Адаптація керування в електропневматичних системах з дискретним програмним керуванням
Вантажиться...
Дата
2020
DOI
doi.org/10.20998/2411-3441.2020.1.03
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Анотація
В технологічних процесах з використанням дискретних систем пневмо- і гідроавтоматики одним із шляхів підвищення ефективності системи можна вважати скорочення часу на виконання операцій. В роботі розглядається сегмент системи, що складається з двох приводів з програмним керуванням. За рахунок наявності програмної складової в системі керування, при усталених умовах та стабільних динамічних
характеристиках системи, є можливість скорочення часу між ефективними діями приводів. Цього можна досягнути за рахунок суміщення ділянок холостого ходу приводів, якщо це не суперечить конфігурації системи та технологічним вимогам до циклу. Розглядається спосіб скорочення часу виконання операцій передчасною подачею сигналу керування на другий привод та описується алгоритм вибору моменту
часу подачі керуючого сигналу. Зазначено, що при керуванні системою приводів, може виникати необхідність регулювання періода роботи групи модулів за встановленим ззовні часом, що викликає необхідність затримки керуючого сигналу і також, може бути введено в програму, в якості моделі для прогнозування часу спрацювання та визначення часових міток. Наведено приклад типового сегменту системи, для якого
може бути використано запропонований спосіб керування. Описано алгоритм розрахунку часових проміжків та міток для прогнозування тривалості операції і врахування, через них, корегуючих значень для забезпечення необхідної послідовності спрацювання приводів автоматичної системи, з мінімальною кількістю помилкових спрацювань. Запропоновано використання адаптивної моделі напрацювання
умовного рефлексу, що забезпечить врахування змін динамічних характеристик в процесі роботи приводів механотронної системи. Приведено критерій для оцінки можливості застосування запропонованого алгоритму на ділянках автоматизованих ліній та приведено оцінку скорочення затрат часу в залежності від характеристик приводів. Зазначено, що є необхідність енергетичного аналізу для оцінки енергоефективності запропонованого рішеня.
In technological processes with the use of discrete systems of pneumatic and hydraulic automation, one of the ways to increase the efficiency of the system can be considered to reduce the time to perform operations. The paper considers a segment of the system consisting of two drives with software control. Due to the presence of a software component in the control system, under stable conditions and stable dynamic characteristics of the system, it is possible to reduce the time between the effective actions of the drives. This can be achieved by combining the idling sections of the drives, if it does not contradict the system configuration and technological requirements for the cycle. The method of reducing the execution time of operations by prematurely supplying the control signal to the second drive is considered and the algorithm for selecting the time of the control signal is described. It is noted that when controlling the drive system, it may be necessary to adjust the period of operation of the group of modules at externally set time, which necessitates a delay of the control signal and can also be entered into the program as a model for predicting operation time and timestamps. An example of a typical system segment for which the proposed control method can be used is given. An algorithm for calculating time intervals and labels for predicting the duration of the operation and taking into account, through them, corrective values to ensure the required sequence of operation of the drives of the automatic system, with a minimum number of false positives. The use of an adaptive model of the development of the conditioned reflex is proposed, which will take into account the changes in the dynamic characteristics in the process of operation of the drives of the mechanotron system. The criterion for estimation of possibility of application of the offered algorithm on sites of the automated lines is resulted and the estimation of reduction of expenses of time depending on characteristics of drives is resulted. It is noted that there is a need for energy analysis to assess the energy efficiency of the proposed solution.
In technological processes with the use of discrete systems of pneumatic and hydraulic automation, one of the ways to increase the efficiency of the system can be considered to reduce the time to perform operations. The paper considers a segment of the system consisting of two drives with software control. Due to the presence of a software component in the control system, under stable conditions and stable dynamic characteristics of the system, it is possible to reduce the time between the effective actions of the drives. This can be achieved by combining the idling sections of the drives, if it does not contradict the system configuration and technological requirements for the cycle. The method of reducing the execution time of operations by prematurely supplying the control signal to the second drive is considered and the algorithm for selecting the time of the control signal is described. It is noted that when controlling the drive system, it may be necessary to adjust the period of operation of the group of modules at externally set time, which necessitates a delay of the control signal and can also be entered into the program as a model for predicting operation time and timestamps. An example of a typical system segment for which the proposed control method can be used is given. An algorithm for calculating time intervals and labels for predicting the duration of the operation and taking into account, through them, corrective values to ensure the required sequence of operation of the drives of the automatic system, with a minimum number of false positives. The use of an adaptive model of the development of the conditioned reflex is proposed, which will take into account the changes in the dynamic characteristics in the process of operation of the drives of the mechanotron system. The criterion for estimation of possibility of application of the offered algorithm on sites of the automated lines is resulted and the estimation of reduction of expenses of time depending on characteristics of drives is resulted. It is noted that there is a need for energy analysis to assess the energy efficiency of the proposed solution.
Опис
Ключові слова
мехатронні системи, пневмо-гідроавтоматика, алгоритми керування, ефективність, mechatronic systems, pneumo-hydraulic automation, control algorithms, efficiency
Бібліографічний опис
Бєліков К. О. Адаптація керування в електропневматичних системах з дискретним програмним керуванням / К. О. Бєліков, О. П. Губарев // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Сер. : Гідравлічні машини та гідроагрегати = Bulletin of the National Technical University "KhPI". Ser. : Hydraulic machines and hydraulic units : зб. наук. пр. – Харків : НТУ "ХПІ", 2020. – № 1. – С. 18-22.