ДОСЛІДЖЕННЯ РЕЛЕЙНОЇ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ ПОЗИЦІЙНИМ ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ З ІНЕРЦІЙНИМ СИЛОВИМ ПЕРЕТВОРЮВАЧЕМ, СИНТЕЗОВАНОЇ МЕТОДОМ N-i ПЕРЕМИКАНЬ

Autor: O. V. Sadovoy, A. L. Derets
Rok vydání: 2019
Předmět:
Computer science
Thyristor
General Medicine
Sliding mode control
DC motor
Electric Power Industry
Electrical Engineering and Electromechanics
Електроенергетика
електротехніка та електромеханіка
Control theory
Cascade
метод N-i перемикань
релейний регулятор положення
регульований електропривод
оптимізація за швидкодією
Control system
метод N-i переключений
релейный регулятор положения
регулируемый электропривод
оптимизация по быстродействию
Trajectory
Электроэнергетика
электротехника и электромеханика
Servo drive
Transient (oscillation)
УДК 62-83
UDC 62-83
N-i switching method
sliding mode servo drive controller
adjustable electric drive
speed optimization
Zdroj: Збірник наукових праць Дніпровського державного технічного університету (технічні науки); Том 1, № 34 (2019): collection; 65-70
Collection of scholarly papers of Dniprovsk State Technical University (Technical Sciences); Том 1, № 34 (2019): ; 65-70
ISSN: 2617-8389
2519-2884
DOI: 10.31319/2519-2884.34.2019.13
Popis: Electric drives are characterized by the restriction of intermediate coordinates in transient modes. Such restrictions are implemented by a system with cascade controllers. The N-i switching method, which has a relatively simple mathematical apparatus, provides optimization for the speed of cascade sliding mode control systems. In this paper, a comparative study of the typical dynamic modes of such systems with idealized and real control objects is performed. In this case, a cascade of integrators was considered as an idealized control object, and an electric drive with a power section constructed according to the thyristor converter - a DC motor was used as a real one. The speed optimization of both systems is based on the calculated trajectories of the idealized control object. The study of the servo drive control system revealed a slight deviation of the transition trajectory from the calculated one. The cause of this effect is the influence of the internal feedbacks of the electromechanical system, leading to the premature entry of regulators into the sliding mode. The same circumstance contributes to a significant reduction in the duration of shock perturbations compensation by real system compared to the ideal one. The results obtained in the work are supported by specific numerical examples. Due to the simplicity of the computational procedures, the N-i switching method provides real-time adaptation of the control system settings to the shape of the optimal transient trajectory. The results of the research open the prospect on practical realization of adaptive algorithms for the synthesis of cascade sliding mode control systems based on the N-i switching method.
Электроприводам характерно ограничение промежуточных координат в переходных режимах. Такие ограничения реализуются системой с каскадным включением регуляторов. Метод N-i переключений, имеющий сравнительно простой математический аппарат, обеспечивает оптимизацию по быстродействию релейных систем подчинённого регулирования. В данной работе выполнено сравнительное исследование типовых динамических режимов таких систем с идеализированным и реальным объектами управления. При этом в качестве идеализированного объекта управления рассматривался каскад интеграторов, а в качестве реального использовался электропривод с силовой частью, построенной по схеме тиристорный преобразователь – двигатель постоянного тока. Оптимизация по быстродействию обеих систем выполнена на основе расчётных траекторий идеализированного объекта управления. Исследование системы управления позиционным электроприводом выявило незначительное отклонение переходной траектории от расчётной. Причиной данного эффекта является влияние внутренних обратных связей электромеханической системы, приводящее к раннему вхождению регуляторов в скользящий режим. Это же обстоятельство способствует значительному сокращению длительности компенсации ударных возмущений реальной системой по сравнению с идеальной. Полученные в работе результаты подкреплены конкретными числовыми примерами. Благодаря простоте вычислительных процедур метод N-i переключений обеспечивает адаптацию в реальном времени настроек системы к изменению формы оптимальной переходной траектории. Результаты исследования открывают перспективу практической реализации адаптивных алгоритмов синтеза каскадно-подчинённых релейных систем, основанных на методе N-i переключений.
Електроприводам характерне обмеження проміжних координат у перехідних режимах. Такі обмеження реалізуються системою з каскадним увімкненням регуляторів. Метод N-i перемикань, що має порівняно простий математичний апарат, забезпечує оптимізацію за швидкодією релейних систем підпорядкованого регулювання. У даній роботі виконано порівняльне дослідження типових динамічних режимів таких систем з ідеалізованим і реальним об’єктами керування. При цьому у якості ідеалізованого об’єкта керування розглядався каскад інтеграторів, а в якості реального використовувався електропривод із силовою частиною, побудованою за схемою тиристорний перетворювач – двигун постійного струму. Оптимізацію за швидкодією обох систем виконано на основі розрахункових траєкторій ідеалізованого об’єкта керування. Дослідження системи керування позиційним електроприводом виявило незначне відхилення перехідної траєкторії від розрахункової внаслідок впливу внутрішніх зворотних зв’язків об’єкта керування. Причиною даного ефекту є вплив внутрішніх зворотних зв’язків електромеханічної системи, який спричиняє передчасне входження регуляторів у ковзний режим. Ця ж обставина сприяє значному скороченню тривалості компенсації ударних збурень реальною системою порівняно з ідеальною. Отримані в роботі результати підкріплені конкретними числовими прикладами. Завдяки простоті обчислювальних процедур метод N-i перемикань забезпечує адаптацію в реальному часі налаштувань системи до зміни форми оптимальної перехідної траєкторії. Результати дослідження відкривають перспективу практичної реалізації адаптивних алгоритмів синтезу каскадно-підпорядкованих релейних систем, основаних на методі N-i перемикань.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: