Представлено інженерну методику проєктного розрахунку електрогідравлічного слідкуючого привода спеціалізованого технологічного обладнання. Розглянуто приводи із дросельним регулюванням технологічного обладнання, представленого в сучасному виробництві. Проведено аналітичний огляд основних параметрів електрогідравлічного слідкуючого привода. Наведена інженерна методика, яка дозволяє провести оцінювання основних параметрів та здійснити вибір головних елементів і пристроїв привода, спрогнозувати його статичні та динамічні характеристики. Наведено приклад проєктного розрахунку електрогідравлічного слідкуючого привода спеціального технологічного обладнання. Розрахунки виконані за допомогою програмного забезпечення Simulink з пакета прикладних програм MATLAB.

Розроблено метод багатокритеріального синтезу нелінійних робастних електромеханічних слідкувальних систем з параметричною невизначеністю. Матриці коефіцієнтів підсилення нелінійних зворотних зв'язків регулятора та нелінійного спостерігача визначаються на основі рішень рівнянь Гамільтона - Якобі - Беллмана - Айзекса. Вектор мети робастного керування визначається на основі рішення задачі векторного нелінійного програмування, в якій компонентами векторної цільової функції є прямі показники якості, які пред'являються до системи в різних режимах роботи. Наведено результати моделювання та експериментальних досліджень динамічних характеристик синтезованої нелінійної електромеханічної слідкувальної системи.

Запропоновано модель нейронної схеми, призначеної для слідкуючого керування невідомими нелінійними динамічними системами. Для опису моделі використано диференційне рівняння першого порядку зі змінною структурою та вихідне рівняння. Модель надає можливість досягати скінченного часу збіжності до робочих станів та обмеженої похибки слідкування. Вона не потребує навчання у режимі офлайн. Для мінімізації похибки відслідковування траєкторії об'єкта модель використовує лише виходи системи та об'єкта. Вона має просту структуру та її можна використовувати, коли внутрішня динаміка і параметри керованої системи є невідомими. Наведено результати комп'ютерного моделювання застосування моделі для оптимального слідкуючого керування кутом повороту дволанкового планарного маніпулятора, які підтверджують теоретичні положення та ілюструють високу ефективність функціонування моделі.

Здійснено порівняльний аналіз характеристик слідкуючого електроприводу, який подано асинхронним і синхронним механічно не зв'язаними електроприводами. В такій системі один електропривід працює у режимі ведучого приводу, а інший - у режимі веденого. Для виконання порівняльного аналіз характеристик слідкуючого асинхронного електроприводу (АЕП) розроблено експериментальну установку, яка складається з АЕП на базі перетворювача частоти серії ATV340 та механічно не зв'язаного синхронного електроприводу на базі Lexium 32C. Для передавання даних між електроприводами використано входи/виходи РТО-РТІ перетворювачів частоти. Описано технологію реалізації задачі синхронізації швидкостей електроприводів на базі перетворювачів частоти ATV340 та Lexium 32C, наведено дослідження впливу параметрів регулятора швидкості (частоти) перетворювача частоти ATV340 на точність та якість процесу синхронізації швидкостей. Зокрема, збільшення до певних значень коефіцієнта підсилення контуру швидкості зменшує динамічну похибку швидкості, а зростання параметра STA усуває перерегулювання та коливність перехідного процесу. Проведені експериментальні дослідження показали, що у разі використання бездавачевого векторного керування перетворювач частоти ATV 340 може працювати в слідкуючому режимі, однак у перехідних режимах розгону та гальмування спостерігається часове запізнення реакції приводу, яке неможливо ліквідувати наявними засобами програмного забезпечення. Використання електроприводу Lexium 32C у слідкуючому режимі забезпечує синхронізацію швидкості з високою точністю як у перехідних режимах, так і в усталеному режимі роботи. Вважаємо, що доцільно здійснити дослідження слідкуючого електроприводу на базі перетворювача частоти ATV 340 у випадку реалізації замкненої системи регулювання за швидкістю.

Цель работы - повышение параметров точности и уменьшение чувствительности системы к изменениям параметров объекта управления нелинейной робастной электромеханической следящей системы наведения и стабилизации вооружения легкобронированной машины на основе многокритериального синтеза. Метод многокритериального синтеза нелинейных робастных регуляторов для управления нелинейными многомассовыми электромеханическими следящими системами с параметрической неопределенностью основан на выборе вектора цели робастного управления путем решения соответствующей задачи многокритериального нелинейного программирования, в которой вычисление векторов целевой функции и ограничений носит алгоритмический характер и связано с синтезом нелинейных робастных регуляторов и моделированием синтезированной системы для различных режимов работы системы, при различных входных сигналах и для различных значений параметров объекта управления. Синтез нелинейных робастных регуляторов и нелинейных робастных наблюдателей сводится к решению системы уравнений Гамильтона-Якоби-Айзекса. Приведены результаты синтеза нелинейной робастной электромеханической следящей системы наведения и стабилизации вооружения легкобронированной машины. Сравнение динамических характеристик синтезированной следящей электромеханической системы показало, что применение синтезированных нелинейных робастных регуляторов позволяет повысить параметры точности и снизить чувствительность системы к изменению параметров объекта управления по сравнению с существующей системой. Впервые проведен многокритериальный синтез нелинейной робастной электромеханической следящей системы наведения и стабилизации вооружения легкобронированной машины. Приведены практические рекомендации по обоснованному выбору матриц коэффициентов усиления нелинейных обратных связей регулятора и нелинейного наблюдателя следящей электромеханической системы, что позволяет улучшить динамические характеристики и снизить чувствительность системы к изменению параметров объекта управления по сравнению с существующей системой.

Розроблено метод багатокритеріального синтезу нелінійних багатомасових електромеханічних слідкуючих систем із параметричною невизначеністю на основі комбінованого робастного стохастичного анізотропійного управління для підвищення точності таких систем. Метод заснований на виборі вектора мети робастного управління шляхом вирішення відповідної задачі багатокритеріального нелінійного програмування, в якій компонентами вектора цільової функції є прямі показники якості, такі як час першого узгодження, час регулювання, перерегулювання перехідних процесів, дисперсія помилки слідкування або стабілізації у разі відпрацювання випадкових задаючих, або компенсації випадкових збурювальних впливів і т.д. Причому, ці вимоги пред'являються у випдку роботи системи в різних режимах і в умовах зміни параметрів, а можливо і структури її об'єкта управління. Обчислення компонент вектора цільової функції та обмежень має алгоритмічний характер і пов'язане з синтезом анізотропних регуляторів і моделюванням синтезованої нелінійної системи для різних режимів роботи системи, за різних вхідних сигналів і для різних значень параметрів об'єкта управління. Компонентами вектора невідомих параметрів є шукані вагові матриці, за допомогою яких формується вектор мети робастного управління. Синтез анізотропійних регуляторів зводиться до вирішення системи чотирьох пов'язаних рівнянь Риккаті для мінімізації анізотропійної норми вектора мети стохастичного робастного управління. Рішення завдання багатокритеріального нелінійного програмування засноване на алгоритмах оптимізації роєм часток. Наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень нелінійної робастної двомасової електромеханічної слідкуючої системи з синтезованими анізотропійними регуляторами. Показано, що застосування синтезованих анізотропійних регуляторів двомасової електромеханічної слідкуючої системи надає змогу зменшити помилку компенсації випадкового зовнішнього збурення в 1,5 - 2 рази, зменшити час регулювання в 5 разів і знизити чутливість системи до зміни параметрів об'єкта управління у порівнянні з існуючою системою з типовими регуляторами.

Розроблено математичну модель електрогідравлічного слідкувального приводу зі зворотним зв'язком за перепадом тиску в порожнинах виконавчого гідроциліндра пристрою для обкочування вісенесиметричних поверхонь. Пристрій забезпечує задане зусилля на інструменті (обкочувальному ролику). Для імітаційного моделювання приводу в середовищі MATLAB Simulink розроблена відповідна обчислювальна структура (блок-схема). Досліджено вплив параметрів приводу на його динамічні характеристики.

Проведено розрахунок і аналіз слідкуючої системи промислового робота. Одержано математичну модель виконавчого двигуна, проведено лінеаризацію цієї моделі. Запропоновано систему автоматичного керування роботом, виконано розрахунок окремих її ланок.

Проведен синтез цифрового регулятора для следящей системы с астатизмом третьего порядка. Выполнено моделирование системы в пакете MATLAB-Simulink. Разработан метод расчета цифрового регулятора по заданным параметрам неизменяемой части следящей системы и требуемым показателям качества. Показателями выбраны максимальное перерегулирование в переходной характеристике и максимальная перегрузка привода по моменту в режиме разгона. Используется преобразование непрерывной передаточной функции регулятора в дискретную. Приведен пример расчета и результаты моделирования.

Рассмотрена проблема следящего управления в когнитивных картах иерархических сложных систем. Динамика свободного движения определенного иерархического уровня системы описывается неустойчивым импульсным процессом в когнитивной карте. Задающее воздействие, формирующееся на высшем уровне иерархии, имеет скачкообразный характер. Введена эталонная модель характеристического полинома замкнутой системы по каналу "задающее воздействие - ошибка регулирования". Найден закон управления, позволяющий выходным координатам когнитивной карты отслеживать изменение задающего воздействия. В качестве примера рассматривается управление когнитивной картой коммерческого банка на определенном иерархическом уровне банковской системы. С помощью моделирования показана эффективность предложенного метода.

Обгрунтовано умови використання теплового розширення рідини як рушійного механізму. Встановлено співвідношення між підведеною тепловою енергією, об'ємом рідини, переміщенням вихідної ланки та навантаженням, за якими розроблено принципове технічне рішення теплового гідроприводу. Вперше встановлено закономірності зміни осередненої температури рідини та ходу вихідної ланки теплогідравлічного приводу від часу за умов сталого теплового потоку з урахуванням конвективного та теплопровідного теплообміну в рідині та теплопровідного теплообміну з елементами конструкції. Вперше одержано експериментальні залежності змін температури в крайніх точках горизонтально розташованого циліндричного об'єму рідини під час підведення теплового потоку по осі, які дозволяють оцінювати співвідношення конвективного та теплопровідного теплових потоків в рідині. Встановлено, що за сталого температурного навколишнього середовища та сталого значення підведеного теплового потоку співвідношення часу розширення робочої рідини та часу відновлення початкового об'єму не перевищує співвідношення потужності підведеного теплового потоку й осередненої потужності теплового потоку від камери до навколишнього середовища, за умов, що розширення рідини не перевищує 70 % максимального розрахункового значення.

Індекс рубрикатора НБУВ: З965.8

Рубрики:

Слідкуючі та синхронно-слідкуючі системи

Шифр НБУВ: Ж68690 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Викладено методику поліноміального синтезу алгоритмів цифрового управління для автоматичних слідкувальних систем. Показано, що більшість існуючих методів синтезу цифрових регуляторів, які реалізують принцип управління за відхиленням, грунтуються на досвіді синтезу неперервних систем. Їх методологія не дозволяє реалізувати одночасне підвищення точності системи в сталому режимі та виконання умов її стійкості. Згідно викладеної методики алгоритми управління синтезуються в результаті розв'язання різницевих рівнянь, які визначаються за дискретними передаточними функціями цифрових регуляторів. Теоретичну основу синтезу цифрових регуляторів складає теорія інваріантності. Відмінною рисою запропонованого підходу є урахування вимог до стійкості та заданої статичної точності системи управління на етапі синтезу цифрового регулятора. Наведено приклад синтезу алгоритму цифрового управління об'єктом другого порядку, результати моделювання якого підтверджують ефективність викладеної методики.

Розглянуто параметричну оптимізацію для потенціометричної слідкувальної системи з використанням генетичного алгоритму. Одержано якісні характеристики перехідного процесу системи керування.

Предложен подход к построению инвариантных относительно внешним возмущениям систем управления. В отличие от классической схемы здесь не требуется измерять возмущения. Возможность беспредельного увеличения коэффициента усиления робастного регулятора без потери устойчивости позволяет уменьшить влияние возмущений до сколь угодно малой величины. Этим обеспечивается высокая точность слежения эталонной траектории и быстродействие для широкого класса возмущений.

Розглянуто питання побудови стежачих систем управління на основі теоретичних положень теорії автоматичного управління, теорії електропривода та систем керування електроприводами. Обгрунтовано вибір складових частин та елементної бази системи автоматичного управління стежачим електроприводом (СЕП). При виконанні аналізу і синтезу САУ стежачим електроприводом визначена структура даних систем - вони будуються за принципом підпорядкованого регулювання координат. Приведено результати дослідження СЕП, які надають можливість сінтезувати схеми управління та розраховувати елементи, передавальні функції, коефіцієнти передачі відповідних регуляторів та механічні характеристики і перехідні процеси системи.

Синтезовано систему керування електроприводу оптичного телескопа для автоматизації процесів спостереження в режимах роботи позиціювання та слідкування з метою забезпечення різних кількісно-якісних показників роботи телескопа у вказаних режимах. Розроблено математичні та комп'ютерні моделі систем керування в режимах позиціювання та слідкування. Результати комп'ютерного моделювання у середовищі MATLAB/Simulink розробленої системи керування підтвердили теоретично одержані результати.

Для еквівалентної флуктуаційної характеристики часового дискримінатора проведено порівняльну оцінку рівня дисперсії помилки за межами апертури двома методами. Одержані результати показали значне розходження між оцінками. Новий метод одержання оцінки, виходячи з умови, що ймовірністю повернення помилки в межі апертури за характерний час функціонування слідкуючої системи можна знехтувати, на відміну від первинного, гарантує відсутність інструментальної похибки.

Представлены результаты исследования системы прямого цифрового управления следящего рулевого электропривода с алгоритмами перестройки коэффициента усиления основного контура в функции оценки частоты входного сигнала.

Приведены классификация, терминология, основные понятия и определения, рассмотрены конструкции, принципы действия и методики расчета основных параметров элементов и устройств следящих приводов с различными типами исполнительных двигателей. Даны характеристики исполнительных серводвигателей вращательного и поступательного движения, созданных на их основе сервомодулей движения с различными типами датчиков обратной связи и управляющих устройств. Описаны способы создания моделей следящих приводов для исследования их динамических характеристик с применением современных прикладных программ.