Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ. ТЕШ.. Повышение надежности и снигение материалоемкости возводимых зданий и сооружений в сейсмоактивных зонах является важной научно-практической задачей. Происходящие периодически в той или ином районе мира разрушительные землетрясения постоянно напоминают об актуальности учета этого фактора. С другой стороны, инженерная мысль постоянно ищет пути интенсификации строительства, снизения материалоемкости зданий, повышеия их комфортности и надежности. В этих противоречивых условиях приходится искать вззпмоприемлимый компромисс, в определенной мере удовлетворяющий какдоиу из требований.
Над проблемами сейсмостойкости зданий и соорукений работают во многих странах мира. Особо следует отметить размах и глубину научных работ в Японии, США, в ряде стран СНГ - России, Узбекистане, Казахстане, Украине и др. Большой вклад в науку и практику сейсмостойкого* строительства внесли коллективы ученых ІЩКСК и ЦНКИЗП иилища (г. Москва), Ш и СС им. М.Т.Урэзбаева и НПО "Кибернетика" АН РУз, Ташкентского архитектурно-строительного института и др. Фундаментальные труды М.Т.Урззбяева, С.В.Полякова, С.В.Медведева, В.К.Кабуловэ, Я.М.Айзенберга, К.С.Абдурашидова, Т.ІЛунусова н других ученых создали научные и практические основы для возведения ,. уникальных зданий и сооружений, метрополитенов, гигантов индустрии, энергетических и гидротехнических объектов в сейсмоактивных зонах.
Вибрационный способ экспериментального исследования сейсиопрочности зданий, сооружений, строительных конструкций и их элементов является наиболее эффективным и распространенным методом. Результаты этих исследований позволяют проверить Еизненность идей, внедренных з технологии производства строительных д.талей, в конструкцша здания, создать ила уточнить математические ыоде.та, методы расчета а повысить эффективность использования ЗБМ. Возникает необходимость выявления динамического потенциала суцестврЕзх объектов, продиктованная ремонтом, реконструкцией, изнвнешеы профиля дальнейшего использования илп иными сосбрзатшая.
Точность и полнота получаемой ннфоравциа о динамических параметрах объекта п, соответственно, объем расхода
стройматериалов, надежность, адекватность математической модели зависят от качества электропривода с вибровозбудителем.
Из многих возмонных типов вибровозбудителей для сейсмоисштательных установок (СИУ) практическое применение нашли инерционные возбудители колебаний, которые лучше, чей другие типы удовлетворяют требованиям испытаний. Эти виброзозбудитела вращаются приводами постоянного или переменного тока. Нг данной этапе больше применяются приводы постоянного тока благодаря своих функциональным возможностям,
Сейскоиспытателыше установки (СИУ), как все типовые вибромашины, по природе работают в динамической рекиме. Нагрузкой электропривода является сложная нелинейная электромеханическая колебательная система, работающая во всех зонах резонансной (экстремальной) амплитудно-частотной характеристики объекта в вибрационном режиме. Именно это обстоятельство исключает применения отработанных принципов и структур управления электроприводами СИУ. Сравнительная новизна проблемы, недостатки существующих систем электроприводов этих установок выдвигают необходимость углубления теории и cozзршенствования систем и структур управления.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИИ. Цалью данной диссертационной работы является совершенствование математической модели и структуры управления электропривода СИУ для расширения его функционального потенциала, а также энергетической эффективности в условиях ограниченной мощности элементов привода и электрической сети.
Для достижения изложенной цели требовалось решить следующие задачи:
- разработка и обоснование уточненного математического
описания сейсмоиспытательного объекта с электроприводом
постоянного тоъа; .
- определение структуры неизменяемой части и передаточных
Функций контура тока, скорости, фаза;
- обоснование, разработка условий и метода расчета
регуЛЯТОрОВ, ОПТИМИЗИРУЮЩИХ ЗаКОНЫ ИЗ! ІНВНИЯ выходных
переменных;
- изыскание дополнительных каналов информации и управления,
5 .
разработка их модели и структур, позволяющих повысить пополнительные качества электропривода СИУ;
обоснование, разработка структуры управления н условий определения передаточных функций регуляторов при модально» управлении электроприводом виброснстем;
рчзработка мгтемэтичесхой модели, сбосновгше структуры управлениг, исследование энергосберегающего электропривода постоянного тока для вибрационных цашин.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Для решения поставлен ах Зодач использованы основные полскения прикладной математики, теории систем автоматического управления, теории электропривода. Анализ з проверка предложенных мвтемат-.тческих моделей, структур управления и разработанных методов синтеза САР выполнены с использованием метода математического моделирования на вычислительных, машинах и исследованиями на- экспериментальной установке.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В результате проведенных исследований:
обоснована и разработана уточненная математическая модель сейсмоиспытзтельной установки с электроприводом постоянного тока и инерционным виСровозбудителем;
используя метод усреднения, получена модель системы, где устранены "быстрые* переменные, которая включает ряд нелинейных. членов;
используя метод гармонической линеаризации, получена модель неизменяемой часта системы, пригодная для разработки метода синтеза САР электропривода СИУ;
обоснованы и разработаны способы и соотношения, позволяющие выбрать типы и параметры регуляторов для оптимизации характера изменения выходных перемвшшх системы в функции времени;
для улучшения.исполнительных свойств электропривода СИУ предложены, обоснованы и разработаны моде* и структтри измерения момента в упругих электромеханических системах;
предложена релейная система управления электроприводом СИУ, позволяющая повисить управляющие возмоаности , привода в» условиях больших воздействий;
обоснованы и разработаны структура управления, условия
выбора.регуляторов:;при;:;модальной; управлении . электроприводом, поъынзздцзя функциональные возможности; электропривода; .
- создана модель и структура... управлемія . зкергрсберегающєго
элек гропривода постоянного тока для СХЇУ, V; приемлемая также для
типоеых вио"ройашж^':;;--г:;-;:;ї'.;і''с.';' vL'-;";' /.;Vv
ПРАКТЇ№СКДН-ЦЕЩЮІЯЬ:'^
"- рззрзботэнэ шзенерная': методика -грэсчетз параметров регуляторов тока, скорости -в . фаза ^сдвига," которая поселяет оптимально вфунчцни.:'.-времени : упрзвлять \ электроприводом ИГ/, обеспечивать, устойчивую -работу.;. в '.любой' зоне . экстремальной амплитудно-частотной характеристики испытуемого объекта;
'.- предложена математическая .модель; и.' структура получения информации о возникающих моментах б упругих. электромеханических системах, позволяющая ''. более"... достоверно "контролировать и управлять аналогичными объектами;. r; .
разработана модель,.структура управления и. излозеиы основы определения передаточных'функцай координат -..управления на баї.е модального принципа управления, позволяющая эффективно работать в'объектах с нелинейными характеристиками;.'
предложена математическая модель, разработана иісїенерная методика расчета параметров энергосберегающего электропривода, пригодная-для типоеых технологических вибромашин.
Разработанные модели и способы. расчета доведены до инженерного приложения и могут бить использованы заинтересованными организациями для практических целей.
АПРОБАЦІЙ РАБОТЫ. Основные научные результаты диссертации
были доложены и обсукденн не научных конференция:-: прсфессорско -
преподавательского состава Ташкентского Государственного
технического университета им. А.Р.Беруни в 1990 - 1995 г.г., на
расширенной заседании кафедры "Электрические, мапіинк" ТзшГТУ ъ
.1955 году. - -.':
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертационной'работы опубликованы -три печатней работы.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоим из введения, четырех глаз, заключения, списка литературы из 74' .наименований; излоячка на 161 странице масанокисного .текста. ..содержит- ?о расукк'оь, дае таблицы. хдиыотеиия. ' *
