Двукратно-интегрирующая система автоматического регулирования положения электропривода с типовыми регуляторами и упругим валопроводом Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

10

Рис. 4

15

дели, эквивалентного объекта и рассогласования между переходными функциями модели и ЭМ.

Ко = 3; То = 12; т = 2;

К( р )= 3

(Р ) =

24 р3 + 26 р2 + 14 р+ 1’

1,52 + 128р + 48

12 р5 + 135 р4 +164 р3 + 473р2 + 244р + 31'

Изображения переходных функций

Ш (р) Ш (р) Ш (р)

Н (р )=Н 0( р)=^^; Н (р )=

Применив обратное преобразование Лапласа, получаем выражения переходных функций.

Выражение переходной функции модели

Нт (ґ) = 1,5— 1,5ехр(—0,2/).

Выражение переходной функции реального объекта

Н 0 (ґ) = 3— 3,54ехр(—8,33 ■ 10—2 ґ)+

+0,541ехр(— 0,5ґ )соє(0,5ґ) —

—4,92 10—2 ехр(-0,5ґ)8Іи(0,5ґ).

Выражение переходной функции эквивалентного объекта

Ее (/) = 1,55+ 8,6-10—4 ехр(—10,3/)+

+4,4210—3 ехр(—0,376/)—1,6ехр(—0,2/)+

4,52 -10—2 ехр(— 0,2/)со8(1,82/ ) —

—0,166ехр(—0,2/ )8ш(1,82/ ).

Абсолютная разность переходных функций между моделью и ЭМ

Оте(/) := Ит(() - Ие(/).

Графическое представление переходных функций модели Ит(/), объекта Ио(/), эквивалентной модели Ие(/) и рассогласования между переходными функциями модели и эквивалентной модели Оте(/) предстадле-но на рис. 4 (кривые 1, 2, 3, 4 соответственно).

График наглядно подтверждает устойчивость ЭМ, хотя параметры реального объекта изменились весьма существенно - в два раза.

ВЫВОДЫ

1. Объектами управления с чистым запаздыванием можно управлять с помощью систем пассивной адаптации только при введении в цепь обратной связи сигнала по производной.

2. Значение постоянной времени дифференцирования следует выбирать исходя из условия устойчивости ЭМ при Кос > 10.

3. Устойчивость эквивалентной модели можно проверить по ее переходной функции.

ЛИТЕРАТУРА

1. Пугачев В.И. Исследование возможностей адаптивной системы управления с эталонной моделью // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2007. - № 2. - С. 80-83.

2. Дьяконов В. Mathcad 2001. Учебный курс. - СПб.: Питер, 2001. - 624 с.

Кафедра автоматизации производственных процессов

Поступила 08.11.06 г.

0

5

621.31.004.18

ДВУКРАТНО-ИНТЕГРИРУЮЩАЯСИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ТИПОВЫМИ РЕГУЛЯТОРАМИ И УПРУГИМ ВАЛОПРОВОДОМ

Ю.П. ДОБРОБАБА, В.И. КОНОПЛИН, В.Ю. БАРАНДЫЧ

Кубанский государственный технологический университет

Программно-управляемые электроприводы состоят из задатчиков интенсивности, формирующих диаграммы движения исполнительных органов промышленных механизмов, и систем автоматического регу-

лирования (САР) положения электроприводов, отрабатывающих указанные диаграммы. При участии авторов определены оптимальные по быстродействию диаграммы перемещения микропозиционных электроприводов с упругими валопроводами [1]. Однако серийно выпускаемая САР положения электропривода [2] имеет недостатки, обусловленные нерациональным выбо-

ром ее структуры и параметров: это статические ошибки контура скорости и контура положения, а также их низкое быстродействие.

Кроме того, серийно выпускаемая САР положения электропривода предназначена для технологических установок с идеальными валопроводами. Таким образом, задача разработки САР положения электропривода с упругим валопроводом, позволяющей повысить производительность агрегатов пищевой промышленности, является актуальной.

Синтезированная двукратно-интегрирующая САР положения электропривода с типовыми регуляторами и упругим валопроводом представлена на рисунке. Приняты следующие обозначения:

РП, РС, РТ - регуляторы положения, скорости и тока соответственно; ФКС - фильтр контура скорости; КУ - компенсирующее устройство; ИП - импульсный преобразователь; изп, изс, изт - задающие напряжения контуров положения, скорости и тока, В; иупр, иогр -напряжения управления и ограничения, В; и - напряжение, приложенное к якорной цепи электродвигателя, В; 1я - ток якорной цепи электродвигателя, А; Му - упругий момент, н - м; Мс - момент сопротивления электропривода, н - м; ю1, ю2 - угловые скорости электродвигателя и исполнительного органа механизма (ИОМ), рад/с; ф 2 - угол поворота ИОМ, рад; Се - коэффициент пропорциональности между ЭДС и угловой скоростью электродвигателя, е - - /р€д; См - коэффициент пропорциональности между током и моментом электродвигателя, е - -; Су - жесткость валопровода, н - м /р€д; Яя, Ьл -сопротивление, Ом, и индуктивность якорной цепи электродвигателя, Гн; 3\, ,/2 - моменты инерции электродвигателя и ИОМ, кг - м2; Кот, Кос, Коп - коэффициенты обратной связи по току, Ом, по скорости, е - - /р€д, и по положению, В/рад; Крп, Кип - коэффициенты усиления РП и ИП; р - комплексный параметр преобразования Лапласа, 1/с.

Передаточные функции ФКС ^фкс(р), РС ^рс(р), РТ Ww(р), КУ Wку(р) и отрицательной обратной связи

по разности скоростей электродвигателя и ИОМ Щ (р) имеют вид

Щк _(р ) =

1

Хр р + 1

ЩЛ р )=Рр- —;

Х р- р Х рт р + 1

Шрт ( р )= Рр

Х рт р

Ш-( р )=к о.

Р рт Х рт р + 1 К и X- р + к с

Хр- р +1

где Трс, Трт - постоянные времени РС и РТ, с; ррс, Ррт - динамические коэффициенты РС и РТ; тс - постоянная времени отрицательной обратной связи по разности скоростей электродвигателя и ИОМ, с; Кс -коэффициент отрицательной обратной связи по разности скоростей электродвигателя и ИОМ.

При

Ррт

к и- к от?;

X = —

рт Я

передаточная функция контура тока по каналу «задающее напряжение контура тока-ток якорной цепи электродвигателя» имеет вид

1

1

IШ (Р) =_______________

изт( р) К от Т Р + 1 где Тт - некомпенсированная постоянная времени, с.

Передаточная функция по каналу управления «задающее напряжение контура тока-ток якорной цепи электродвигателя» соответствует эталонной передаточной функции 1-го порядка с постоянной времени

Т = Тт.

I

Ш

При

Ррс

1 К от Л.Л 2

64 К о- См С у ?3

X рс = 16?;;

С т2 Xс =512- у ;

Л

1— 2 С у (Л1 + Л2 )Т;2

Л 1Л 2

Т ;

и-

К = 128-

^( р) =

^зс(р) Кос

1

1024 Т;5 р5 + 1024 Т* р4 + 512?3 р3 + + 128Т2 р2 + 16 Тр + 1

ю2( р) = _8Т_

128Т;4 р4 + 128 Т;3 р3 +

X 64 Т;2 р2 !

1 — 8-

СуТ2

Л

1—2

16 Тр

М с( р)

1024 Т;5 р5 + 1024 Т;4 р4 + 512 Т;3 р3 + + 128Т2 р2 + 16 Тр + 1

К „• =-

ко

32 К 0. Т;

ворота ИОМ» и «момент сопротивления электропри-вода-угол поворота ИОМ» имеют вид

Ф 2 (р)= _± 1 .

и з.(р) = К 0.

32768 Т6р6 + 32768 Т;5р5

16384 Т;4р4

4096 Т3 р3 + 512Т;2р2 + 32 Т;р + 1

передаточные функции контура скорости по каналам «задающее напряжение контура скорости-угловая скорость ИОМ» и «момент сопротивления электро-привода-угловая скорость ИОМ» имеют вид

Ф 2 (р) Мс(р)

128

Т

256 Т4р4 + 256 Т3р +

С Т 2 1 — 2 СуТ Л2

х 128 Тр2

С Т2

1 — 8 -Ї-Т-

32 Тр

Лг 32768 Т;6р6 + 32768 Т;5р5 +16384 Т;4р4 - 4096 Т3р3 + 512 Т2р2 + 32 Т р +1

Передаточная функция по каналу управления «задающее напряжение контура скорости-угловая скорость ИОМ» соответствует эталонной передаточной функции 5-го порядка с постоянной времени Т2 = 16 Тт.

При

передаточные функции контура положения по каналам «задающее напряжение контура положения-угол по-

Передаточная функция по каналу управления «за -дающее напряжение контура положения-угол поворота ИОМ» соответствует эталонной передаточной функции 6-го порядка с постоянной времени

Т3 32Т .

Предлагаемая САР положения электропривода имеет по сравнению с серийно выпускаемой следующие преимущества: отсутствуют статические ошибки контура скорости и контура положения. Кроме того, скомпенсировано влияние упругости валопровода на динамические процессы в САР положения электропривода.

Внедрение разработанной САР положения электропривода позволит интенсифицировать перемещения ИОМ в оборудовании пищевой промышленности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Добробаба Ю.П., Коноплин В.И. Разработка оптимальных по быстродействию первой группы диаграмм перемещения микропозиционных электроприводов с упругими валопроводами // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2007. - № 4. - С. 85-88.

2. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами / Под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбина, М.Л. Самовера. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1982. - 416 с.

Кафедра электроснабжения промышленных предприятий

Поступила 03.10.07 г.

х

X

Л

2

631.358:633.71

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МАШИННОМ ТЕХНОЛОГИИ УБОРКИ ЛИСТЬЕВ ТАБАКА

Е.И. ВИНЕВСКИИ, И.И. ДЬЯЧКИН

Всероссийский научно-исследовательский институт табака, махорки и табачных изделий

Уборка листьев табака - один из наиболее трудоемких и сложных технологических процессов в табаководстве, который выполняется вручную. Затраты труда высоки и составляют 500-550 чел • ч/га при уровне механизации 0,5-1,7%.

В конце 1980-х гг. во ВНИИТМТИ разработана машина для уборки листьев табака МТПГ-1М, позволяющая повысить производительность труда при уборке в 10-14 раз. Однако она не получила распространения в табаководстве из-за ряда существенных недостатков. В массе свежеубранных листьев табака машинной уборки встречаются стебли, соцветия, пасынки, содержится от 20 до 50% листьев с механическими повреж-