Введение к работе
Актуальность темы исследования. В условиях экономического кри
зиса происходит значительный спад производства электроэнергии с од
новременным ростом цен на неё. Обострение энергетических проблем
на фоне проблем неплатежей и вызванное этим сложное экономическое
положение многих отечественных предприятий заставляют искать но
вые пути решения задач рационального потребления энергетических
ресурсов. Одним из таких путей является создание систем оптимального
энергосберегающего управления различными технологическими процес
сами. - і
Практически на всех производствах имеется подъемно-транспортное оборудование, на электроприводы которого приходится значительная доля потребления электроэнергии, поэтому разработка системы оптимального энергосберегающего управления (СОЭУ) динамическими режимами работы подъемно-транспортных механизмов является актуальной. Особенностями задач оптимального управления электроприводами (ЭП) является необходимость введения ограничения на ускорение и учёт люфта в механической части. Создание СОЭУ на базе микропроцессорных устройств позволит в реальном масштабе времени синтезировать энергосберегающие управляющие воздействия, сокращающие затраты энергии на 5 - 40 % в динамических режимах, и продлевающие срок эксплуатации электродвигателей, редукторов и : другого технологического оборудования.
Цель работы заключается в развитии теории энергосберегающего
управления динамическими режимами многоприводных объектов, ре
шении задач анализа оптимального управления ЭП, учитывающих ре-,
альные условия эксплуатации, в том числе ограничение на. ускорение и
наличие люфта в редукторе. Для достижения этой цели необходимо
разработать модель динамики ЭП, которая пригодна для оперативного
решения задач оптимального управления ЭП при всех возможных из-,.
менениях нагрузки; определить возможные виды функций оптималь
ного управления и условия их существования; разработать алгоритмы
синтеза в реальном времени энергосберегающего управления динамиче
скими режимами работы ЭП в различных состояниях функционирова
ния; разработать методику проектирования СОЭУ многоприводными ,;
объектами. '-. '- ;,; :
Научная новизна работы состоит в следующем^
Сформулированы и решены задачи оптимального управления с огг . раничением на ускорение динамическими режимами электроприводов. ..
Разработана структура модели динамики ЭП с люфтом в механической части. Решена задача идентификации нелинейного объекта. Опи-
сана его динамика дифференциальными уравнениями с разрывной правой частью. Получена модель динамических процессов в ЭП, учитывающая состояния функционирования.
Сформулирована и решена задача проектирования систем энергосберегающего управления многоприводными объектами.
Практическая значимость заключается в следующем.
Разработаны алгоритмы идентификации динамических режимов работы ЭП моделями в форме дифференциальных уравнений с разрывной правой частью («зонными» моделями) и синтеза управления ЭП с ограничением на ускорение и учетом люфта.
Создан алгоритм и программа проектирования структуры СОЭУ многоприводными объектами.
На базе предложенных алгоритмов анализа и синтеза оптимального управления разработан пакет прикладных программ, предназначенный для оперативного синтеза оптимальных управляющих воздействий электроприводом.
Применение системы энергосберегающего управления динамическими режимами работы электроприводов позволяет снизить затраты энергии на 5 - 40 % в зависимости от нагрузки, увеличить срок службы электродвигателей и редукторов.
Методы исследования, используемые в работе, - это методы анализа и синтеза оптимального управления на множестве состояний функционирования, методы моделирования процессов управления на ЭВМ и проведение исследований в лабораторных и производственных условиях.
Апробаиия работы. Материалы работы доложены на V Всероссийской конференции "Повышение эффективности методов и средств обработки информации", Тамбов, ТВВАИУ, 1997 г.; на IV международной конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЕГІ - 98", Новосибирск, 199S г.; на международной научно-технической .конференции и научно-технической школе "Системные проблемы надежности, математического моделирования и информационных технологий", Сочи, 1998 г.; на втором:;научном семинаре "Новые информационные технологии", МГИЭМ, 1999 г.; на VIII международной конференции-выставке "Информационные технологии в образовании", МИФИ/ 1998 г.; ка IV научной конференции ТГТУ, 1999 г.; на Международной конференции и Российской научной школе "Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий", Сочи, 1999 г.; на III межвузовской науч-
ной конференции "Актуальные проблемы информатики и информационных технологий" Тамбов, ТГУ, 1999 г.
Публикации. Основные результаты диссертации отражены в 12 публикациях, список которых приведен в конце реферата.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованной литературы и приложений.