CC BY
27
-3,1998
3.18.05
перфо-в виде льного мпоста ірмору-ш тем-'ималь-
ІЛЯЄТСЯ
в тер-
I.
Воздух
рабаты-органа, )ст рав-нию по здриче-
й рабо-;ишены нт его нанося
работа-жают в )следу-, содер-эбходи-ц. массу ЇЄВНО в воздух кнение )ежима
альных а пере-я часть о попо-імпоста ловина
Рис. 2
биогумуса с червями поступает на следующие стадии процесса, где черви и биогумус разделяются и после соответствующей обработки направляются в продажу. Основная же масса биогумуса сортируется, обрабатывается и также поступает в продажу.
В литературе вопрос математического описания процесса получения биогумуса практически не отражен. Это можно объяснить относительной новизной данной технологии, а также сравнительно малой сферой ее использования. С целью математического описания установки для производства биогумуса и системы управления процессом нами предложено рассматривать исследуемый объект в виде двух блоков (рис. 2).
В блоке /, представляющем собой биореактор, ставится задача разработки оптимального режима для производства биогумуса. В блоке 2 решается задача управления процессом, которая состоит в создании системы автоматики, обеспечивающей точное соблюдение оптимальных параметров на всем протяжении рабочего цикла. Это позволяет разработать математическую модель для каждого из блоков по отдельности.
В результате структурной идентификации в блоке 1 решается задача максимального количества производимого биогумуса № в единицу времени в зависимости от плотности заселения субстрата вермикультурой Р, количества воздуха, подаваемого в реактор для аэрации А, типа навоза, выступа-
ющего за основу для применяемого субстрата, и типа органических добавок Ы, изменения количества вермикультуры в течение технологического цикла Д5, а также в зависимости от параметра субстрата pH, его температуры Т и влажности Я. В блоке 2 решается задача оптимального перевода системы из начального состояния, в котором температура и влажность субстрата не оптимальны, в состояние, при котором эти параметры оптимизируются, причем в соответствии с условиями решения задачи в блоке 1. Практически перевод системы из начального состояния в конечное (блок 2) осуществляется подачей холодной или горячей воды в терморубашку биореактора (для регулирования температуры) и подачей воды или воздуха в биореактор (для регулирования влажности).
ЛИТЕРАТУРА
1. Городний Н.М., Мельник И.А., Новхан М.Ф. Биоконверсия органических отходов в биодинамическом хозяйстве. — Киев: Урожай, 1990. — 350 с.
2. Городний Н.М., Морев Ю.В. Вермикультура и ее использование / Информ. письмо УСХА и ин-та АН Кирг. ССР. — Киев, 1988.
3. Морев Ю.В. Дождевые черви, органическое удобрение ’’биогумус”. — Фрунзе: Изд-во АН Кирг. ССР, 1989. — 110 с.
Кафедра автоматизации производственных процессов
Поступила 30.01.98
664.002.51:621.313.13
ТРЕХКРАТНО-ИНТЕГРИРУЮЩАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С УЛУЧШЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ
Ю.П. ДОБРОБАБА, С.В. НЕСТЕРОВ, А.Ю. ЧУМАК. Д.В. ДОРОФЕЕВ
Кубанский государственный технологический университет
В пищевой промышленности процесс резания пищевых материалов осуществляется резальными машинами.
Автоматизация резальных машин, электропривод которых должен обеспечивать нулевую статическую ошибку контура скорости, выполнена на базе двукратно-интегрирующей системы автомати-
ческого регулирования САР угловой скорости электропривода ]1].
Опыт эксплуатации таких систем показал, что они не всегда обеспечивают требуемые производительность и точность движения рабочих органов резальных машин, так как обладают следующими недостатками:
низкое быстродействие контуров регулирования;
значительная динамическая ошибка контура скорости;
значительная статическая ошибка контура тока, обусловленная влиянием обратной связи по ЭДС двигателя.
Поэтому задача по разработке САР угловой скорости электропривода, компенсирующей вышеперечисленные недостатки, является актуальной.
На рисунке представлена структурная схема трехкратно-интегрирующей САР угловой скорости электропривода с улучшенными характеристиками, отдельные блоки которой защищены авторскими свидетельствами [2~6] и патентом на изобретение [7]. Приняты обозначения: Ф — фильтр; РС и РТ — регуляторы скорости и тока; 777 — тиристорный преобразователь; ДПТ — датчик производной тока якорной цепи электродвигателя;
Щр)
1
(V7 + О (V* + *)
то + 1
>-ад=/л, —
Vр
1У„(р) = К,
гтр + 1
Тцр + 1 ’
Со) = К
ОС''* / 0<
V + 1 ’
Т?ХР + ТсР + 1 (V7 + !) (гртР + 1У
иж, С/зт — задающие напряжения контуров скорости и тока, В; и —~ напряжение ограничения. В; и — напряжение, приложенное к якорной цепи электродвигателя, В;
/я — ток якорной цепи электродвигателя, А;
М6 — момент сопротивления электропривода, Н’м; а> — угловая скорость электропривода, рад/с;
— динамические коэффициенты РС и РТ;
постоянные времени РС и 777, с;
рт кГ.
Т — постоянные времени РТ, с;
коэффициент ТП;
Се — коэффициент электродвигателя, В-с/рад;
См — коэффициент электродвигателя, В-с;
Ря, Ья — сопротивление, Ом, и индуктивность, Гн, якорной цепи электродвигателя;
/ — момент инерции электропривода, кг-м2;
Кот — коэффициент обратной связи по току, Ом;
Тт, гт — постоянные времени гибкой обратной связи и обратной связи по току, с;
Кос — коэффициент обратной связи по угловой скорости, В-с/рад; т., Гс — постоянные времени обратной связи по угловой скорости, с; р — комплексный параметр преобразования Лапласа.
При выборе параметров РТ и блоков корректирующих обратных связей в соответствии с выражениями
Грт
^2(уЪ - 1)
7>;
гт =
2(3 + у5) ~~
гт = [1 - У2(13 у5 -29)
16
2(3 + у~5)~
~7>;
ЯТи
X Ти -
7 - 3 у5 СеСхТу:
16
и
16
7>
(1)
передаточные функции контура тока по каналам ’’задающее напряжение контура тока—ток якорной цепи электродвигателя” и ’’момент сопротив-
ления
родви
40
Мс(
Пе[ управ, ская / ляющ кой.
Пр1
рующ:
жени?
пер<
налам
углова
протш
электр
ш(р)
им
4
СО
М
3-+ 4
+ 7)
+
г
1998
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 2-3, 1998
67
еля,
еля,
тив-
;тро-
юда,
по
>рат-[ по
[ по
свя-
>азо-
кти-
ыра-
ления электропривода—ток якорной цепи электродвигателя” принимают вид
т
и„0>)
к,.
У2(у? - 1)
2
у!)
Т/ир + 1
Тр2р2 + Тцр+1
16
\(Р) 7 - 3 у5 СТц
Щ.Р) 16 V
;(2)
з /
\
7 - 3 у5 16
+ ТрУ + Трр + I) ‘. (3)
Передаточной функции контура тока по каналу управления (2) соответствует максимально плоская АЧХ, т.е. данный контур отрабатывает управляющий сигнал с минимально возможной ошибкой.
При выборе параметров РС и блоков корректирующих обратных связей в соответствии с выражениями
'в = 2(у5 + 1)
т, =
V
7>;
(4)
тс = Тц
передаточные функции контура скорости по каналам ’’задающее напряжение контура скорости— угловая скорость электропривода” и ’’момент сопротивления электропривода—угловая скорость электропривода” принимают вид
со(р)
1
и^Р) Кос
у? -1
+
5 уБ" 1 1 _ 5 5 У~5 2 4 4
------------ТИР + д Тц р +
7>У + ^Т?У + Тцр + 1)"‘. (5)
ш(р) _ _ у!) - 1 Т/и
Щр)~ 8 ]
3 - у 5
т„у +
3../, 7-Зу5С,С,Г/1г„
-------------------7>. р -
16
и
тИу + 7>у +
+ 7>У + ~ ТрУ + Тцр + 1) (6)
Передаточной функции контура скорости по каналу управления (5) соответствует максимально плоская АЧХ, т.е. данная система отрабатывает управляющий сигнал с минимально возможной ошибкой.
ВЫВОДЫ
1. Проведен структурный и параметрический синтез трехкратно-интегрирующей САР угловой скорости электропривода с улучшенными характеристиками.
2. Разработанная система имеет по сравнению с типовой следующие преимущества: увеличивается быстродействие контуров тока и скорости соответственно в 2 и 8 раз; в 10 раз уменьшается динамическая ошибка контура скорости; статическая ошибка контура тока равна нулю.
3. Внедрение трехкратно-интегрирующей САР угловой скорости электропривода с улучшенными характеристиками позволит повысить производительность и точность движения рабочих органов резальных машин.
ЛИТЕРАТУРА
1. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами / Под. ред. В.И. Круповича, Ю.П. Барыбина, М.И. Самовера. — М.: Эдергоатомиздат, 1982. — 416 с.
2. А.с. 1534718 СССР, МКл’ Н 02 Р 5/06. Электропривод / Ю.П. Добробаба, С.В. Нестеров, А.В. Нестеров, С.Ю. Хижняк (СССР). — № 4301696/24-07; Заявл. 09.09.87; Опубл. 07.01.90.
3. А.с. 1704260 СССР, МКл Н 02 Р 5/06. Электропривод постоянного тока / П.П. Шпак, Ю.П. Добробаба, С.В. Нестеров, А.Н. Мирошниченко (СССР). — № 4714686/07; Заявл. 05.07.89; Опубл. 07.01.92.
4. А.с. 1704261 СССР, МКл4 Н 02 Р 5/06. Устройство управления электродвигателем постоянного тока и упруго связанным с ним механизмом с переменным моментом инерции / П.П. Шпак, Ю.П. Добробаба, С.В. Нестеров, А.Н. Мирошниченко (СССР). — № 4714704/07; Заявл. 05.07.89; Опубл. 07.01.92.,
5. А.с. 1760622 СССР. МКл4 Н 02 Р 5/06. Электропривод постоянного тока / Ю.П. Добробаба, А.В. Нестеров, С.В. Нестеров, Д.Э. Черкезов (СССР). — № 4787268/07; Заявл. 28.11.89; Опубл. 07.09.92.
6. А.с. 1769336 СССР, МКл4 Н 02 Р 5/06. Электропривод постоянного тока / Ю.П. Добробаба, А.В. Нестеров, С.В. Нестеров, Д.Э. Черкезов (СССР). — № 4755208/07; Заявл. 01.11.89; Опубл. 15.10.92.
7. Пат. 2066087 МКл 6 Н 02 Р 5/06. Электропривод постоянного тока / Ю.П. Добробаба, С.В. Нестеров, А.Г. Мурлин, В.А. Мурлина, И.В. Акулов. Заявл. 25.11.92; Опубл. 27.08.94.
Кафедра электроснабжения промышленных предприятий
Поступила 02.04.97
(О
мам
[кор-
ІТИВ-
