Структурная организация работы
В соответствии с целью для решения поставленных задач была сформирована структура работы, включающая выполнение следующих основных этапов:
1.1. Анализ критериев эффективности ленточного конвейера при производстве работ по перемещению груза по перемещению груза.
1.2. Анализ предшествующих исследований проблемы повышения точности работ по перемещению груза, выполняемых ленточным конвейером.
1.3. Анализ математических моделей ленточных конвейеров.
1.4. Анализ математических моделей гидропривода.
1.5. Анализ математических моделей груза.
1.6. Анализ математических моделей системы управления.
1.7. Формирование требований к системе управления.
2.1. Обоснование расчетных схем и составление математических моделей подсистем ленточного конвейера, перемещаемого груза, человека-оператора.
2.2. Обоснование методов исследования на математических моделях.
2.3. Формирование обобщенной структурной схемы автоматизированного ленточного конвейера.
2.4. Составление алгоритмов и программ расчета на ЭВМ.
2.5. Оценка адекватности математических моделей.
2.6. Обоснование и выбор численных значений коэффициентов математических моделей и граничных значений диапазонов варьируемых параметров.
3.1. Выбор и обоснование критериев оценки эффективности технологического процесса работ по перемещению груза.
3.2. Выбор и обоснование информационных параметров.
3.3. Анализ значимости параметров на эффективность технологического процесса работ по перемещению груза.
3.4.
Анализ пара
метров
на ЭВМ.
3.5. Синтез алгоритмов работы перспективных систем управления.
3.6. Формирование структурной схемы системы управления.
3.7. Разработка инженерных решений.
Рис. 5. Структура работы
4.1. Экспериментальное исследование автогрейдера в производственных условиях.
4.2. Внедрение инженерных решений.
Определение технических характеристик
Вентильно-индукторный двигатель (ВИД), по сравнению с традиционными (синхронными и асинхронными с короткозамкнутым ротором), имеет ряд существенных преимуществ: высокий КПД (как на больших, так и на малых мощностях), высокий диапазон регулирования скорости и момента, простота и технологичность конструкции, высокая надежность.
Основным недостатком ВИД является наличие пульсаций электромагнитного момента и, как следствие, повышенный шум и вибрация двигателя. Одной из важнейших проблем при функционировании ВИД является существенная сложность разработки системы управления. Неудовлетворительное функционирование системы управления приводит к ухудшению основных показателей качества управления в процессе эксплуатации таких электроприводов.
В качестве альтернативного способа построения системы управления предлагается использовать интеллектуальные принципы, основанные на теории мягких вычислений . Нечеткий контроллер, реализующий необходимый закон управления представляет собой информационную структуру, содержащую 6 входов и 3 выхода. Первый выход нечеткого контроллера отвечает за регулирование тока статора Iq продольной составляющей оси «q» и скорости двигателя, второй выход за регулирование поперечной составляющей тока статора Id оси «d», третий выход нечеткого контроллера регулирует ток If в обмотке возбуждения, для управления величиной потока возбуждения машины.Система управления с нечетким контроллером представлена на рис. 1.
Входы
нечеткого контроллера описываются
следующим набором лингвистических
переменных: сигнал ошибки по скорости
Xq;
производная сигнала ошибки dXq;
интеграл от сигнала ошибки Intg_Xq;
сигнал ошибки по току Xd;
сигнал преобразователя uп
(сигнал
с тиристорного
преобразователя); сигнал ошибки по току
Xf.
В качестве примера приведем распределение функций принадлежности в заданном диапазоне регулирования для лингвистической переменной Xq. Диапазон изменения сигнала ошибки по скорости принят , количество функций принадлежности равно пяти, треугольной формы. Терм множество лингвистической переменной условно определим следующим набором понятий {OZ, Z, S(+), M(+), B(+), VB(+)}, где OZ – около нулевое значение, Z – нулевое значение, S(+) – малое положительное значение, M(+) – среднее положительное значение, B(+) – большое положительное значение, VB(+) – очень большое положительное значение.
Рис. 1 – Структурная схема вентильно-индукторного электропривода в осях d-q с нечетким контроллером управления
Вид
термов и их распределение в заданном
диапазоне для лингвистической переменной
Xq
представлены на рис. 2.
Рис. 2 – Распределение функций принадлежности
лингвистической переменной Xq
Нечеткий вывод реализуется с использованием нечеткого логического вывода Сугено (шестого порядка) для всех трёх выходных сигналов управления .
Например, полином выходного сигнала uy_q нечеткого контроллера имеет следующий вид:
LIN = 4,5·x+0,09·y+1,7·z+(-0,05)·d+0,7·k+(-0,1)·f +0,9
Важнейшим компонентом нечеткого контроллера является база знаний [1, 4], представляющая собой набор из 10 нечетких продукционных правил вида:
Если «ошибка» (Xq) есть Z и «скорость изменения ошибки» (dXq) есть В(-), тогда «сигнал управления» (uy_q) есть LIN = 4,5·x+0,09·y+1,7·z+(-0,05)·d+0,7·k+(-0,1)·f +0,9.
На рис. 3 представлены переходные процессы по скорости вентильно-индукторного двигателя с различными системами управления:
Рис. 3 – Переходные процессы по скорости системы: