Введение к работе
Актуальность работы. ' Среди актуальных направленій
совершенствования систем электропривода в документах Всесоюзных совещаний ' (Душанбе, Шбг., Воронеж, ,1988г.,- Ульяновск;, 1989г.) по проблемам автоматизированного электропривода, а также конференций (Пермь, 1385г., ЛДНТП, 1983г., 1987г.) отмечаете? необходимость развития работ в области линейного электропривода о г ктромзгнитяыми двигателями ЭМД. В. частности, признано необходимым проведение исследования возможности применения ЭВД в качестве исполнительного элемента точного канала в двухканальной системе привода.
. Идея построения двухканальных систем привода основана на принципе двузсканальноети, сформулированном В.Н. . Петровым, согласно которая/ точность системы относительно рассматриваемого воздействия повышается за счет введения '; дополнительной компенсирующей связи по этому воздействию. Для того, чтобы новый дополнительный контур внес новое качество -в ---систему, суммирование его выходного сигнала с сигналом основного канала должно производиться в: той части системы, где происходит преобразование сигналов энергетического уровня, т.е. в силовой части объекта управления.
Для класса линейных приводов следует особо подчеркнуть работы, проводимые А.А.Никольским по разработке и использованию точных двухканальных. следящих приводов с пъегокшпексагорами. Область их применения, в. основном, связана с современными технологическими процессами металлобработки, производством измерительной аппаратуры и оптических изделий, сборочными и микроманипуляцяонныш процессами, а также тарировкой прецизионных, датчиков.'
Применение ' двухкакалького . привода с электромагнитным компенсатором (ЭМК). перспективна для большее перемещений, например, в установках плазменной и дуговой обработки материалов -для перемещения' плазмотрона, в сварочных агрегатах для коррекции положения электрода, в системах лазерной.обработки материала в качестве привода'фокусировки лагерного излучения и т.п. При этом' он мог бы решать, задачу компенсации динамической ошибки главного привода, или ошибку шагового движения, если последний шаговый. Сравнительный анализ показал, что двухканальный привод с ЭМК занимает свою "нишу" по. перемещениям, усилиям, быстродействию з классе двухканальных линейных приводов. Однако его практическое внедрение сдерживается недостаточно разработанной методикой их построения.
Вышеизложенное определяет актуальность работы.,
.'-' о
Дель работы заключается в исследовании возможности использования электромагнитного двигателя в качестве компенсатора и создание на его основе двухканальных приводов.
В соответствии с поставленной целью, сформулированы следующие задачи исследования:
1. Определение требований к ЭВД при использовании его в качестве
коыпенсатора.исходя из требований к двухканальной системе в целом.
2. Выявление возможных методов анализа и синтеза привода с ЭМК.
-
Проведение исследования различных функциональных назначений ЭМК, анализ их особенностей.
-
Выработка рекомендаций по синтезу регуляторов системы привода с ЭМК.
-
Проведение сравнительного ' анализа ЭМК и пьеэокомпенсаторов с целью определения границ рационального , использования исследуемой системы привода.
6. Экспериментальная проверка основных теоретических положений.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Разработана методика определения ограничений в двухканальной системе (модификация метода условных частотных характеристик).
-
Предложен алгоритм синтеза регулятора по линеаризованной модели системы с применением принципа автономности.
-
Сформулированы критерии выбора двигателя для ЭМК и на этой основе определена взаимозависимость основных параметров каналов.
Практическая ценность реаудьтатоз работы:
1. Предложенный метод определения - ограничений позволяет
установить основные соотношения параметров двухканальной системы .
2. Разработаны ' рекомендации -.по проектированию двухканальиого
привода с ЭМК. '..'..'
На защиту выносятся следующие основные положения:
1. Метод., определения ограничений, в двухканальной системе
(модификация метода УЧХ)....
2. Соотношения между основными ограничениями в приводе с ЗЫК.
3. Рекомендуемые' соотношения параметров, двигателя ЭМК и
параметров перекрестного регулятора в зависимости от степени
взаимосвязкости каналов.
4. Достаточность и рациональность использования перекрестного
регулятора СКС7СЄГИ для уменьшения гзаимосеязйости каналов системы с
cW.. '
4 ' .
Общая методика выполнения работы.
При виполений работы применялись как теоретические, так и экспериментальные методы исследования. При рассмотрении условных частотных характеристик, анализе взаимосвязности использовались частотные методы теории' автоматического управления. При синтезе алгоритмов управления использовались теория многоканальных итерационных систем, принцип автономности систем, теория матричного исчисления. При анализе динамических свойств синтезированных систем управления применялись методы математического моделирования с привлечением . современных вычислительных средств. 5г"-1еришнтальныэ исследования проводились на макетном образце, разработанном на основе достижений современной электронной техники.
?езудьтаты внедрения.
Основные , результаты теоретических, и экспериментальных исследований диссертационной работы были использованы при проведении яаучно-исследовательских работ по следующим темам:
1. Разработка и создание испытательного стенда сложных движений
ЗСИ-1.
. 2. Разработка и создание линейного электропривода для системы
тарировки штриховых и концевых мэр.
Результаты работы использовались в учебном процессе в СПбГТУ при проведении -НИРС и дипломного проектирования студентов специальности Э62Э.
Апробация работы.
Основные результаты работы докладывались и обсуждались в ходе земинара "Опыт автоматизации исследования, проектирования и управления электромеханическими системами в условиях ГАП в. свете реализации программы "Интенсификация-90" (Ленинград, 1935г.); на краевой научно-технической конференции "Автоматизация электроприводов и оптимизация эежимов электропотребления" .(Красноярск, 1935г.); на Всесоюзном тучно-техническом совещании "Проблемы управления, промышленными їлектромеханическими системами" (Ульяновск, 1989г.); на научно-техническом семинаре кафедры САУ СПбРТУ.
Публикации.
По результатам выполненных исследований опубликовано б печатных эабот.
Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем диссертации НУ
страниц' машинописного текста, 59 рисунков и таблиц, перечень
литературы из 57 наименований, _3_ приложения. .. . .