Управление электроприводами Башарин А. В., Новиков В. А., Соколовский Г. Г.  Издательство: — Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние

Управление электроприводами Башарин А. В., Новиков В. А., Соколовский Г. Г. Издательство: — Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние

Пароль к архиву:bamper.info
Прямая ссылка:Скачать

Рассмотрены принципы построения автомагических систем управления электроприводами. Дано математическое описание двигателей, преобразователей и других типовых узлов как элементов АСУ. Рассмотрены типовые системы стабилизации скорости, программные и следящие системы управления электроприводом, а также системы регулирования тока,момента и других параметров. Изложены методы расчета в освещены вопросы машинного проектирования систем управления электроприводом.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.......... 3
Глава первая. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ ......................... 5
1-1. Задачи и принципы управления координатами электропривода
1-1-1. Основные цели автоматического управления электроприводами Классификация систем управления
1-1-2. Общий подход к проектированию АСУ ЭП . ...... 9
1-2. Математическое описание АСУ ЭП................... 11
1-2-1. Математическое описание нелинейных АСУ ЭП и их линеаризация
1-2-2. Формы математического описания линеаризованных АСУ ЭП 15
1-3. Стандартные настройки и их применение................ 17
1-3-1. Стандартные иастройкк простейших контуров
1-3-2. Настройка контуров при наличии нелинейностей
1-3*3. Одноконтурная система. Понижение расчетного порядка системы .................................. 23
1-3-4. Ограничение промежуточных координат. Принцип подчиненного регулирования......................... 26
1-3-5. Реализация передаточных функций регуляторов, выполненных на операционных усилителях.................. 30
1*4. Восстановление переменных состояния объекта управления с помощью наблюдающих устройств......................... 33
1-4-1. Принцип построения наблюдающего устройства полного порядка
1-4-2. Редуцированный наблюдатель . ,.......,........ 36
Глава вторая. АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА................. 38
2-1. Двигатель постоянного Тока и тиристорный преобразователь как основные элементы силовой части
2-1-1. Математическое описание двигателя постоянного тока независимого возбуждения при управлении напряжением иа якоре и потоком возбуждения
2-t-2. Линеаризованная структурная схема двигателя независимого возбуждения
2-1-3. Нереверсивный ТПУ работающий на двигатель, при непрерывном токе.............................. 42
2-1-4. Статические характеристики нереверсивного преобразователи при наличии прерывистых токов ................ 47
2-1-5. Реверсивный ТП......................... 50
2-1-6. Динамические свойства тиристорного электропривода..... 52
2-2. Типовые структуры автоматических систем управления скоростью электропривода
2-2-1. Одноконтурная система управления скоростью путем воздействия на напряжение якоря при постоянном потоке возбуждения
2-2-2. Управление электроприводом в системе с подчиненным токовым контуром.............................. 59
2-2-3. Система двухзонного регулирования скорости электропривода 64
2-2-4. Компенсация нелинейностей, связанных с двухзонным регулированием .............................. 72
2-3. Некоторые особенности построения систем управления электроприводами, связанные со свойствами тирнсторного преобразователя как элемента системы............................. 74
2-3-1. Ограничение якорного тока в переходных процессах
2-3-2. Регулирование уравнительного тока в тиристорном электроприводе при совместном управлении группами реверсивного
2-3-3 Линеаризация характеристик токового контура при использовании с раздельным управлением группами тиристоров 79
Глава третья. АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА................; 82
3-1. Двигатели переменного тока как элементы АСУ ........... 64
3-1-1. Математическое описание асинхронного электродвигателя при управлении частотой и напряжением статора
3-1-2. Математическое описание асинхронного электродвигателя при управлении со стороны ротора ................ . 94
3-2. Тиристорные преобразователи, работающие на электродвигателе переменного тока, как элементы АСУ ................. 97
3-2-1 ТП частоты со звеном постоянного тока
3-2-2. ТП частоты с непосредственной связью ............ 103
3-2-3. ТП в роторных цепях асинхронных электродвигателей .... 104
3-3. Автоматические системы управления скоростью асинхронных коротко-замкнутых электродвигателей...................... 107
3-3-1. Частотное управление электродвигателями в статических режимах
3-3-2. Системы частотного управления с функциональными преобразователями координат ...................... 110
3-3-3. Системы частотного управления с обратными связями по ЭДС статора, скорости двигателя, скорости и току двигателя ... 113
3-3-4. Системы частотно-токового управления............. 116
3-3-5. Система векторного управления ............... 119
3-4. Автоматические системы управления скоростью асинхронных электродвигателей с фазным ротором...................... 125
3-4-1. Система управления с введением добавочной ЭДС в роторную цепь
3-4-2. Система управления с воздействием на добавочное сопротивление в роторной, цепи..................... 127
3-4-3. Система управлении с воздействием на напряжение статора . 130
Глава четвертая. УПРАВЛЕНИЕ СКОРОСТЬЮ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПРИ УПРУГОЙ СВЯЗИ ДВИГАТЕЛЯ С МЕХАНИЗМОМ........... 131
4-1. Обобщенная структура силовой части электромеханической системы
4-1-1. Математическое описание упруговязкого объекта
4-1-2. Двухмассовая упруговязкая система «двигатель—механизм».
Расчет параметров упругих колебаний............. 138
4-2. Управление скоростью электропривода двухмассового упруговязкого механизма в системе с подчиненным токовым Контуром....... 143
4-2-1. Влияние упругости на работу системы управления электроприводом с подчиненным тоховьш контуром
4-2-2. Настройка контура скорости системы подчиненного регуливания с упругостью...................... 150
Некоторые способы коррекции системы подчиненного регулирования с упругостью при малых коэффициентах соотношения масс ................................ 154
4-2-4. Наблюдатель в системе управления скоростью с подчиненным токовым контуром......................... 157
Глава пятая. СТАБИЛИЗИРУЮЩИЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ . . 161
5-1. Задачи стабилизации скорости электроприводов
5-1-1. Классификация ССС
5-1-2. Системы обработки информации о параметрах движения .... 163
5-1-3. Оптимизация систем стабилизации скорости с учетом регулярных и случайных составляющих возмущений и помех .... 169
5-2. Системы стабилизации скорости однодвигательных электроприводов 175
5-2-1. Аналоговые ССС.
5-2-2. Цифроаналоговые и цифровые ССС точных электроприводов 176
5-2-3. Импульсно-фазовые системы стабилизации скорости высокоточных электроприводов..................... 181
6-3. Системы стабилизации скорости многодвигательных электроприводов 166
5-3-1. Характеристика промышленных установок с многодвигательными электроприводами
5-3-2. Системы управления скоростью и соотношением скоростей
взаимосвязанных многодвигательных электроприводов .... 190
5-3-3. Цифроа налоговые и цифровые системы управления скоростью и соотношением скоростей рзаимосвязанных много двигательных электроприводов ....................... 197
Глава шестая. АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ МЕХАНИЗМА......... 199
6-1. Принцип построения системы управления положением
6*2, Система управления положением механизма в режиме лозиционирсяния .. 203
6-2-1. Настройка в режиме малых перемещений
6-2-2. Позиционная система при отработке средних н больших перемещений. Реализация требуемого закона перемещения . . . . 205
6-2-3. Параболический регулятор положения............ 208
6-3. Система управления положениехМ механизма в режиме слежения ... 210
6-3-1. Задача следящего управления Ошибки при отработке управляющего воздействия
6-3-2. Повышение точности отработки управляющего воздействия за счет применения комбинированного управления...... 212
6-3-3. Двух канальные следящие электроприводы .......... 216
6-3-4. Ошибки системы при основном возмущении и пути их уменьшения ..................... 220
6-4. Влияние некоторых особенностей механизма иа работу следящего электропривода ........................ ...... 224
6-4-1. Сухое трение и компенсация его влияния.
6-4-2. Электромеханическая выборка зазора в следящем электроприводе .............................. 226
6-4-3. Настройка контура положения в системе с упругостью ...» 230
Глава седьмая. ПРОГРАММНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ . , 232
7-1. Общие сведения о программном управлении
7-1-1. Классификация систем программного управления.
7-1-2. Общая структура систем ЧПУ ................ 234
7-2. Формирование законов управления АСУ ЭП в системах ЧПУ .... 235
7-2-1. Подготовка числовых программ на основании геометрической и технологической информации
7-2-2. Кодирование и воспроизведение числовой программной информации .....,......................... 238
7-2-3. Интерполяторы.......................... 240
7-3. Программные системы управления электроприводом с шаговыми двигателями................................ 245
7-3-1. Основные характеристики шагового двигателя
7-3-2. Управление шаговым электроприводом............. 249
7-4. Программные АСУ ЭП, замкнутые по положению исполнительного органа................................... 251
7-4-1. Датчики положения в программных АСУ ЭП
7-4-2. Программная АСУ ЭП с импульсным датчиком и преобразователем «код—напряжение»...................... 255
7-4-3. Импульсно-фазовая программная АСУ ЭП........... 259
7-4-4. Программная АСУ ЭП с фазовым датчиком, работающим в амплитудном режиме....................... 262
7-4-5. Позиционная система программного управления........ 266
7-5. Система программного управления с управляющей вычислительной машиной.................................. 271
7-5-1 Принципы работы и основные функции устройства ЧПУ с УВМ
7-5-2. Программная АСУ ЭП для многокоординатной установки . . , 276
Глава восьмая. АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИМИ РЕГУЛИРОВАНИЕ НАТЯЖЕНИЯ ПЕРЕМАТЫВАЕМОГО МАТЕРИАЛА ... 278
8-1. Задачи управления электроприводами, осуществляющими регулирование натяжения
8-1-1. Прямые и косвенные методы измерения натяжения посредством измерения усилия, момента и мощности
8-1-2. Задача поддержания натяжения в процессе разгона и торможения............................... 281
8-2. Типовые структуры автоматических систем управления электроприводом, обеспечивающие стабилизацию натяжения............ 283
8-2-1. Автоматическая система управления электроприводом с регулированием мощности
8-2-2. Автоматическая система регулирования натяжения с поддержанием тока якоря ......................... 235
8-2-3. Система двухзонного управления электроприводом наматывающего устройства ....... 290
Глава девятая, АДАПТАЦИЯ В АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ . , 293
9-1. Основные положения по организации адаптивных систем управления электроприводами
9-1-1. Задачи управления нестационарными системами электроприводов и механизмов
9-1-2. Определение частотных и временных характеристик 295
9-1-3. Адаптивные наблюдающие устройства идентификации .... 2%
9-2. Беспоисковые адаптивные системы управления электроприводами . . . 299
9-2-1. Эталонные модели в беспоисковых адаптивных системах управления
9-2-2. Адаптивные системы управления со стабилизацией частотных и временных характеристик................... 301
9-2-3. Адаптивные системы управления, построенные на сравнении высокочастотных и низкочастотных составляющих сигналов , 303
9-2-4. Адаптивные системы управления с переключающейся структурой регуляторов.......................... 306
9-2-5. Адаптивные системы управления с наблюдающими устройствами идентификации........................... 310
9-3, Поисковые адаптивные системы управления электроприводами . , , 314
9-3-1. Особенности поисковых систем управления
9-3-2. Организация движений к экстремуму в поисковых адаптивных системах управления................. 315
9-3-3. Адаптивная система управления высокоточным электроприводом с минимизацией среднеквадратичной ошибки....... 320
Глава десятая. МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ............. 325
10-1. Общие сведения о системах автоматизированного проектирования
10-2. Основные этапы и методы моделирования автоматических систем управления на АВМ.......................... 327
10-3. Эффективность использования структурной схемы в качестве исходного математического описания моделируемой системы....... 329
10-4. Преобразование исходной структурной схемы ........... 330
10-4-1. Преобразования, связанные с устранением идеальных дифференцирующих звеньев..................... 332
10-4-2. Детализация звеньев со сложными передаточными функциями 334
10-4-3. Преобразования, направленные на исключение нежелательных связей.............................. 335
10-5. Составление структурной схемы модели и определение ее параметров
10-5-1. Составление структурной схемы модели по детализированной структурной схеме системы
10-5-2. Определение параметров структурной схемы модели .... 341
10-6. Алгоритмы численных методов моделирования систем управления на ЦВМ.................................. 347
10-6-1. Метод Эйлера (метод ломаных)................. 349
10-6-2. Усовершенсгвованный метод Эйлера—Коши с итерациями
10-6-3. Метод Рунге—Кутта (четвертого порядка)
10-6-4. Метод А. В. Башарина..................... 350
Ю-7. Математическое моделирование систем управления на ЦВМ ... 351
10-7-1. Алгоритм без итераций (первое приближение)........ 352
10-7-2. Алгоритм с итерациями (второе приближение)........ 355
10-7-3. Стандартная н рабочая части алгоритма ........... 358
Глава одиннадцатая. СИНТЕЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ ............ 362
11-1. Общие соображения о синтезе АСУ ЭП с применением ЭВМ ....
11-2. Синтез автоматических систем управления электроприводами на ЦВМ 364 U-2-L Инверсные уравнения для основных составляющих обобщенного алгоритма синтеза..................... 365
11-2-2. Обобщенный алгоритм синтеза нелинейных систем управления электроприводами........................ 367
11-2-3. Организация процедуры вычислений.............. 372
11-3 Примеры решения трех основных задач синтеза системы автоматического управления........................... 375
11-3-1. Задача первая—функциональный синтез .......... 376
11-3-2 Задача вторая—структурно-параметрический синтез .... 379
11-3-3. Задача третья — параметрический синтез........... 381
Список литературы ............................... 383
Предметный указатель............................. 385

...

Похожие книги: