ДЕМПФИРОВАНИЕ УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ В БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Институт машиноведения УрО РАН
При решении задачи оптимизации по быстродействию ЭМС необходимо учитывать свойства источников питания, двигателей и механизмов, выявлять закономерности управления при параметрических (инерционность) и физических (амплитуда) ограничениях, характеризующих пределы возможных значений координат перемещения, скорости, нагрузки, ускорения и его производных.
Одним из этапов развития физической теории управления, предложенной акад. Красовским А.А. и используемой при создании быстродействующих многоконтурных ЭМС, являются выводы и разработки д.т.н. Мазунина В.П. В них предложены и обоснованы нелинейные системы любого порядка с формированием процессов, максимально приближенных к оптимальным по быстродействию, при широком диапазоне задающих воздействий и качественном регулировании.
В данной работе на основе перечисленных выше разработок предложена методика создания оптимизированных ЭМС со сложным объектом управления, содержащим упругие звенья. Исследованы двухмассовые механизмы с упругим валом без учёта внутренней и внешней механической диссипации. Эффективность демпфирования колебаний исследована с учетом особенностей реализации ЭМС при обратной связи по ускорению (динамическому моменту первой массы) в объекте.
При управлении нелинейной системой с колебательным объектом формирование процессов происходит с однонаправленным воздействием на обе инерционные массы механизма. Поскольку контур ускорения во всех режимах остаётся линейным, структура системы при управлении и физическом ограничении только в контуре скорости приводится к виду, показанному на рис. 1.
Сложная часть системы - звенья 2 и 3 - характеризуется увеличенным параметрическим ограничением (Тес ≥ Тэ в «жесткой» системе), поэтому максимально допустимый коэффициент усиления РС (звено 1) в линейной области характеристики управления (kрс)доп выше расчётного (kрс) по условию эффективного демпфирования, происходит увеличение линейной области с возрастанием времени переходных процессов относительно ожидаемого. Для условия, когда (kрс)доп ≥ (kрс) , предложена и апробирована функция перехода с характеристики управления на характеристику эффективного демпфирования на границе линейной области. Этим обеспечено быстродействие, и сохранены параметры демпфирования.
Список литературы.
1. Мазунин В.П., Двойников Д.А. Параметрические ограничения в нелинейных системах управления механизмами с упругостью // Электротехника. 2010. №5. С. 9-13.
2. Мазунин В.П., Двойников Д.А. Повышение быстродействия при управлении регулируемыми электроприводами механизмов с упругими связями // Электротехника. -2012.-№10. - С. 35-41.
