Содержание к диссертации
Введение
1. Постановка задачи. Возможности программ Simulink, Control System Toolbox и Nonlinear Control Design .
1.1 Обзор литературы по исследованию динамических процессов в электромеханической системе поворота шагающих экскаваторов 10
1.2 Особенности электромеханической системы поворота экскаватора драглайна 17
1.3 Возможности программ Simulink, Control System Toolbox и Nonlinear Control Design 19
1.4 Порядок исследований 24
2. Разомкнутые одномассовая и двухмассовая системы с якорным управлением
2.1 Математическое описание и структурные схемы моделирования двигателя постоянного тока в установившемся и динамическом режимах 27
2.2 Допущения ,принятые при математическом описании много двигательного электропривода поворота экскаватора драглайна 38
2.3 Математическое описание и структурные схемы моделирования динамического режима электропривода поворота экскаватора при идентичной работе двигателей поворота на уровне разомкнутой одномассовой системы 40
2.4 Математическое описание и структурные схемы моделирования разомкнутой линейной двухмассовои электромеханической системы в динамическом режиме работы 44
2.5 Математическое описание и структурные схемы моделирования разомкнутой нелинейной двухмассовои электромеханической системы в динамическом режиме работы 49
2.6 Математическое описание и структурные схемы моделирования динамических процессов электропривода поворота экскаватора при идентичной работе двигателей поворота на уровне двухмассовои разомкнутой системы 54
3. Замкнутые одномассовая и многомассовые системы с управлением по схеме с суммирующим усилителем
3.1 Исследование замкнутой одномассовой системы с обратной связью по скорости двигателя 59
3.2 Математическое описание и структурные схемы моделирования динамических процессов в электроприводе поворота экскаватора при идентичной работе двигателей поворота на уровне замкнутой одномассовой системы с обратной связью по скорости двигателя 67
3.3 Математическое описание и структурные схемы моделирования для автоматизированного выбора параметров регуляторов в замкнутой двухмассовои электромеханической системе, управляемой по схеме с суммирующим усилителем 69
3.4 Математическое описание и структурные схемы моделирования для автоматизированного выбора параметров регуляторов много-двигательного электропривода поворота экскаватора на уровне двухмассовои замкнутой системы при идентичной и попарно идентичной работе двигателей 79
4. Замкнутая система, управляемая по схеме подчинённого регулирования
4.1 Математическое описание и структурные схемы моделирования замкнутой двухмассовои электромеханической системы, управляемой по схеме подчинённого регулирования 88
4.2 Математическое описание и структурные схемы моделирования для автоматизированного выбора параметров регуляторов в замкнутой двухмассовои электромеханической системе поворота экскаватора драглайна, управляемой по схеме подчинённого регулирования 96
Заключение 101
Литература 103
- Обзор литературы по исследованию динамических процессов в электромеханической системе поворота шагающих экскаваторов
- Математическое описание и структурные схемы моделирования двигателя постоянного тока в установившемся и динамическом режимах
- Исследование замкнутой одномассовой системы с обратной связью по скорости двигателя
- Математическое описание и структурные схемы моделирования замкнутой двухмассовои электромеханической системы, управляемой по схеме подчинённого регулирования
Введение к работе
Актуальность работы. Эффективность использования мощных экскаваторов драглайнов во многом зависит от правильного выбора параметров настройки систем автоматического управления основных рабочих механизмов экскаватора. Существующие аналитические методы расчёта этих параметров относятся к системам автоматического управления одномассовыми и однодвигательными электромеханическими системами и не учитывают ряда существенных нелинейностей, присущих электромеханической системе поворота экскаватора, к которым в первую очередь относится нелинейность, создаваемая наличием кинематических зазоров в валопроводе механизма поворота.
Современное программное обеспечение для моделирования сложных систем управления, представленное комплексом программ Matlab, позволяет выполнить исследование системы управления электроприводом поворота экскаватора-драглайна с учётом как многомассового, так и многодвигательного состава системы с учётом имеющихся в ней существенных нелинейностей.
Целью работы является разработка математической модели динами-ческих процессов в системе автоматического управления многомассовой и многодвигательной электромеханической системы электропривода поворота мощного экскаватора-драглайна, позволяющей обеспечить лучшие показатели качества процесса управления и повысить эффективность эксплуатации экскаватора-драглайна.
Идея работы состоит в том, что созданные математическое описание динамических процессов в многомассовой электромеханической системе поворота экскаватора виде системы дифференциальных уравнений и структурные схемы их решения с использованием программы Matlab, позволяют осуществить автоматизированный выбор параметров регуляторов с учётом многогомассового и многодвигательного состава управляемой системы и присущих ей существенных нелинейностей.
Задачи исследования:
-
Разработать математическую модель и соответствующие схемы моделирования динамических процессов в различных классах систем автоматического управления многодвигательным электроприводом поворота мощного экскаватора-драглайна.
-
На основе результатов моделирования разработать метод автоматизированного выбора параметров и структуры регуляторов системы автоматического управления многодвигательным электроприводом экскаватора-драглайна.
-
Исследовать качество переходных процессов в многомассовой электромеханической системе поворота экскаватора-драглайна и разработать рекомендации по улучшению качества переходных процессов.
Методы исследования: использован метод постепенного усложнения структуры управляемой системы от разомкнутой одномассовой до замкнутой многомассовой и многодвигательной системы. Рассмотрены два типа систем управления многомассовой и многодвигательной системой. Для исследований используются программные продукты Simulink, Control System Toolbox и Nonlinear Control Design, входящие в программный комплекс Matlab.
Научные положения, выносимые на защиту:
-
Разработанная математическая модель многомассовой и многодвигательной электромеханической системы электропривода поворота экскаватора-драглайна с достаточно обоснованной системой допущений и ограничений адекватно описывает динамические процессы в реальной системе электропривода поворота.
-
Разработанная рациональная схема управления электроприводом с суммирующим усилителем и схема подчинённого регулирования мощного экскаватора-драглайна показали путём моделирования возможность улучшения качества процесса управления.
3. Разработанный метод автоматизированного определения параметров настройки регуляторов системы управления электроприводом поворота экскаватора-драглайна с использованием технологии моделирования программного комплекса Simulink, Control System Toolbox и Nonlinear Control Design позволил получить улучшенные показатели качества переходных процессов в многодви-гателыюй электромеханической системе поворота с учётом существенных нслинеиностеи исследуемой системы.
Новизна работы состоит в использовании модульного принципа в построении математического описания и моделирования динамических процессов в системе управления миогодвигательным электроприводом поворота мощного экскаватора драглайна и в использовании программного метода для автоматизированного выбора параметров систем автоматического управления этим электроприводом.
Практическая ценность Разработанные математическое описание и динамические процессы в многомассовой электромеханической системе поворота с учётом существенных нслинеиностеи, позволяют использовать современные программные средства для автоматизированного выбора параметров системы управления, обеспечивающих лучшее качество переходных характеристик системы управления электроприводом поворота экскаватора-драглайна.
Обосновашгость и достоверность полученных результатов: Выводы и рекомендации получены в результате компьютерного моделирования, выполненного на основе математического описания и допущений, неоднократно проверенных экспериментальным исследованием динамических процессов в электромеханической системе поворота экскаваторов-драглайнов.
Публикации: По результатам выполненных исследований опубликованы 2 статьи в журнале, входящем в перечень ВАК Минобрнауки России.
Апробация работы: Основные результаты работы опубликованы в двух научных статьях и доложены на научно-техническом семинаре кафедры AT.
Объём работы: диссертационная работа состоит из введения, 4 глав и заключения, содержит 54 рисунка; список литературы состоит из 86 наименований.
Обзор литературы по исследованию динамических процессов в электромеханической системе поворота шагающих экскаваторов
Работа по моделированию динамических процессов в электромеханических системах шагающих экскаваторов проводилась и проводится в московском Государственном Горном Университете (МГГУ), в период, начиная с 1961 года, когда московским Горным институтом (МГИ) по договорам с уральским заводом тяжёлого машиностроения (УЗТМ) был выполнен ряд научно- исследовательских работ по разработке средств снижения динамических нагрузок в главных электромеханических системах шагающих экскаваторов и созданию систем управления главными электроприводами этих машин. Ряд результатов этих работ, выполненных с применением аналоговой вычислительной техники, опубликован в коллективной монографии "Применение электронных моделей для исследования горных машин" ("Недра", 1966 г.) [1].
Глава 4 этой книги (автор главы Кузнецов В.Ф.) с названием "Динамические нагрузки в редукторах тяжёлых машин " содержит допущения, принятые при математическом описании динамических процессов в многодвигательной электромеханической системе поворота проектируемого экскаватора драглайна, математическую модель многодвигательной . электромеханической системы поворота и результаты моделирования динамических процессов, возникающих в валопроводах редукторов поворота в период разгона поворотной платформы экскаватора. Значительное место в этой главе занимают математическое описание и методика моделирования специальных упруго-демпфирующих звеньев - кольцевых пружин, - вводимых в валопровод редукторов для гашения колебаний, порождаемых многодвигательным электроприводом при последовательном соединении электродвигателей поворота. На основе этих исследований была создана новая модификация экскаватора драглайна, содержащая подпружиненные редукторы механизма поворота ) - экскаватор ЭШ 15/90Б, в котором было достигнуто значительное снижение динамических нагрузок в валопроводах редукторов механизма поворота.
Значительное количество работ, выполненных в МГИ - МГГУ, содержит математическое описание, методику и результаты моделирования динамических процессов в валопроводах механизма поворота экскаваторов драглайнов с различными типами усилителей, используемых в электроприводе. Это работы В.Ф. Кузнецова, В.Д. Потапова, В.В. Чайкина, И.В. Петровой, в которых путём моделирования были выявлены зависимости динамических характеристик электромеханической системы поворота от параметров обратных связей электропривода, параметров дополнительных упруго-демпфирующих звеньев, способов соединения двигателей поворота, степени неравномерности нагрузки при автономном питании двигателей [2], [3].
Вопросы выбора и расчёта параметров систем управления электроприводами экскаваторов, принципиальные схемы электроприводов и методы их настройки составляют содержание монографии [4] "Наладка электроприводов экскаваторов"(Вуль Ю. Н., Ключев В.И., Седаков Л.В., М., "Недра", 1964). В книге подробно рассмотрены способы создания статической характеристики электропривода, имеющей форму "экскаваторной" характеристики. Рассмотрены два способа создания экскаваторной характеристики: параллельная коррекция (с помощью обратной связи по току с отсечкой) и последовательная коррекция (с помощью системы подчинённого регулирования, включающей в себя последовательно соединённые регуляторы скорости и тока). Все выводы авторов относятся к одномассовым системам.
Концептуальный анализ свойств экскаваторных электроприводов содержит книга "Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов"[5] (Ключев В.И., Терехов В.М., М., "Энергия", 1980). В частности, авторы отмечают, что "важнейшим является требование обеспечения максимальной производительности машины при минимальных нагрузках её электрического и механического оборудования. Для выполнения этого общего требования необходимо, чтобы система электропривода обладала следующими свойствами:
1) электропривод должен обеспечивать надёжное ограничение момента и тока допустимым стопорным значением, т.е. обладать механической характеристикой экскаваторной формы";
2) "формирование переходных процессов, имеющих минимальную длительность при ограничениях, наложенных на предельные значения момента, темпа его изменения и ускорения, обеспечивающих минимальные динамические нагрузки механического оборудования экскаваторов, должно осуществляться достаточно простыми и надёжными средствами;
3) схема соединения силовых цепей и динамические свойства системы управления электроприводом должны способствовать реализации возможного демпфирующего действия, которое оказывает электропривод с линейной механической характеристикой на механические колебания в электромеханической системе".
И далее: ".. .для индивидуального электропривода одноковшовых экскаваторов с ёмкостью ковша выше 2 м3 в настоящее время применяются двигатели постоянного тока с независимым возбуждением, управляемые изменением напряжения в цепи якоря по системе управляемый преобразователь - двигатель. В качестве упрайляемого преобразователя может быть использован генератор постоянного тока (Г-Д) или тиристорный преобразователь (ТП-Д). До недавнего времени основной структурой регулируемого экскаваторного электро-привода являлась структура с суммирующим усилителем В последние годы на большинстве выпускаемых в нашей стране экскаваторов находят применение схемы, имеющие многоконтурную систему подчинённого регулирования тока и скорости двигателя."
В книге "Управление электроприводами" [6] (Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г., М., "Энергоиздат", 1982) рассмотрены принципы построения автоматических систем управления электро-приводами промышленных механизмов, выполненных как по схемам с параллельной коррекцией (с суммирующим усилителем), так и по схемам с последовательной коррекцией (с использованием схемы подчинённого регулирования) применительно к одномассовым электромеханическим системам. Авторы отмечают (стр.147), что для многомассовых систем, "когда условия пренебрежения упругостью не выполняются", требуются дополнительные исследования свойств электропривода с учётом его демпфирующей способности.
И далее: "...если в жёсткой системе предельное быстродействие определяется суммой малых постоянных времени, то в системе с упругостью оно зависит от постоянной времени упругих колебаний...Часто и при правильно выбранных настройках регуляторов отдельные малые постоянные времени не оказывают заметного влияния на переходные процессы...Существует такое сочетание параметров системы, при котором движение исполнительного органа будет плавным, несмотря на наличие упругой связи без механического демпфирования " (стр. 150).
Математическое описание и структурные схемы моделирования двигателя постоянного тока в установившемся и динамическом режимах
Параметры системы: номинальная мощность 4,3 кВт; номинальное напряжение 220 В; номинальная скорость вращения 3000 об/мин; номинальный ток 22 А; сопротивление якорной цепи 0,275 Ом; момент инерции якоря 0,056 кг.мЛ2; скорость вращения вала исполнительного механизма 150 об/мин; момент инерции исполнительного механизма 10 кг.мА2; жёсткость выходного вала редуктора 50 000 Им/рад; коэффициент передачи тиристорного преобразователя 40; постоянная времени тиристорного преобразователя 0,05 с.
Структурную схему модели для исследования установившегося режима одного из четырёх последовательно соединённых двигателей электропривода поворота экскаватора получим для следующих числовых значений параметров электромеханической системы поворота [15]. Момент инерции двигателя jdg =78кг-м2; момент инерции поворотной платформы J3KC = 601-\06кг-м2; переда Нм точное число редуктора механизма поворота ри =-390; к д = 36260 ; рад конструктивные постоянные двигателя С„ =4.414—; Се =4.414 ; суммарное А рад/с сопротивление якорной цепи электрических машин Rs= 0,083 Ом; суммарная индуктивность якорной цепи электрических машин Ls= 0,045 Гн; номинальное якорное напряжение двигателя UH0M= 225 В; номинальное значение тока якорной цепи 1ном= 1030 А.
Данный (первый) вариант структурной схемы удобен для изучения режима холостого хода, поскольку при Мс=0 схема содержит только передаточную функцию по управляющему воздействию, определяющую скорость холостого хода. Для получения переходной функции по току в данном варианте структурной схемы, может быть использовано уравнение электрической цепи двигателя, согласно которому.
Второй вариант структурной схемы позволяет изучить особенности протекания динамических процессов в режиме короткого замыкания двигателя (а =0). В этом режиме внутренняя обратная связь по ЭДС двигателя отсутствует.
На втором этапе исследований электромеханической системы поворота экскаватора изучается поведение одномассовой линейной системы при учёте только электромеханической инерционности двигателей. Валопровод механизма считается абсолютно жёстким, а работа двигателей идентичной.
Кинематическая схема механизма поворота шагающего экскаватора включает в себя четыре идентичных двигателя поворота, каждый из которых через трёхступенчатый редуктор вращает свою венцовую шестерню, обкатывающуюся вокруг неподвижного зубчатого . венца. Образуемая планетарная зубчатая передача приводит во вращение поворотную платформу экскаватора, на которой установлено рабочее оборудование, в том числе двигатели и редуктора электропривода поворота. Расчётная схема электрической части содержит четыре последовательно соединённых двигателя постоянного тока, питаемых от силового тиристорного преобразователя с суммирующим элементом на входе. 2.2 Допущения, приняты при математическом описании многодвигетельного электропривода поворота экскаватора-драглайна
Математическая модель многодвигательного электропривода поворота шагающего экскаватора строится на основе ряда допущений, важнейшими из которых являются следующие:
1. При исследовании особенностей многодвигательного электропривода считается, что четыре двигателя механизма поворота работают попарно идентично. В результате этого допущения четырёхдвигательныи электропривод сводится к двухдвигательному - простейшему виду многодвигательного привода.
2. Поскольку суммарный приведенный к валу двигателя момент инерции промеждуточных зубчатых колёс редуктора составляет менее 10 процентов от момента инерции ротора двигателя, маховыми массами этих зубчатых колёс пренебрегаем. Данное допущение объясняется тем, что маховые массы звеньев кинематической цепи редуктора определяются с погрешностью порядка 10 процентов. В результате этого допущения каждый валопровод сводится к двухмассовой (а не к четырёхмассовой) системе.
3. Момент инерции поворотной платформы принимаем постоянным. При этом считаем, что ковш загружен наполовину, а его вылет составляет 2/3 от длины стрелы. В результате этого допущения получаем систему уравнений с постоянными (а не переменными) коэффициентами. Данное допущение объясняется тем, что скорость перемещения ковша по стреле намного меньше скорости колебаний в валопроводах.
4. Стрелу экскаватора считаем абсолютно жёсткой, поскольку частота колебаний стрелы намного меньше частоты колебаний в валопроводе.
5. Колебаниями ковша на бифилярном подвесе (подъёмные и тяговый канаты) пренебрегаем, поскольку частота этих колебаний намного меньше частоты колебаний в валопроводе. 6. Момент силы трения, создаваемый при вращении поворотной платформы, считаем постоянным по величине, равным 0,1 от суммарного стопорного момента двигателей поворота (приведенного к оси вращения платформы) и направленным против скорости вращения платформы.
7. При исследовании много двигательного электропривода считается, что суммарные кинематические зазоры, приведенные к валу двигателя, равны по величине в обоих валопроводах, но в одном из валопроводов в начале разгона поворотной платформы существует максимальный зазор, а во втором -минимальный (нулевой зазор). Данное допущение позволяет воспроизвести наиболее тяжёлый режим работы, поскольку противофазные колебания в валопроводах возникают в начальный момент пуска электропривода. 8. Диссипативные силы в каждом из валопроводов считаем пропорциональными первой степени скорости деформации валопроводов. 9. Параметры кинематических цепей валопроводов (моменты инерции и жёсткости) считаем идентичными. 10. При исследовании замкнутой системы с суммирующим усилителем считается, что схема управления содержит пять управляющих сигналов. Один сигнал является задающим, остальные четыре используются для двух жёстких и двух гибких обратных связей. 11. Рассматривается только якорное управление двигателями. 12. Рассматривается только период пуска двигателей.
Исследование замкнутой одномассовой системы с обратной связью по скорости двигателя
Математическая модель многодвигательного электропривода поворота шагающего экскаватора строится на основе ряда допущений, важнейшими из которых являются следующие: 1. При исследовании особенностей многодвигательного электропривода считается, что четыре двигателя механизма поворота работают попарно идентично. В результате этого допущения четырёхдвигательныи электропривод сводится к двухдвигательному - простейшему виду многодвигательного привода. 2. Поскольку суммарный приведенный к валу двигателя момент инерции промеждуточных зубчатых колёс редуктора составляет менее 10 процентов от момента инерции ротора двигателя, маховыми массами этих зубчатых колёс пренебрегаем. Данное допущение объясняется тем, что маховые массы звеньев кинематической цепи редуктора определяются с погрешностью порядка 10 процентов. В результате этого допущения каждый валопровод сводится к двухмассовой (а не к четырёхмассовой) системе. 3. Момент инерции поворотной платформы принимаем постоянным. При этом считаем, что ковш загружен наполовину, а его вылет составляет 2/3 от длины стрелы. В результате этого допущения получаем систему уравнений с постоянными (а не переменными) коэффициентами. Данное допущение объясняется тем, что скорость перемещения ковша по стреле намного меньше скорости колебаний в валопроводах. 4. Стрелу экскаватора считаем абсолютно жёсткой, поскольку частота колебаний стрелы намного меньше частоты колебаний в валопроводе. 5. Колебаниями ковша на бифилярном подвесе (подъёмные и тяговый канаты) пренебрегаем, поскольку частота этих колебаний намного меньше частоты колебаний в валопроводе. 6. Момент силы трения, создаваемый при вращении поворотной платформы, считаем постоянным по величине, равным 0,1 от суммарного стопорного момента двигателей поворота (приведенного к оси вращения платформы) и направленным против скорости вращения платформы. 7. При исследовании много двигательного электропривода считается, что суммарные кинематические зазоры, приведенные к валу двигателя, равны по величине в обоих валопроводах, но в одном из валопроводов в начале разгона поворотной платформы существует максимальный зазор, а во втором -минимальный (нулевой зазор). Данное допущение позволяет воспроизвести наиболее тяжёлый режим работы, поскольку противофазные колебания в валопроводах возникают в начальный момент пуска электропривода. 8. Диссипативные силы в каждом из валопроводов считаем пропорциональными первой степени скорости деформации валопроводов. 9. Параметры кинематических цепей валопроводов (моменты инерции и жёсткости) считаем идентичными. 10. При исследовании замкнутой системы с суммирующим усилителем считается, что схема управления содержит пять управляющих сигналов. Один сигнал является задающим, остальные четыре используются для двух жёстких и двух гибких обратных связей. 11. Рассматривается только якорное управление двигателями. 12. Рассматривается только период пуска двигателей.
Математическое описание и структурные схемы моделирования динамического режима электропривода поворота экскаватора при идентичной работе двигателей поворота на уровне разомкнутой одномассовой системы
Наличие в расчётной схеме упругого звена между двигателем и исполнительным механизмом означает переход от одномассовои системы к двухмассовой - простейшему виду многомассовых систем.
При якорном управлении по схеме ТП-Д математическое описание учебной двухмассовой системы с редуктором имеет вид (тиристорный преобразователь представлен инерционным звеном).
Объединяя дифференциальные уравнения механической части двухмассовой системы с уравнениями электродвигателя и тиристорного преобразователя, представленного апериодическим звеном с коэффициентом передачи кт и постоянной времени Тт, получим систему:
Поскольку одним из результатов исследований является определение упругой деформации валопровода а ( в определении каждого из углов ФДВИ фмехнет необходимости), величину а можно получить интегрированием разности скоростей вращения двигателя и исполнительного механизма в соответствии с уравнением 5).
Математическое описание и структурные схемы моделирования замкнутой двухмассовои электромеханической системы, управляемой по схеме подчинённого регулирования
Для нелинейных одномассовых электромеханических систем и многомассовых электромеханических систем автоматизированный выбор параметров электроприводов с последовательной коррекцией рационально выполнять с использованием программы Nonlinear Control Design, входящей в программный комплекс Matlab. Используя метод постепенного усложнения моделируемой системы (глава 2), рассмотрим вначале учебную одномассовую линейную электромеханическую систему с электроприводом постоянного тока по схеме тиристорный преобразователь - двигатель , в которой необходимо выбрать параметры регуляторов тока и скорости, обеспечивающие установленный уровень демпфирования колебаний тока якорной цепи и скорости вращения двигателя.
Как известно, системы подчинённого регулирования предназначены для получения заданного типа переходных характеристик электропривода путём компенсации инерционностей (запаздывания) в последовательно включённых регуляторах. Как правило, это последовательно включённые регуляторы скорости и тока, в каждом из которых существует относительно небольшая некомпенсируемая постоянная времени Тр и основная компенсируемая постоянная времени.
Поскольку постоянные времени регуляторов рассчитывались применительно к одномассовой электромеханической системе, выбор параметров регуляторов для двухмассовых систем можно выполнить с помощью в автоматизированном режиме с помощью программы Nonlinear Control Design, причём в качестве исходных параметров регуляторов принять числовые данные приведенные выше. Компенсация большой постоянной времени Тм создаёт неустойчивую работу токового контура, что приводит к необходимости использования плавного нарастания задающего сигнала в контуре скорости с ограничением равным желаемому значению скорости двигателя (——)0. Одним из способов реализации этого является использование интегратора, реализующего линейную заводку задающего сигнала, коэффициент передачи интегратора подбирается экспериментально.
Приведенным уравнениям соответствует структурная схема решения, приведенная ниже. В структурной схеме показаны результаты автоматизированного выбора параметров регуляторов скорости и тока, обеспечивающих минимальное перерегулирование по току и скорости двигателя. Оптимизация параметров регуляторов производилась в два этапа.
На первом этапе оптимизации блок NCD , был подключён к выходу блока, формирующего сигнал на выходе регулятора скорости; в качестве стартовых значений параметров обоих регуляторов были использованы представленные выше значения параметров, рассчитанные применительно к одномассовым системам. На втором этапе оптимизации блок NCD был подключён к входу регулятора тока, а на регуляторе скорости были установлены значения параметров тип, полученные на первом этапе (т = 2; п = 2,77). В результате второго этапа были получены значения параметров к и /, обеспечившие минимальную амплитуду колебаний сигнала на входе регулятора тока (к = 0,654; / = 1.7), что позволило обеспечить минимальную амплитуду колебаний тока якорной цепи и скорости двигателя.
Полученные в результате моделирования новые значения параметров настройки регуляторов обеспечили приемлемое качество переходных процессов по току якорной цепи и скорости двигателя, но так же, как и в электроприводе с параллельной коррекцией, не обеспечили надёжного демпфирования колебаний в валопроводе. Поэтому для решения задачи демпфирования указанных колебаний в многодвигательном электроприводе, обладающем меньшей (по сравненшо с однодвигательным электроприводом) демпфирующей способностью необходимо использование дополнительных (электрических или механических) средств. Осциллографы 6 и 7 показывают, как протекают переходные процессы на выходе регулятора скорости и на входе регулятора тока после установки параметров регуляторов, найденных в результате применения оптимизации переходных процессов с помощью блока NCD. На схеме показано финальное подключение блока NCD.
Осциллограммы, показывающие результирующие переходные процессы на входе и выходе регуляторов, переходные процессы по току главной цепи и по деформации валопровода позволяют сделать вывод аналогичный выводу, полученному для схемы управления с суммирующим усилителем: оптимизация переходных процессов по току главной цепи и скорости двигателя недостаточна для демпфирования колебаний в валопроводе двухмасовой системы.
Математическое описание и структурные схемы моделирования для автоматизированного выбора параметров регуляторов в замкнутой двухмассовой электромеханической системе поворота экскаватора-драглайна, управляемой по схеме подчинённого регулирования
После определения последователь-ности операций синтеза системы управления электроприводом постоянного тока с последовательной коррекцией было выполнено моделирование электро-механической системы поворота экскаватора-драглайна с учётом нелинейности характеристики тиристорного преобразователя.
