Введение 5
1 Математическое описание объекта управления системе ТВ-Г-Д 7
1.1 Электрическая часть электропривода ТВ-Г-Д 7
1.2 Механическая часть электропривода поворотного механизма
экскаватора 11
1.2.1. Двух - и одномассовая электромеханическая система поворота экскаватора 14
2 Синтез систем с оптимальными обратными связями 21
2.1 Синтез комбинированной оптимальной системы управления с
коррекцией питающего напряжения 26
2.2 Двухмассовая электромеханическая система 26
3 Исследование комбинированных оптимальных систем управления без
учета допущений при синтезе
Заключение 64
Список использованных источников 65
ПРИЛОЖЕНИЕ А 69
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 70
Актуальность темы. Унифицированная структура экскаваторного электропривода В.И. Ключева, из всего многообразия используемых систем управления главными механизмами экскаваторов с электроприводами, в настоящее время нашла наибольшее применение. Данная система наиболее схожа с классической системой подчиненного регулирования (СПР) с определенными изменениями, так как принимают во внимание отличительные черты экскаваторного электропривода. Но применение традиционной СПР, первоначально спроектированной с целью применения в линейных одномассовых системах, никак не специализированно для электропривода с упругими связями.
Существенные дополнительные возможности усовершенствования процессов регулирования предоставляет применение комбинированного управления работой объекта, в котором сочетается последовательная коррекция внутренних координат и применение нелинейных методов синтеза регуляторов для внешних координат. Комбинированное управление может быть с переменной структурой, для коррекции внешних координат или иметь вид многосвязных систем. Применению данной теории для приводов экскаваторов направлены работы В.П. Кочеткова и его учеников [6, 7, 18-23].
Таким образом, вышесказанное определяет актуальность научно-технических задач, рассматриваемых в работе.
Цель работы: Ограничение динамических нагрузок автоматизированных электроприводов системы ТВ-Г-Д, для повышения производительности экскаваторов путем синтеза и исследования оптимальных обратных связей по координатам объекта управления.
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:
1. Анализ основных элементов и способов управления электроприводов по системе ТВ-Г-Д.
2. Синтез систем управления электроприводами по системе ТВ-Г-Д с оптимальными обратными связями по координатам объекта управления.
3. Имитационное моделирование электропривода по системе ТВ-Г-Д с оптимальными обратными связями по координатам объекта управления.
Объект исследования - автоматизированный электропривод по системе ТВ-Г-Д.
Предмет исследования - ограничивающие нагрузку алгоритмы управления на основе оптимальных обратных связей по координатам объекта управления.
Методы исследования, используемые при решении задач в работе, основаны на теории электропривода, оптимального управления Летова- Калмана, последовательной коррекции Кесслера, комбинированного оптимального управления для решения задач синтеза систем управления электроприводом на основе работ Кочеткова, вычисления и компьютерного имитирования с использованием среды MatLab Simulink.
Практическая значимость работы:
1. Синтезированы системы управления электропривода по системе ТВ-Г-Д с оптимальными обратными связями по координатам объекта управления.
2. Разработаны модели для имитационного моделирования синтезированных электроприводов по системе ТВ-Г-Д с оптимальными обратными связями по координатам объекта управления.
3. Получены и проанализированы результаты моделирования электроприводов по системе ТВ-Г-Д с оптимальными обратными связями по координатам объекта управления.
Достоверность и обоснованность полученных результатов работы определяется обоснованностью принятых допущений, допустимой сходимостью выводов и результатов моделирования, полученных в работе с результатами физического эксперимента.
В выпускной квалификационной работе были представлены результаты исследования динамики электропривода по системе ТВ-Г-Д с оптимальными обратными связями по координатам объекта управления.
В работе использованы методы математического и графического моделирования.
Использование теории комбинированных оптимальных систем проф. Кочеткова в чистом виде для синтеза системы управления электропривода поворота экскаватора дает желаемые результаты качества переходных процессов для ограниченного числа вариантов из-за наличия ряда излишних упрощений, которые допускаются при составлении математических моделей, для которых в дальнейшем определяются КООС. Оптимальные обратные связи заводимые не только по остальным нескорректированным методами СПР координатам, но и по дополнительной координате уже скорректированного внешнего контура регулирования, разработанные как развитие метода комбинированного оптимального управления, показывают так же не желаемые результаты по качеству переходных процессов.
Разработанная методика учета допущений и упрощений в теории комбинированных оптимальных систем позволяет более адекватно составить математическое описание уже скорректированной и оставшейся (нескорректированной) части системы. Это позволяет более удачно применить к данному математическому описанию процедуру АКОР и найти соответствующие КООС, но при общем усложнении методики и системы управления система не даёт желаемых результатов и результатов отличных от оптимальных систем проф. Кочеткова.
