Поліпшення динаміки електромеханічних систем в умовах зривних фрикційних автоколивань

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.03 – електротехнічні комплекси та системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015. Дисертація присвячена визначенню шляхів поліпшення динаміки електро-механічних систем (ЕМС) за рахунок усунення зривних автоколивань фрикційних (АКФ) методами регульованого електроприводу. Отримано аналітичні співвідношення умов існування зривних АКФ в одномасовій і двомасовій ЕМС, що визначають області, де АКФ відсутні. Досліджені математичні моделі одномасової та двомасової розімкнених та замкнених ЕМС з характеристикою тертя, яка лінеаризована на характерних ділянках і доповнена логічним блоком для забезпечення стану спокою виконавчого органу. Доведено на основі моделі двомасової розімкненої ЕМС з характеристикою тертя, що зміна її параметрів і алгоритмів пуску електроприводу не розширюють області, де зривні АКФ відсутні. Використання в ЕМС типових зворотних зв'язків і підпорядкованого регулювання з стандартними й відомими налаштуваннями контурів не усувають зривних АКФ на швидкостях нижче за критичну швидкість розімкненої системи. Застосування нейрорегулятора та релейного регулятора забезпечують усунення зривних АКФ на швидкостях, суттєво менших за критичну швидкість розімкненої системи.

The dissertation for the degree of technical sciences candidate, specialty 05.09.03 – electrical complexes and systems. – NTU "KhPI". – Kharkiv, 2015. The dissertation is devoted to determining ways of machine and mechanism dy-namics improvement based on stick-slip frictional self-oscillations suppression by means of regulated electric drive. Conditions of stick-slip frictional self-oscillations ex-istence in open-loop one- and two-mass electromechanical systems (EMS) are specified for the friction characteristic that takes into account step decrease of the friction coeffi-cient at the starting moment, as applied to a cutting machine axial electric drive. Friction characteristic computer models are developed for low-speed runs with consideration of the rheological factor, their adequacy proved by comparison with physical and computa-tional experiment parameters. Action of two-mass EMS factors on the system motion characteristics under low-speed runs is estimated to determine a parametric means of the critical speed reduction, inefficiency of this control tool shown. A two-mass EMS with the typical basic-coordinates feedback, modal control and a various-setting subordinate-regulation structure is found unable to noticeably reduce the critical speed. A two-mass intellectual-control EMS with a feedforward perceptron network and a sliding relay regulator is researched. Computer simulation has verified the effect of significant criti-cal speed reduction and stick-slip frictional self-oscillations elimination resulted from an integral-error relay regulator application.