Управление исполнительным органом особо точного электропривода постоянного тока с упругим валопроводом при средних перемещениях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Управление исполнительным органом особо точного электропривода постоянного тока с упругим валопроводом при средних перемещениях

При разработке известных оптимальных по быстродействию диаграмм перемещения, используемых для управления движением исполнительных органов электроприводов, не учитывалась инерционность системы автоматического регулирования (САР) положения. В работе [1] доказано, что инерционность САР положения не позволяет обеспечить высокую точность перемещения исполнительного органа электропривода, из-за возникновения ошибки по перемещению. В монографии [2] авторы решили эту проблему для особо точных электроприводов постоянного тока с идеальным валопроводом.

В реальных условиях связь исполнительного органа механизма с электродвигателем невозможно выполнить идеально жесткой, что значительно усложняет управление перемещением исполнительного органа. Особо точный электропривод постоянного тока с упругим валопроводом с учетом инерционности САР положения описывается системой дифференциальных уравнений восьмого порядка, поэтому оптимальные по быстродействию диаграммы перемещения исполнительного органа особо точного электропривода необходимо сформировать для систем восьмого порядка.

Целью данной работы является разработка оптимальной по быстродействию диаграммы для средних перемещений исполнительного органа особо точного электропривода постоянного тока с упругим валопроводом, учитывающей инерционность САР положения и позволяющей избавиться от ошибки по перемещению исполнительного органа электропривода. А также разработка устройства, позволяющего формировать данную диаграмму.

На рисунке 1 представлена оптимальная по быстродействию диаграмма для средних перемещений исполнительного органа особо точного электропривода постоянного тока с упругим валопроводом, состоящая из двадцати шести этапов. На первом, третьем, пятом, девятом, одиннадцатом, двенадцатом, тринадцатом, пятнадцатом, семнадцатом, девятнадцатом, двадцать первом, двадцать третьем и двадцать пятом этапах седьмая производная угловой скорости исполнительного органа электропривода равна максимальному значению ; на втором, четвертом, шестом, восьмом, десятом, двенадцатом, четырнадцатом, шестнадцатом, восемнадцатом, двадцать втором, двадцать четвертом и двадцать шестом этапах седьмая производная угловой скорости исполнительного органа электропривода равна максимальному значению со знаком «минус» . Длительность первого, шестого, восьмого, тринадцатого, четырнадцатого, девятнадцатого, двадцатого и двадцать шестого этапов равна ; длительность второго, пятого, девятого, двенадцатого, пятнадцатого, восемнадцатого двадцать второго и двадцать пятого этапов равна ; длительность третьего, четвертого, десятого, одиннадцатого, шестнадцатого, семнадцатого, двадцать третьего и двадцать четвертого этапов равна ; длительность седьмого и двадцатого этапов равна .

В моменты времени и шестая производная угловой скорости исполнительного органа электропривода достигает максимального значения ; в моменты времени и шестая производная угловой скорости исполнительного органа электропривода достигает максимального значения со знаком «минус» .

В моменты времени , , и пятая производная угловой скорости исполнительного органа электропривода достигает максимального значения ; в моменты времени , , и пятая производная угловой скорости исполнительного органа электропривода достигает максимального значения со знаком «минус» .

В моменты времени и четвертая производная угловой скорости исполнительного органа электропривода достигает максимального значения ; в моменты времени и четвертая производная угловой скорости исполнительного органа электропривода достигает максимального значения со знаком «минус» .

В моменты времени , , и третья производная угловой скорости исполнительного органа электропривода достигает максимально допустимого значения ; в моменты времени , , и третья производная угловой скорости исполнительного органа электропривода достигает максимально допустимого значения со знаком «минус» .

В моменты времени и вторая производная угловой скорости исполнительного органа электропривода достигает максимального значения ; в моменты времени и вторая производная угловой скорости исполнительного органа электропривода достигает максимального значения со знаком «минус» .

На седьмом этапе первая производная угловой скорости исполнительного органа электропривода достигает максимально допустимого значения ; на двадцатом этапе первая производная угловой скорости исполнительного органа электропривода достигает максимально допустимого значения со знаком «минус» .

В момент времени угловая скорость исполнительного органа электропривода достигает максимального значения .

За время цикла исполнительный орган электропривода перемещается от начального значения угла поворота до конечного значения угла поворота .

Для оптимальной по быстродействию диаграммы перемещения исполнительного органа особо точного электропривода с упругим валопроводом, представленной на рисунке 1, справедливы следующие соотношения:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

Область существования оптимальной по быстродействию диаграммы для средних перемещений исполнительного органа особо точного электропривода:

 (12)

где

валопровод электропривод ток технический

- максимально допустимое значение угловой скорости исполнительного органа электропривода,

Для формирования оптимальной по быстродействию диаграммы при средних перемещениях исполнительного органа особо точного электропривода постоянного тока с упругим валопроводом разработано устройство, представленное на рисунках 2 и 3.

Оптимальная по быстродействию диаграмма при средних перемещениях исполнительного органа особо точного электропривода постоянного тока с упругим валопроводом состоит из двадцати шести этапов, следовательно для её формирования необходима реализация двадцати семи переключений седьмой производной угловой скорости исполнительного органа механизма. Для этого используются двадцать семь блоков генератора ступенчатого сигнала и двадцать шесть блоков алгебраического суммирования. Функция шестой производной угловой скорости исполнительного органа механизма получается интегрированием функции седьмой производной угловой скорости исполнительного органа механизма для чего применен первый интегратор. Функция пятой производной угловой скорости исполнительного органа механизма получается интегрированием функции шестой производной угловой скорости исполнительного органа механизма для чего используется второй интегратор. Функция третьей производной угловой скорости исполнительного органа механизма получается интегрированием функции четвертой производной угловой скорости исполнительного органа механизма для чего используется четвертый интегратор. Функция второй производной угловой скорости исполнительного органа механизма получается интегрированием функции третьей производной угловой скорости исполнительного органа механизма для чего используется пятый интегратор. Функция первой производной угловой скорости исполнительного органа механизма получается интегрированием функции второй производной угловой скорости исполнительного органа механизма для чего используется шестой интегратор. Функция угловой скорости исполнительного органа механизма получается интегрированием функции первой производной угловой скорости исполнительного органа механизма для чего применен седьмой интегратор. Функция угла поворота исполнительного органа механизма получается интегрированием функции угловой скорости исполнительного органа механизма для чего используется восьмой интегратор. Для обнуления сигналов на входах восьми блоков интегрирования используются step 28 и step 29, алгебраический сумматор и восемь блоков произведения. Для введения начального значения угла поворота исполнительного органа механизма применяются step 30 и алгебраический сумматор.

Разработана оптимальная по быстродействию диаграмма для средних перемещений исполнительного органа особо точного электропривода постоянного тока с упругим. Определены её параметры и область существования. Разработано устройство, обеспечивающее формирование оптимальной по быстродействию диаграммы для средних перемещений исполнительного органа особо точного электропривода постоянного тока с упругим валопроводом.

На промышленных предприятиях применяются механизмы, к которым предъявляются повышенные требования по точности отработки заданных диаграмм перемещения. Внедрение предложенного комплекса технических средств позволит значительно повысить точность перемещения их исполнительных органов.

Список литературы

1. Ю.П. Добробаба, А.Л. Хорцев. Аналитические зависимости выходной координаты системы автоматического регулирования положения от времени при отработке типовой оптимальной по быстродействию диаграммы для средних перемещений исполнительного органа электропривода. - Научные труды КубГТУ, №1, 2014 год. URL: http://ntk.kubstu.ru/file/3.

2. Добробаба Ю.П., Хорцев А.Л. Особо точный позиционный электропривод постоянного тока. - Монография. Краснодар, изд-во КубГТУ - 2014. 104 с.

Размещено на Allbest.ru