модель ЭП постоянного тока
5.2. Экспериментальные исследования эффективности применения частотных характеристик для анализа качества функционирования
5.3. Математическая модель ЭП переменного тока
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ.
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПЕРЕЧЕНЬ ВВЕДЕННЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ


Для проверки этого необходимо отфильтровать высокочастотную составляющую в реальном управлении произвести усреднение и выделил медленно меняющуюся составляющую, которую можно замерить, подводя истинное управление на вход фильтра, постоянная времени которого мала по отношению к медленно меняющейся составляющей, но достаточна для фильтрации высокочастотной . В линейных стационарных системах синтез разрывного управления осуществляется на основе ряда понятий теории линейных систем ,. Согласно методу эквивалентного управления в случае линейной поверхности разрыва, движение в скользящем режиме описывается линейным уравнением л 1 го порядка. Поэтому для управляемой системы корни характеристического уравнения движения в скользящем режиме можно расположить произвольным образом в левой части комплексной плоскости корней, и задача сводится к обеспечению устойчивости режимов скольжения. Для устранения действий возмущения и параметрических вариаций в системах автоматического управления вводятся большие коэффициенты усиления. Впервые, в работе , было приведено применение в системах неограниченного увеличения коэффициента усиления, которое не приводит к потере устойчивости в замкнутых системах. Как было указано выше, применение бесконечно больших коэффициентов усиления не приводит к потере устойчивости лишь в рамках определенных структур в одноконтурной линейной стационарной системе устойчивость может иметь место, если разность степени полиномов п т2 . Следовательно, необходимо выбрать коэффициент усиления, не превышающий критическое значение. Применение скользящих режимов и использование свойств этого вида движения на практике позволило разработать и внедрить в серийное производство широкий спектр функциональных блоков для автоматизации технологических процессов. Каждое из устройств преобразования информации синтезируется в виде динамической системы, в которой при возникновении идеального скользящего режима реализуется требуемый оператор. Поэтому, для реализации скользящих режимов необходим элемент переменной структуры ЭПС. Для приближения скользящего режима к идеальному, необходимо использование высококачественных элементов, реализующих функцию управления с малыми зонами нечувствительности, большими коэффициентами усиления, малыми собственными инерционностями. В настоящей работе рассматривается одно из перспективных направлений практического применения скользящих режимов управление различными типами электрических приводов. До настоящего времени для механизмов, требующих регулирования скорости, в большинстве случаев изза возможности осуществлять управление достаточно малыми и средними мощносгями в якорной цепи, использовались рекомендовались приводы постоянного тока, где и применялся скользящий режим. Для этого разработано большое количество корректирующих устройств, позволяющих улучшить качество регулирования. Все они оставляют неизменным вид релейной характеристики, добиваясь уменьшения амплитуд автоколебаний либо за счет введения различных внутренних обратных связей ,,, либо производных от ошибки . ЭП переменного тока, асинхронным двигателям АД с короткозамкнутым ротором. В развитии автоматизированного ЭП производственных механизмов. АД играют существенную роль. Асинхронные двигатели являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу ЭП большинства механизмов, используемых во всех отраслях народного хозяйства, так как они преобразуют примерно всей электрической энергии, потребляемой ЭП ,. Основная масса этих ЭП, как эксплуатируемых, так и вновь создаваемых, построена на основе релейноконтакторной аппаратуры с весьма ограниченными возможностями для управления и регулирования потоков энергии в электромеханической системе. Поэтому предлагается использовать возможности управлять АД разрывным релейным методом применением РЭ с зоной нечувствительности с положительным гистерезисом. В частности, в работе ставится задача управления АД с помощью тиристорного преобразователя напряжения ТПН, работающего в релейном режиме ,. Поскольку при питании АД должно быть сформировано по крайней мере, несколько периодов питающего напряжения сети, соответствующего проводящему состоянию ТПН, речь может быть о некотором квазискользящем режиме, ограниченном по частоте сверху.