Логвиненко Катерина Сергіївна. Підвищення якості перехідних процесів складних електромеханічних систем кранових механізмів

Короткий опис

Логвиненко Катерина Сергіївна. Підвищення якості перехідних процесів складних електромеханічних систем кранових механізмів: дисертація канд. техн. наук: 05.09.03 / Одеський національний політехнічний ун-т. - О., 2003

Логвиненко К.С. Підвищення якості перехідних процесів складних електромеханічних систем кранових механізмів. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.09.03 - Електротехнічні комплекси і системи. - Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2003.
Дисертація присвячена розробці мікропроцесорної системи керування електроприводом механізму підйому, яка дозволяє знизити коливальність, тривалість перехідного процесу і динамічні навантаження в режимі підйому з підхопленням.
Розглянуто електромеханічну систему (ЕМС) механізму підйому з електроприводом ТПН-АД і тримасовою розгалуженою механічною частиною, у якій за третю масу прийнята металоконструкція крана (стріла або міст). Показано, що перехідні процеси в такій системі характеризуються підвищеною коливальністю і динамічними перевантаженнями. Для збільшення демпфуючої здатності електропривода запропоновано застосувати від’ємний зворотний зв'язок за різницею швидкостей трьох мас з коефіцієнтом Кк. Встановлено, що існує оптимальне значення коефіцієнта корекції, при якому демпфування коливань максимально. Запропоновано два методи для отримання оптимального значення Кк.
Для реалізації корегуючого зворотного зв'язку за різницею швидкостей розроблені два типи спостерігаючих пристроїв - повного і зниженого порядків. Отримано вирази для коефіцієнтів модального зворотного зв'язку спостерігаючих пристроїв. Дані рекомендації щодо вибору значення середньогеометричного кореня характеристичного рівняння спостерігача, що визначає його швидкодію. Досліджено чутливість спостерігачів до розкиду реальних і розрахункових параметрів системи, визначено припустиме значення параметричної похибки.
Розроблено функціональну схему мікропроцесорної системи керування електроприводом. Запропоновано алгоритм формування перехідного процесу пуску і алгоритм розрахунку оптимального коефіцієнта корекції. Надані рекомендації щодо вибору мікроконтролера і реалізації програмного забезпечення.

Вперше встановлено, що найбільший вплив на характер пружних коливань тримасової ЕМС мають жорсткість механічної характеристики електроприводу, жорсткість линви й кут нахилу стріли. Доведено необхідність застосування корегуючого зворотного зв'язку за різницею швидкостей трьох мас для підвищення демпфуючої здатності електропривода.
Вперше запропоновано методику вибору оптимального коефіцієнта корекції, що забезпечує найбільше демпфування коливань тримасової ЕМС у перехідних режимах. При цьому тривалість перехідного процесу скорочується у 15 20 разів, а коефіцієнт динамічності зменшується на 15 20 %.
Для реалізації запропонованої корекції синтезовані спостерігаючі пристрої повного і зниженого порядків. Виведено вирази для розрахунку коефіцієнтів у ланцюгу зворотного зв'язку спостерігачів.
Встановлено, що доцільно використовувати біноміальну форму розподілу коренів характеристичного рівняння спостерігаючих пристроїв, як таку, що забезпечує найкращу якість роботи спостерігачів. Доведено низьку чутливість спостерігачів до неузгодженості параметрів, при цьому допускається розбіжність реальних і розрахункових параметрів системи у два рази. Рекомендовано застосування скороченого спостерігаючого пристрою зниженого порядку, який виявляється найбільш зручним у реалізації.
Сформульовано вимоги до системи керування електропривода. Запропоновано функціональну схему й алгоритми мікропроцесорного керування, що реалізують необхідні функції.
Матеріали дисертації розглянуті на нараді в ВАТ Укрінкран” (м. Одеса), схвалені і рекомендовані до застосування.