Башарин А. В Новиков В. А Соколовский Г. Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов.— Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982. — 392 с.

Башарин А. В Новиков В. А Соколовский Г. Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов.— Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982. — 392 с.

DepositFiles:Скачать
Пароль к архиву:bamper.info

Рассмотрены принципы построения автоматических 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 и освещены вопросы машинного проектирования систем управления электроприводом
Книга предназначена в качестве учебного пособия для студентов специальности «Электропривод и автоматизация промышленных установок». Она может быть полезна студентам других специальностей, а также инженерам и научным сотрудникам, занятым разработкой, исследованием и эксплуатацией АСУ электропривода.
 
Предисловие
Бурный технический прогресс в области электротехники и электроники, наблюдающийся в последние годы, привел к существенным изменениям в теории и практике электрического привода. Эти изменения, прежде всего, касаются создания новой элементной базы и технических средств автоматизации, быстрого расширения областей и объемов применения регулируемого электропривода, который преимущественно реализуется в виде тиристорного электропривода постоянного и переменного тока. Существенные изменения произошли также в развитии автоматических систем управления электроприводами. Эти системы характеризуются преимущественным использованием принципов подчиненного регулирования, расширением практического применения адаптивного управления, развитием работ по векторным принципам управления электроприводами с двигателями переменного тока, применением аналоговых и цифроаналоговых систем управления на базе интегральных микросхем. Все шире используются управляющие вычислительные машины различных уровней, развиваются работы по прямому цифровому управлению электроприводами и др.

Предисловие 3
Глава первая.
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ. 5
1-1. Задачи и принципы управления координатами электропривода 5
1-1-1. Основные цели автоматического управления электроприводами. Классификация систем управления 5
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 11
1-2-2. Формы математического описания линеаризованных АСУ ЭП 15
1-3. Стандартные настройки и их применение 17
1-3-1. Стандартные настройки простейших контуров 17
1-3-2. Настройка контуров при наличии нелинейностей. 21
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 33
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. 38
2-1-1. Математическое описание двигателя постоянного тока независимого возбуждения при управлении напряжением на якоре и потоком возбуждения 38
2-1-2. Линеаризованная структурная схема двигателя независимого возбуждения 40
2-1-3. Нереверсивный ТП, работающий на двигатель, при непрерывном токе. 42
2-1-4. Статические характеристики нереверсивного преобразователя 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 53
2-2-1. Одноконтурная система управления скоростью путем воздействия на напряжение якоря при постоянном потоке возбуждения 53
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 тиристорного преобразователя как элемента системы. 74
2-3-1. Ограничение якорного тока в переходных процессах 74
2-3-2. Регулирование уравнительного тока в тиристорном электроприводе при совместном управлении группами реверсивного ТП 77
2-3-3, Линеаризация характеристик токового контура при использовании ТП с раздельным управлением группами тиристоров 79
Глава третья.
АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 82
3-1. Двигатели переменного тока как элементы АСУ 84
3-1-1. Математическое описание асинхронного электродвигателя при управлении частотой и напряжением статора. 84
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-I. ТП частоты со звеном постоянного тока 97
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 короткозамкнутых электродвигателей 107
3-3-1. Частотное управление электродвигателями в статических режимах 107
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 125
3-4-2. Система управления с воздействием на добавочное сопротивление в роторной цепи. 127
3-4-3. Система управления 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 131
4-1-1. Математическое описание упруговязкого объекта. 131
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 токовым контуром 143
4-2-2. Настройка контура скорости системы подчиненного регулирования с упругостью 147
4-2-3. 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 161
5-1-1. Классификация ССС 161
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 одно двигательных электроприводов 175
5-2-1. Аналоговые ССС. 175
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 166
5-3-2. Системы управления скоростью и соотношением скоростей взаимосвязанных многодвигательных электроприводов 190
5-3-3. Цифроаналоговые и цифровые системы управления скоростью соотношением скоростей взаимосвязанных многодвигательных электроприводов. 197
Глава шестая.
АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ МЕХАНИЗМА. 199
6-1. Принцип построения системы управления положением. 199
6-2. Система управления положением механизма в режиме позиционирования 203
6-2-1. Настройка в режиме малых перемещений. 203
6-2-2. Позиционная система при отработке средних и больших перемещений. Реализация требуемого закона перемещения.205
6-2-3. Параболический регулятор положения 208
6-3. Система управления положением механизма в режиме слежения.210
6-3-1. Задача следящего управления Ошибки при отработке управляющего воздействия. 210
6-3-2. Повышение точности отработки управляющего воздействия за счет применения комбинированного управления 212
6-3-3. Двухкалальные следящие электроприводы. 216
6-3-4. Ошибки системы при основном возмущении и пути их уменьшения. 220
6-4. Влияние некоторых особенностей механизма на работу следящего электропривода. 224
6-4-1. Сухое трение и компенсация его влияния. 224
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 232
7-1-1. Классификация систем программного управления. 232
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 в технологической информации. 235
7-2-2. Кодирование и воспроизведение числовой программной информации 208
7-2-3. Интерполяторы 240
7-3. Программные системы управления электроприводом с шаговыми двигателями 245
7-3-1. Основные характеристики шагового двигателя.245
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. 251
7-4-2. Программная АСУ ЭП с импульсным датчиком и преобразователем «код—напряжение» 255
74-3. 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 271
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 278
8-1-1. Прямые и косвенные методы измерения натяжения посредством измерения усилия, момента и мощности. 278
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. 283
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 293
9-1-1. Задачи управления нестационарными системами электроприводов и механизмов. 293
9-1-2. Определение частотных и временных характеристик 295
9-1-3. Адаптивные наблюдающие устройства идентификации. 296
9-2. Беспоисковые адаптивные системы управления электроприводами. 299
9-2-1. Эталонные модели в беспоисковых адаптивных системах управления 299
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 314
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 325
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 определение ее параметров 335
10-5-1. Составление структурной схемы модели по детализированной структурной схеме системы. 335
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. Усовершенствованный метод Эйлера—Коши с итерациями 349
10-6-3. Метод Рунге—Кутта (четвертого порядка) 349
10-6-4. Метод А. В. Башарина. 350
10-7. 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 и рабочая части алгоритма. 358
Глава одиннадцатая.
СИНТЕЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ 362
11-1. Общие соображения о синтезе АСУ ЭП с применением ЭВМ. 362
11-2. Синтез автоматических систем управления электроприводами на ЦВМ 364
11-2-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
П-3-2 Задача вторая — структурно-параметрический синтез 379
11-3-3. Задача третья — параметрический синтез. 381
Список литературы. 383
Предметный указатель 385

...

Похожие книги: