Применение наблюдающего устройства в системе управления для электромеханической системы с распределенными параметрами в механической части

Abstract

Рассмотрена система с распределенными параметрами в механической части. Приведены примеры таких систем. Указана причина учета распределенности параметров в таких системах. Рассмотрены существующие методы исследования и расчета систем управления. Представлена краевая задача системы с распределенными параметрами. Предложено применение наблюдающего устройства как одного из способов реализации системы управления для системы с распределенными параметрами. Показана необходимость использования замкнутой системы управления и сложности ее реализации. Представлена структурная схема разрабатываемого способа управления. Приведены передаточные функции, описывающие систему с распределенными параметрами. Представлен математический расчет наблюдающего устройства. Получен способ реализации замкнутой системы управления по промежуточной координате для электромеханической системы с распределенными параметрами в механической части с применением наблюдающего устройства, которое находится в обратной связи и восстанавливает выходную скорость без непосредственного измерения. Для наблюдающего устройства определен общий вид передаточной функции. Представлены преимущества и недостатки передаточной функции наблюдающего устройства, графический вид простой реализации наблюдающего устройства с выделенным вспомогательным устройством в обратной связи. Описана аппроксимация, которая применяется для систем с распределенными параметрами. Получены выводы аппроксимации. По параметрам экспериментальной установки получены аппроксимированные передаточные функции механической части системы с распределенными параметрами без наблюдающего устройства и с наблюдающим устройством. Представлена логарифмическая амплитудночастотная характеристика механической части системы с распределенными параметрами с наблюдающим устройством и без наблюдающего устройства для экспериментальной установки для самого простого случая, а также способ реализации замкнутой системы управления по промежуточной координате для электромеханической системы с распределенными параметрами в механической части с применением наблюдающего устройства. A system with distributed parameters in its mechanical part is considered. Examples of such a system are given. The reason for taking into account the distribution of parameters in such systems is indicated. Existing methods of research and calculation of control systems are considered. The boundary value problem for a system with distributed parameters is presented. The use of a surveillance device as one of the ways to implement a control system for a system with distributed parameters is proposed. The necessity of using a closed control system and the complexity of its implementation are demonstrated. A block diagram of the control method being developed is presented. Also, transfer functions describing a system with distributed parameters are given; the mathematical calculation of the surveillance device is given as well. A method for implementing a closed control system along an intermediate coordinate for an electromechanical system with distributed parameters in the mechanical part using a surveillance device has been obtained. The surveillance device is in feedback and restores the output speed without measuring it directly. A general view of the transfer function is determined for the surveillance device. The advantages and disadvantages of the transfer function of the surveillance device and a graphical view of a simple implementation of the surveillance device with a dedicated auxiliary device in feedback are presented. An approximation that is used for systems with distributed parameters is described. Approximation conclusions are obtained. According to the parameters of the experimental installation, approximated transfer functions of the mechanical part of the system with distributed parameters without a surveillance device and with a surveillance device are obtained. The LACH of the mechanical part of the system with distributed parameters with a surveillance device and without a surveillance device for an experimental installation for the simplest case is presented, as well as a method for implementing a closed control system along an intermediate coordinate for an electromechanical system with distributed parameters in the mechanical part using a surveillance device.