Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Оптимизация взаимосвязанных электромеханических систем натяжения полимерного материала на поточных линиях с многодвигательным электроприводом Тамьяров Андрей Валериевич

Оптимизация взаимосвязанных электромеханических систем натяжения полимерного материала на поточных линиях с многодвигательным электроприводом
<
Оптимизация взаимосвязанных электромеханических систем натяжения полимерного материала на поточных линиях с многодвигательным электроприводом Оптимизация взаимосвязанных электромеханических систем натяжения полимерного материала на поточных линиях с многодвигательным электроприводом Оптимизация взаимосвязанных электромеханических систем натяжения полимерного материала на поточных линиях с многодвигательным электроприводом Оптимизация взаимосвязанных электромеханических систем натяжения полимерного материала на поточных линиях с многодвигательным электроприводом Оптимизация взаимосвязанных электромеханических систем натяжения полимерного материала на поточных линиях с многодвигательным электроприводом Оптимизация взаимосвязанных электромеханических систем натяжения полимерного материала на поточных линиях с многодвигательным электроприводом Оптимизация взаимосвязанных электромеханических систем натяжения полимерного материала на поточных линиях с многодвигательным электроприводом Оптимизация взаимосвязанных электромеханических систем натяжения полимерного материала на поточных линиях с многодвигательным электроприводом Оптимизация взаимосвязанных электромеханических систем натяжения полимерного материала на поточных линиях с многодвигательным электроприводом
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Тамьяров Андрей Валериевич. Оптимизация взаимосвязанных электромеханических систем натяжения полимерного материала на поточных линиях с многодвигательным электроприводом : Дис. ... канд. техн. наук : 05.09.03 : Самара, 2004 224 c. РГБ ОД, 61:05-5/1355

Содержание к диссертации

Введение

1. Обзор работ по математическим моделям и принципам построения электромеханических систем натяжения на поточных линиях 11

1.1. Задачи повышения качества ленточного материала на поточных линиях с многодвигательным электроприводом 11

1.2.Математические модели натяжения ленточного материала и принципы построения систем управления многодвигательными электроприводами линий непрерывной обработки материала 26

1.3 .Вопросы синтеза оптимальных регуляторов при случайных возмущениях 42

1.4.Современное состояние микропроцессорных систем управления многодвигательными электроприводами 55

1.5 .Основные выводы по разделу и постановка задачи 60

2. Математические модели взаимосвязанного электропривода поточных линий по получению полимерного материала 63

2.1. Структурные схемы взаимосвязанных электромеханических систем натяжения материала на поточных линиях 63

2.2.Уравнения состояния двухсвязной электромеханической системы.. 67

2.3.Вероятностные характеристики изменения натяжения ленточного материала 75

3. Синтез оптимальных многосвязных систем регулирования натяжения полимерного материала при случайных возмущениях 100

3.1 . Обоснование критерия качества управления 100

3.2. Алгоритм синтеза оптимальной многосвязной системы регулирования натяжения 104

3.3.Структура оптимальных регуляторов и их предельные возможности 123

3.4.Основные выводы по разделу 131

4. Разработка системы автоматизированного проектирования и модельные исследования оптимальной взаимосвязанной системы регулирования натяжения 132

4.1. Информационное и математическое обеспечение для синтеза оптимальных многосвязных регуляторов натяжения поточной линии по получению полимерного материала 132

4.1.1. Информационное обеспечение базы данных 133

4.1.2. Специализированное математическое обеспечение банка данных 134

4.2. Пример расчета параметров математической модели и ПФ оптимального многосвязного регулятора 146

4.3. Экспериментальные исследования оптимальной взаимосвязанной системы автоматического регулирования натяжения 150

4.4. Основные выводы по разделу 158

5. Практическая реализация оптимальной системы автоматического регулирования натяжения полимерного материала на поточных линиях 159

5.1. Аппроксимация передаточных матриц оптимальных многосвязных регуляторов натяжения полимерного материала на поточных линиях с много двигательным электроприводом 159

5.2 Методика синтеза цифрового регулятора 167

5.3. Микропроцессорная реализация цифрового регулятора натяжения полимерного материала 173

5.4. Основные результаты и выводы по разделу 5 184

Заключение 185

Библиографический список 188

Приложение 1 205

Приложение 2 212

Приложение 3 221

Приложение 4 222

Приложение 5 223

Приложение 6 224

Введение к работе

В диссертации рассматриваются вопросы повышения качественных показателей регулируемой электромеханической системы с многодвигательным электроприводом при действии случайных возмущающих воздействий.

Актуальность темы Повышение качества полимерного материала на поточных линиях связано с совершенствованием взаимосвязанной электромеханической системы натяжения ленточного материала, оптимизацией многосвязной системы управления электроприводом. На всех участках линии по получению ленточного материала система регулирования взаимосвязанным электроприводом должны обеспечивать стабилизацию натяжения. Математические модели и принципы построения электромеханических систем регулирования натяжения материала на поточных линиях с многодвигательными электроприводами (МДЭП) разрабатывались применительно к бумагоделательной, металлургической, текстильной, кабельной и другим отраслям промышленности. Однако, при разработке систем управления и оптимизации динамических режимов МДЭП поточных линий необходимо учитывать взаимосвязанность электромеханической системы натяжения, а также вероятностный характер возмущений, действующих на МДЭП.

Тем не менее, синтез систем управления взаимосвязанными электроприводами долгое время основывался на детерминированных представлениях. Учет вероятностных характеристик возмущающих воздействий при синтезе взаимосвязанных систем регулирования натяжения позволяет повысить точность стабилизации натяжения по сравнению с традиционными системами управления, где спектр возмущения не учитывался.

Целью работы является улучшение качества полимерного материала за счет оптимизации взаимосвязанных электромеханических систем натяжения на поточной линии. Исходя из указанной цели, в диссертационной работе решаются следующие научные и практические задачи:

1. Разработка математической модели взаимосвязанного электропривода поточной линии с учетом случайного характера возмущающих воздействий.

2. Обоснование критерия качества регулирования натяжения ленточного материала при случайных возмущениях.

3. Разработка методики синтеза оптимального многосвязного регулятора натяжения полимерного материала на поточной линии с МДЭП при случайных возмущениях.

4. Разработка специализированного программного обеспечения для синтеза оптимального многосвязного регулятора натяжения полимерного материала.

5. Практическая реализация оптимальной многосвязной системы регулирования натяжения ленточного материала на поточной линии.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались основные положения теории электропривода, аппарат передаточных функций, частотные методы анализа динамических систем, теория случайных процессов, теория оптимального управления, методы синтеза оптимального регулятора, методы математического моделирования на ЭВМ, методы автоматизированного проектирования и др.

Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что:

1. Разработана математическая модель взаимосвязанного электропривода поточной линии по получению ленточного материала при случайных возмущениях.

2. Проведен вероятностный анализ отклонения натяжения полимерного материала на отдельных участках поточной линии как многомерного случайного процесса. 3. Проведено обоснование критерия качества регулирования натяжения ленточного материала в виде обобщенного среднеквадратичного функционала.

4. Разработан алгоритм синтеза оптимальной многосвязной системы регулирования натяжения ленточного материала на поточной линии с МДЭП. В результате получена передаточная матрица оптимального многосвязного регулятора натяжения.

5. Разработана методика исследования взаимосвязанных электромеханических систем регулирования натяжения ленточного материала на ЭВМ с использованием современного программного обеспечения и микропроцессорной техники.

Практическая ценность научных положений, изложенных в диссертационной работе, заключается в следующем:

1. Разработаны инженерные методики синтеза оптимальных взаимосвязанных электромеханических систем регулирования натяжения ленточного материал при возмущениях случайного характера.

2. Получена передаточная матрица оптимального многосвязного регулятора натяжения, которым дополняется базовая структура системы автоматического регулирования натяжения.

3. Показана практическая реализуемость этих регуляторов, эффективность оптимальных взаимосвязанных систем регулирования натяжения по сравнению с традиционными.

4. Разработана система автоматизированного проектирования оптимальных многосвязных систем регулирования натяжения полимерного материала на поточной линии с МДЭП.

Достоверность полученных результатов Обоснованность и достоверность научных положений, теоретических выводов, основных результатов и рекомендаций диссертационной работы подтверждены экспериментальной проверкой на действующей линии по получению полимерного материала (Инв. № 05802) АО «Пластик».

Реализация результатов работы Работа выполнена в соответствии с заданием по Х/Д 1-96 «Реконструкция систем управления электроприводами линии по получению ПВХ плёнки» между филиалом Самарского государственного технического университета в г. Сызрани Самарской области и ОАО «Пластик», По результатам работы оформлено 6 научно - исследовательских отчетов № 01950006657, инв. №№ 02960007090, 02970003977, 02980003795, 02990004868, 02.20.000.4773.

Разработан опытно - промышленный образец системы регулирования натяжения на поточной линии с МДЭП.

Результаты работы используются в учебном процессе подготовки инженеров на кафедре «Автоматизация технологических процессов и производств», «Электропривод и промышленная автоматика» Самарского Государственного технического университета. Результаты исследований включены в учебно-методические комплексы дисциплин «Системы управления электроприводов», «Теория автоматического управления», «Теория оптимального и адаптивного управления», «Случайные процессы в системах автоматического управления» специальностей 180400, 210205, 210236, 210233, 100400.

Методика синтеза оптимальных систем управления МДЭП под руководством автора используется при курсовом и дипломном проектировании, выполнении научно - исследовательских работ в филиале СКБ университета «Оптимум».

Предмет защиты и личный вклад автора.

1. Математическая модель взаимосвязанной электромеханической системы поточной линии по получению полимерного материала с МДЭП при случайных возмущениях. 2. Критерий качества регулирования натяжения в виде среднеквадратичного функционала, в котором учитываются средние квадраты отклонения натяжения полимерного материала и мощности управляющих воздействий.

3. Методика синтеза оптимального многосвязного регулятора натяжения полимерного материала на поточной линии с МДЭП с учетом случайного характера возмущающих воздействий.

4. Система автоматизированного проектирования взаимосвязанной электромеханической системы регулирования натяжения полимерного материала.

5. Практическая реализация микропроцессорной системы регулирования натяжения полимерного материала на поточной лини с МДЭП.

Апробация работы Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на 9, 10, 12 межвузовских научных конференциях «Математическое моделирование и краевые задачи» (Самара, 1999-2003г.), научно-практическом семинаре-выставке «Автоматизация технологических процессов и производств»; Девятой ежегодной международной научно-техническая конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2003 - 2004 г), Межрегиональной научно-практической конференции «Информатизация общества и компьютерные технологии в народном хозяйстве» (Самара 2003 г), научной конференции «Научный потенциал - XXI веку» (Самара, 2002, 2003), 1-ой и 2-ой молодежных научно-практических конференциях "Научный потенциал города XXI веку" (Сызрань 2003 г), Всероссийской межвузовской научно-практической конференции «Компьютерные технологии в науке, практике и образовании (Самара, 2003), Международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития электротехнологии» (XI Бенардосовские чтения) (Иваново, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, в том числе, 7 написанных лично автором и 9 работ, написанных в соавторстве, 6 отчетов по НИР.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, 6 приложений и содержит 187 стр. основного текста, включая 49 рисунков и 3 таблицы, 17 стр. списка использованной литературы из 142 наименований, 20 стр. приложений. Общий объем работы 224 страницы машинописного текста.  

Задачи повышения качества ленточного материала на поточных линиях с многодвигательным электроприводом

Линии непрерывной обработки материала с автоматизированным взаимосвязанным электроприводом нашли широкое распространение в различных отраслях промышленности: металлургической, текстильной, химической, бумагоделательной, кабельной и др. Системы управления взаимосвязанными электромеханическими системами натяжения, удлинения, соотношения скоростей на поточных линиях должны обеспечивать стабилизацию натяжения на отдельных участках.

Изготовление изделий из полимерных материалов осуществляется главным образом в результате проведения следующих основных технологических процессов: прессование, экструзия, литьё под давлением, раздувное формование, ротационное формирование, каландрование, дублирование.

Каландрование является процессом непрерывного продавливания полимерного материала через зазор между вращающимися навстречу друг другу валками. При каландровании материал пропускают через несколько зазоров с целью калибрирования полученных рулонных материалов и плёнок. Методом каландрования перерабатываются термопластичные материалы и резиновые смеси.

Наиболее широко каландры применяются при производстве бесконечных полотен и листов из поливинилхлорида. Особый интерес представляет скоростное изготовление материала с толщиной менее 0,5 мм и шириной 1400 мм при скорости до 30 м/мин с допуском по толщине 0,01 мм. Такая малая величина допуска предъявляет повышенные требования к качеству управления взаимосвязанным электроприводом и тщательности соблюдения технологического режима.

Процесс изготовления полимерного материала заключается в получении плоского бесконечного полотна определённой толщины и ширины, осуществляемого за счёт деформации расплава полимера в зазоре между вращающимися валками. Схема базового варианта линии по получению полимерного материала приведена на рис. 1.1.

Исходные компоненты из расходных ёмкостей загружаются в смеситель «Драйс», где происходит приготовление композиции путём смешения и разогрева. Полученная композиция, доза гранулированного пластика АБС-2020, дробленые отходы и навеска сложного колера пасты пигментов для окрашивания передаются каскадными вибропитателями в закрытый смеситель «Интермикс», где происходит превращение смеси компонентов в монолитный материал путём достаточного разогрева и тщательного перемешивания. Далее композиция ленточным транспортёром подаётся на валковый смеситель, где происходит её дополнительное перемешивание и гомогенизация. На валковом смесителе периодическая подача композиции переходит в непрерывную подачу, необходимую для питания стейнера. В стейнере происходит дальнейшая гомогенизация и фильтрация композиции от посторонних включений.

Затем композиция в виде непрерывного жгута специальным транспортёром передаётся на Г-образный 4-х валковый каландр, где происходит получение бесконечного полотна плёнки определённой толщины и ширины.

Валы каландра вращаются при скоростях, возрастающих от первого вала к четвёртому, так как композиция прилипает преимущественно к валу, который вращается быстрее. Скорости первых трёх валов регулируются с пульта управления. Скорость четвёртого вала не изменяется в процессе настроенного технологического режима. После четвёртого валка плёнка отделяется от тела цилиндра отлепительным валком и попадает в тиснильный узел. Так как тиснение полужесткой плёнки происходит одновременно с дублированием, то тиснильный механизм передаёт плёнку на роликовый конвейер, только регулируя её" натяжение.

После тиснильного механизма плёнка проходит через роликовый конвейер и охлаждающие барабаны. Обрезка кромок и натяжение плёнки перед намоткой осуществляется специальным устройством для натяжения и обрезки кромок. Намотка плёнки производится на двухпозиционном наматывающем устройстве револьверного типа. Срезка рулона и заправка начала следующего рулона плёнки на металлическую оправу производится с помощью специального приспособления.

Операция дублирования (соединения двух слоев полимерного материала), выполняемая на ТДМ одновременно с нанесением рисунка тиснения на верхний слой дублированной ленты или без него, позволяет получить дублированное полимерное полотно окончательной толщины и нужной фактуры.

Два рулона полимерного материала устанавливаются в размоточные устройства таким образом, чтобы гладкие стороны лент находились в соприкосновении друг с другом. Сначала в ТДМ заправляют полимерную ленту, находящуюся на дальнем размоточном устройстве и являющуюся нижней частью дублированного материала, который перед дублированием подвергается предварительному нагреву с одновременным глажением на гладильном барабане с температурой (145...165)С в зависимости от типа материала.

Структурные схемы взаимосвязанных электромеханических систем натяжения материала на поточных линиях

Анализ функционирования реального многосвязного электропривода показывает, что наблюдаются слабодемпфированые колебания натяжения. Базовая система регулирования натяжения за счет стабилизации соотношения скоростей не обеспечивает требуемого качества стабилизации натяжения ленточного материала, что приводит к необходимости построения системы прямого регулирования натяжением полимерного материала с учетом вероятностных характеристик возмущающих воздействий.

Синтез многосвязных систем регулирования натяжения будет проводиться с использованием метода пространства состояний.

При синтезе многосвязной оптимальной системы автоматического регулирования натяжения ленточного материала на поточной линии с многодвигательным электроприводом уравнения движения целесообразно представить в виде нормальной формы Коши или в пространстве состояний где X - вектор переменных состояния размерности «п»; U - вектор управляющих воздействий размерности «к»; Н - вектор размерности «т» управляемых координат; А, В, D- матрицы соответственно размерностей [nxn], [nxk], [mxn]. Заметим, что системы уравнений (2.2), (2.3) пока не учитывают возмущающих воздействий, рассмотрение которых будет проведено в дальнейшем.

Процедуру формирования уравнений состояния рассмотрим вначале на примере трехдвигательной системы с двумя участками натяжения (рис. 2.5).

Разумеется, что при дальнейшем рассмотрении будет показана процедура формирования уравнений состояния в общем случае.

При формировании уравнений состояния будем выделять обобщенные координаты математической модели трехдвигателыгои системы, исключая алгебраические уравнения связи между переменными.

Очевидно, что в общем случае размерность системы (2.7) будет равной где К - количество электродвигателей в электромеханической системе, за исключением базового. В нашем случае, для трехдвигательной системы с двумя участками натяжения, размерность системы (2.8) будет равна 8.

Анализ выражения (2.13) показывает, что можно выделить две пары комплексно-сопряженных корней cti+jQb ot2±j 2- В этом случае переходные процессы будут иметь явно выраженный колебательный характер (с частотами колебаний Q 1=2,823 Гц, Q2 2,146 Гц), обусловленный упругими связями через обрабатываемый материал.

Для наблюдаемости и управляемости по Калману в этом случае необходимо оценить ранг блочных матриц rank[DT:ATDT:(AT)2DT:(AT)3DT:(AT)4DT:(AT)5DT:(AT)6DT:(AT)7DTJ=8, гапф: АВ: (А)2 В: (А)3 В: (А)4 В: (А)5 В : (А)6 В : (A)7 BJ = 8, (2.16) Определитель этих матриц не равен нулю, что является необходимым и достаточным условием полной наблюдаемости и управляемости. Объект управления (2.2), (2.3) многодвигательного электропривода поточной линии является наблюдаемым и управляемым.

Остановимся теперь на учете возмущающих воздействий действующих на взаимосвязанную электромеханическую систему натяжения ленточного материала. Многодвигательный электропривод линии по получению полимерного материала функционирует в условиях многочисленных возмущающих воздействий как детерминированных, так и случайных. Детерминированные возмущающие воздействия связаны с изменением номенклатуры, физико-химических свойств ленточного материала, скорости поточной линии и т.д. На нестабильность натяжения влияют быстро изменяющиеся возмущения, связанные с колебаниями нагрузки со стороны каландра, механическими воздействиями на направляющие ролики и материала, усадкой материала и др. Эти возмущения имеют случайный характер и проявляются в виде изменения натяжения, тока, момента нагрузки, скорости многодвигательного электропривода, которые можно представить в виде графиков или реализаций. При этом на нестабильность натяжения в заданный момент времени влияют не медленные изменения, а колебания, периоды которых (десятые доли, единицы секунд), соизмеримы с постоянными времени динамических характеристик электропривода. Поэтому при разработке математической модели многодвигательного электропривода с учетом возмущающих воздействий будем следовать методике, подробно изложенной в [101].

Реализации натяжений Ні, Н2 в разомкнутой, по выходным координатам, системе управления, т.е. при U=const сняты с использованием быстродействующего регистрирующего многоканального устройство марки Н338 - 4П представлены на рис.2.4. Значения реализаций представлены в таблице 2.1 Реализации H t), H2(t) записываются одновременно, т.е. в одни и те же моменты времени. Данные реализации учитывают действие всех возмущений, приведенных к выходу объекта управления.

Обоснование критерия качества управления

Одним из центральных вопросов синтеза оптимальных систем управления является задача обоснования критерия качества управления. Для обеспечения требуемых запасов устойчивости необходимо обеспечить заданную степень малости отклонения тоящин полимерного материала l -Hol Hi-Hj . (ЗЛ) Учитывая нормальный закон распределения регулируемых координат, переходим от ограничения на модули (3.1) к ограничениям на средние квадраты [82] (fo-H,)2) - /, (3.2) где {(Hi-H0)2}=lirnij(Hi-H0)2(t)dt. На основании «принципа практической уверенности» (правило «трех сигма») выбираем К = 3 и можем утверждать, что неравенство (3.1) будет выполнено. На основании приведенных выше рассуждений критерий качества управления примет вид 101 Ji-Ifa-Hj (3.3) 1=1 и при оптимальном управлении необходимо выполнить условие ((Hi-Hoy) (H -" ,. С учетом (2.43) функционал (3.3) запишем в матричном виде J (VTV) = ((X )TR»(X ))- (3.4) гдеКх={В )т(и\ Заметим, что с учетом вида матрицы D выражение (3.4) для Ji является неотрицательно определенной квадратичной формой от переменных вектора состояния X . Выражение (3.4) согласуется с работой объекта управления, т.к. скорость ползучей деформации, вызванной нагревом и натяжением материала, определяется соотношением - = аНт, (3.5) dt где п - ползучая деформация полимерного материала; а - коэффициент пропорциональности; Н - матрица регулируемых координат; m - показатель степени.

Проанализировав функционирование технологической установки и номенклатуру производимой продукции можно сделать вывод, что т»2, т.е. получается квадратичная зависимость скорости ползучей деформации от натяжения материала.

Выражение (3.6) показывает величину ползучей деформации на всех участках натяжения полимерного материала.

На основании «принципа практической уверенности» (правило трех сигма) выбираем А = 3 и можем утверждать, что неравенство (3.8) будет выполнено. Ясно, что в случае невыполнения неравенства (3.8), нарушается оптимальность работы взаимосвязанной системы.

При этом задача синтеза оптимальной многосвязной системы регулирования натяжения становится корректной лишь при учете ограничений на управляющее воздействие Ц на входе регуляторов скорости базовых электроприводов.

В нашем случае эти ограничения задаются з виде ограничений на модуль управляющих воздействий что делает задачу синтеза оптимального управления нелинейной и тем самым приводит к большим практическим затруднениям. В этом случае целесообразно перейти от ограничений на модуль к ограничениям на средние квадраты, мощности управляющих воздействий где для К.ц берется обоснованное значение, Ку= 1,645. При этом регулятор 10% общего времени находится в зоне насыщения и 90% будет работать как линейный, что позволяет, хотя и приближенно, использовать теорию линейных систем.

Здесь необходимо напомнить, что оптимальное значение среднеквадратичного критерия качества при возмущающих силах, значение которых распределены по нормальному закону, может быть достигнуто в линейных системах управления.

С целью простоты изложения и осмысления данной методики вначале рассмотрим процедуру синтеза оптимального многосвязного регулятора возбуждения для двухсвязной электромеханической системы. В этом случае с учетом принятых допущений двухсвязный объект управления описывается системой стохастических уравнений (2.52), (2.53).

Заметим, что соотношения (3.20) определяют линейную зависимость составляющих вектора X . Введем в рассмотрение вектор Хо, компоненты которого являются линейно независимыми переменными состояния. Размерность вектора Х0 будет равна разности размерности вектора X (равной 12) и числа уравнений связи (3.20) (равной 2), т.е. 12 - 2 = 10. Действительно, согласно (3.20) переменные ХфЬ Хф3 можно выразить через измеряемые координаты Нь Н2 и переменных Х4, Xg.

По существу, соотношение (3.24) описывает процедуру редуцирования вектора X к вектору Х0, имеющего меньшую размерность по сравнению с размерностью вектора X . Заметим, что после введения редуцированного вектора Х0 вместо X мы понизили порядок уравнения Риккати (с 12 до 10) в задаче фильтрации.

Информационное и математическое обеспечение для синтеза оптимальных многосвязных регуляторов натяжения поточной линии по получению полимерного материала

Программное обеспечение построено по модульному принципу и состоит из управляющей программы и библиотеки программных модулей. Управляющая программа производит вызов и сборку программных модулей для выполнения конкретной работы. В состав библиотеки включены блоки, необходимые для ввода исходных данных, моделирования динамических процессов, синтеза оптимальной взаимосвязанной электромеханической системы регулирования натяжения материала на поточной линии с много двигательным электроприводом. Программы написаны в интегрированной среде разработке Delphi v.6.0 и скомпилированы для выполнения в среде Windows 95/98/ХР.

Данный подход обладает рядом преимуществ: Визуализация программных средств позволяет значительно сократить процесс создание интерфейса САПР; Устраняется необходимость в повторном вводе данных, за счет сохранения их в полях ввода и базах данных; Обеспечивается согласованность проекта и его реализации; Увеличивается производительность разработки и совместимость программного продукта. Благодаря визуализации программирования был создан "дружественный" интерфейс программы. Для создания форм использовались компоненты: TDataSource; TDBComboBox.

А так же дополнительные компоненты не входящие в стандартный комплект поставки Delphi: THalcyonDataSet; TvgPageControl; Tfclmager; TRxSpeedButton; TRxSpinEdit; TDFWBeveles; TCHckEdit; TfsDBEdit; TfsEdit; TPieArrow; TFlatSpeedButton; TFlatCheckBox.

Для оптимизации работы программы, с целью уменьшения размеров исполняемого файла была создана Dynamic Link Library (DLL), в которой находятся графические ресурсы САПР.

Эффективное решение задач в части управления натяжением ленточного материала на поточной линии основано на использовании единой информации о серийно выпускаемых электроприводах и другом сопутствующем электрооборудовании. Систематизация и накапливание этой информации возможны при организации упорядоченного хранения в базе данных. Поэтому первым этапом является разработка информационного обеспечения поставленных задач.

Формирование базы данных выполнено при создании программного продукта, а её пополнение и редактирование выполняется по мере использования САПР, при выполнении соответствующих модулей.

Работа с базами данных происходит без использования Borland Database Engine (BDE), в результате при переносе программы на другой компьютер не требуется установка BDE.

В подкаталоге DATA находятся следующие ресурсные файлы системы автоматического проектирования, корректируемые в процессе функционирования программного продукта: ImgLibr.dll - динамическая библиотека графических ресурсов; drosseli.dbf - база данных сглаживающих дросселей; dvigatel.dbf - база данных приводных з-лектродвигателей; tiristor.dbf- база данных силовых тиристоров; transfer.dbf - база данных трансформаторов; bmshp.dbf - база данных значений максимальной ширины изделия; D_dvu.dbf - база данных значений диаметра приводных валков установки; ip jchr.dbf, np_kpd.dbf- базы данных редукторов; privod.dbf - база данных базовых двухконтурных электроприводов.

Рассмотрим структуру разработанной САПР. Работа системы представлена в виде укрупненной схемы алгоритма (рис. 4.1.). Следует отметить, что каждый функциональный блок схемы является отдельным выполняемым модулем программы. Благодаря этому возможен быстрый переход на следующий этап расчета или возврат на предыдущие этапы проектирования.

В результате факторизации полиномиальная матрица от положительного коэффициента т будет являться передаточной матрицей многосвязного формирующего фильтра.

Проведя редуцирование матричного уравнения состояния, рис 4.4, понижаем порядок уравнения и, тем самым, порядок оптимального многосвязного регулятора упрощая его техническую реализацию.

Похожие диссертации на Оптимизация взаимосвязанных электромеханических систем натяжения полимерного материала на поточных линиях с многодвигательным электроприводом