Рис. 1. Электромеханический лабораторный стенд (ЭМС). ТАБЛИЦА I. Данные двигателя Рухсервомотор RSM-T-36-275-25-C-BS. p Количество пар полюсов.


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
П
РЯМОЕ

АДАПТИВНОЕ

УПРАВЛЕНИЕ

СЛЕДЯЩИМ

ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

МАКЕТА

ОСИ

ОПОРНО
-
ПОВОРОТНОГО

УСТРОЙСТВА

ТЕЛЕСКОПА

ПРИ

НАЛИЧИИ

УПРУГИХ

ДЕФОРМАЦИЙ

Галина Демидова
, Дмитрий Лукичев, Вера Артемова


Университет ИТМО, Санкт
-
Петербург, Россия


Кафедра

Электротехники и Прецизионных Электромеханических Систем

II Международная научная конференция
по проблемам управления в технических
системах ПУТС
-
2017)

2

С
ОВРЕМЕННЫЕ

ОПТИКО
-
МЕХАНИЧЕСКИЕ

КОМПЛЕКСЫ

Космодром
«
Восточный
".
Слежение за
запуском ракета
-
носителя "Союз
-
2.1а"




География расположения разработок кафедры

3

О
БЪЕКТ

УПРАВЛЕНИЯ



ПРОБЛЕМЫ

И

ЗАДАЧИ



Вращающиеся массы
-

от нескольких десятков
килограммов до нескольких десятков тонн
;



Несовершенство конструкции
(
люфт
,
смещение
центра масс
,
высокие значения моментов
сопротивления
,
неравномерность момента
);



Низкая резонансная частота


единицы Гц
.



Высокая точность


единицы
угл.сек
.
;



Равномерное движение без автоколебаний
;



Широкий диапазон скоростей слежения


единицы
угл.сек
/сек. до единиц
угл.град
./сек
;



Высокие значения ветровой нагрузки
.

О
СОБЕННОСТИ

ТЕЛЕСКОПОВ
:

О
СОБЕННОСТИ

СИСТЕМЫ

СЛЕЖЕНИЯ
:

Цель исследования


повышение точности
позиционирования и слежения с применением прямого
адаптивного управления положением оси телескопа

4

Д
ВУХМАССОВЫЙ

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ

СТЕНД

Рис.
1
.

Электромеханический
лабораторный стенд ЭМС

Рис.
2
.

Расчетная
кинематическая схема

M
f1
, M
f2
-

моменты
сопротивлений

M
d



демпфирующий момент

M
12



момент упругих сил

Т
АБЛИЦА

I. Данные двигателя
Рухсервомотор

RSM
-
T
-
36
-
275
-
25
-
C
-
BS

p

Количество пар полюсов

24

R
s

Сопротивление статора

1.2 [
Ом
]

T
e

Электромагнитная
постоянная времени

8 [
мс
]

K
e

back EMF constant

3.58 [
В

с
/
рад
]

K
m

Постоянная по моменту

5.37 [
Н

м
/A]

Математическая модель двигателя с
нагрузкой

М
АТЕМАТИЧЕСКАЯ

МОДЕЛЬ

5

(1)

Рис
. 3.
АЧХ
двухмассового

объекта

(2)

(3)

Т
АБЛИЦА

I
I.
Механические параметры ЭМС

c
12

жесткость связи

4.367
·10
5

[
Н

м
/
рад
]

J
1

Момент инерции первой
массы

0.863 [
кг

м
2
]

J
2

Момент инерции второй
массы

9.60
7

[
кг

м
2
]

С
ИНТЕЗ

СИСТЕМЫ

УПРАВЛЕНИЯ

Рис
. 4.
Подчиненная система управления положением

Т
АБЛИЦА

III.
Настройка внутренних
контуров подчиненной системы

Рис
. 5.
Момент «сухого трения и автоколебания в
системе с ПИ
-
регулятором положения на низких
скоростях слежения

6

-

малая постоянная времени,
связанная с задержкой переключения
ключей в инверторе

-
находится из
условия полосы
пропускания
:

(4)

Тип
контура

Критерий

настройки

Коэффициенты
регулятора

Контур тока
ПИ
-
регулятор

Внутренний контур
скорости П
-
регулятор

Внешний контур
скорости И
-
регулятор

Контур
положения
ПИ
-
регулятор

Симметри
чный
оптимум

Оптимум
по
модулю

Оптимум
по
модулю

Экспонен
циальный
процесс

С
ИНТЕЗ

АДАПТИВНОЙ

СИСТЕМЫ

МЕТОДОМ

ФУНКЦИЙ

Л
ЯПУНОВА

Уравнение состояния объекта

(
5
)

Уравнение состояния эталонной модели,


задаваемой желаемую динамику

(
6
)

Рис. 5. Структурная схема
адаптивной системы управления

Цель управления заключается в

(
7
)

где
E(
t
) = X(
t
 −
X
м

(
t
)


ошибка системы

Уравнение в отклонениях для идеального
управления

(
8
)

(
10
)

(
9
)

С
ИНТЕЗ

ОСНОВНОГО

КОНТУРА

7

матрицы

«идеальных

коэффициентов

Производная функции выше представляет собой

,

где

Алгоритм

адаптации


(
11
)

(
12
)

С
ИНТЕЗ

КОНТУРА

АДАПТАЦИИ

С
ИНТЕЗ

АДАПТИВНОЙ

СИСТЕМЫ

МЕТОДОМ

ФУНКЦИЙ

Л
ЯПУНОВА

8

где


расширенная матрица отклонений настраиваемых коэффициентов от их
идеальных значений.

Рис.7. Структурная схема
обобщенного настраиваемого
объекта

С
ИНТЕЗ

АДАПТИВНОЙ

СИСТЕМЫ

МЕТОДОМ

ФУНКЦИЙ

Л
ЯПУНОВА

9

Рис. 6. Структурная схема адаптивной системы

(
13
)

Найденные

матрицы

состояний

A,

B

и

С
:

Рис
.
9
.

График

настройки

коэффициентов


Рис
.
8
.

Отработка

сигнала

переустановки

адаптивной

системой

верхний

график
;

ошибка

отработки

сигнала

заданиянижний

график


Изменяемые параметры

J
1

C
12

J
2
*1.5

Изменяемые параметры

J1
*10

C
12

J
2

Рис.10. График слежения за
сигналом с постоянной скоростью

Ω
=3
угл.сек
/с,
а
=5
угл.сек

2

И
МИТАЦИОННОЕ

МОДЕЛИРОВАНИЕ

Рис.11. График слежения за
сигналом с постоянной скоростью
Ω
=3
угл.сек
/с,
а
=5
угл.сек

2

10

Э
КСПЕРИМЕНТ

Преобразователь
частоты

ЭМС

Компьютер

Рис.11. Результаты эксперимента
-

слежение за сигналом с постоянной
скоростью
Ω
=3
угл.сек
/с,
а
=5
угл.сек

2
:
1 сигнал управления, 2 положение первой
массы, 3 положение второй массы

Рис
.
10
.

Вид

экспериментального

стенда

11

Т
АБЛИЦА

IV
.

Ошибки

в

системе

в

контуре

положения

Синтезированная

по

методу

функций

Ляпунова

адаптивная

система

управления

обеспечивает

отработку

заданных

сигналов

объектом

управления

при

изменяющихся

характеристиках

управляемого

объекта

в

ходе

функционирования

управления

с

учетом

возмущающих

воздействий
.


В
ЫВОДЫ

12


Приложенные файлы

  • pdf 26461447
    Размер файла: 1 MB Загрузок: 1

Добавить комментарий