Воронежский государственный технический университет

УДК 621.313

С. А Шушков, В. Л. Бурковский

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ СЫПУЧИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Основной проблемой моделирования данного типа производств является сочетание здесь непрерывного процесса переработки продуктов и дискретного поступления входного сырья.

В докладе рассматривается модель, реализующая математическое описание на основе аппарата теории массового обслуживания. В исследуемой модели 11 объектов (3 линии обработки, 5 типов сырья и 3 бункера) O_j, j = 1, 2, ..., 11. В каждый момент времени t объект O_j находиться в одном определенном состоянии i_j(t), где i_j(t) может принимать конечное число различных значений. Совокупность состояний объектов i_j(t) определяет состояние g(t) системы в момент времени t. Для характеризации микросостояния некоторого объекта необходимо знать время t_j(t) (остаточное время), по истечении которого, начиная с момента времени t, объект O_j покидает состояние i_j(t).

Моделирующий алгоритм включает последовательное выполнение следующих этапов: а) Фиксация начального состояния. Определение значения начальных состояний t_j(0) и остаточных времен t_j(0); б) Определение следующего момента скачка. Пусть в момент времени t система характеризуется величиной t_j(t). Следующий скачок в системе происходит в момент времени t + Δ, Δ = min t_j(t), причем минимум берется по тем остаточным временам, которые фактически убывают в данном состоянии; в) Определение новых состояний после скачка. Согласно свойствам исследуемой модели определяются новые состояния t_j(t + Δ) объектов; г) Генерирование новых остаточных времен. Генерирование псевдослучайных чисел происходит в два шага. Во-первых: генерирование псевдослучайных чисел z_n, которые ведут себя так, как последовательности независимых, равномерно распределенных на [0, 1] случайных величин ξ_n. Во-вторых: преобразование z_n в псевдослучайные числа x_n нормального распределения.; д) Наращивание времени модели-рования. Время t называется также временем моделирования. Оно после каждого скачка увеличивается на Δ: t = t + Δ.; е) Вычисление результи-рующих величин. Непосредственная цель моделирования состоит в том, чтобы статически определить оценки характеристик модели.; ж) Проверка: можно ли завершить моделирование, т.е. достижение заданного времени моделирования.

В докладе подробно рассматриваются результаты программной реализации моделирующего алгоритма в производственных условиях.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.313.333:62-83

С. А. Ткалич, Д. В. Черных, А. Н. Селезнёв

МОДЕЛЬ ЗАМКНУТОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДВИЖЕНИЯ

На современном уровне развития техники расширяется ряд технологических процессов, использующих устройства, рабочий орган которых совершает периодическое движение [2]. Существующие модели электропривода периодического движения (ЭППД) дают возможность воспроизводить сложные законы колебаний, выполнять анализ режимов работы на основе методики исследований разомкнутого ЭППД. Однако подавляющее большинство реальных задач требует создания замкнутых систем. Теория синтеза таких систем исследована недостаточна. Главной целью работы является определение подхода к созданию математических моделей замкнутых ЭППД с учетом требований к современным средствам автоматизированного синтеза.

Данная модель ЭППД построена в пакете прикладных программ Matlab и предназначена для исследования законов движения сложной формы, заданной формирователем периодических функций или угловым перемещением. Необходимость точной отработки сигнала задания позво-ляет сделать вывод о том, что рационально построение системы слежения за периодическим сигналом. Модель построена по принципу подчиненного управления и включает три вложенных контура. Это контур положения рабочего органа, контур скорости двигателя и контур тока статора двигателя. В модель заложен принцип частотной модуляция фазных токов и закон частотно-токового управления . Сигнал задания формируется стандартными блоками Matlab, или при необходимости более сложной формы перемещения рабочего органа этот сигнал можно сформировать, используя последовательности нескольких блоков или блок табличного задания функции. Сигнал задания углового перемещения З сравнивается с сигналом положения ротора с датчика углового положения, и ошибка поступает на вход пропорционального регулятора положения. Регулятор положения формирует сигнал задания по скорости з, сравнивается со значением частоты вращения ротора  и рассогласование подается на пропорционально-интегральный регулятор скорости. Регулятор скорости формирует величину задания электромагнитного момента, пропорциональную частоте тока ротора r. Эта частота суммируется с частотой вращения ротора  и подается на формирователь закона модуляции. Амплитуда тока статора формируется по формуле:

,

где ₂ – потокосцепления ротора;

L₁₂ – индуктивность намагничивающего контура;

_r – частота тока ротора;

L_r – полная индуктивность роторной цепи;

R_r – сопротивление ротора.

Величина скорости ₀ интегрируется и поступает на формирователь гармонических сигналов, где формируются сигналы несущей частоты с единичной амплитудой. Из сигнала задания тока статора формируется сигнал рассогласования, путем вычитания сигнала обратной связи по току статора, и ошибка поступает на пропорционально-интегральный регулятор тока РТ. Сигнал с регулятора перемножается с гармоническими сигналами и поступает на электромеханический преобразователь энергии (ЭМПЭ) [1].

ЭМПЭ построен в осях U,V, но подачей на вход угловой скорости вращения дополнительных координатных осей U,V нулевого сигнала можно привести преобразователь к неподвижным осям ,. Электромагнитный момент ЭМПЭ воздействует на механическую часть, выходом которой является скорость вращения вала двигателя.

Проведенные исследования модели замкнутого по положению и скорости асинхронного электропривода периодического движения показали, что из-за инерционности всей системы высшие гармоники, присутствующие в сигнале задания, фильтруются, и выходные координаты скорости и положения уже не содержат этих гармоник и выглядят плавными, сглаженными. При корректных настройках контуров подчиненного управления, которые из-за сложности и невозможности получения математического аппарата, приходится подбирать экспериментальным путем, система отрабатывает периодические сигналы задания с небольшим перерегулированием и колебаниями, удовлетворяющих заданной точности. Благодаря трехконтурному регулированию достигается высокая точность отработки сигнала задания положения, что является одним из основных требований при формировании технологических режимов с периодическим движением рабочего органа.