- •Системы управления исполнительными механизмами
- •Оглавление
- •Принятые сокращения
- •Введение
- •Классификация и общее устройство исполнительных механизмов
- •1.1. Исполнительные механизмы. Основные понятия.
- •Классификация исполнительных механизмов
- •Электрические исполнительные механизмы
- •1.3.1. Исполнительные механизмы электрические однооборотные
- •Структура условного обозначения и основные параметры им мэо:
- •1.3.2. Исполнительные механизмы электрические многооборотные
- •1.3.3. Исполнительные механизмы электрические прямоходные
- •Пневматические исполнительные механизмы
- •Гидравлические исполнительные механизмы
- •Электрогидравлических клапанов
- •1.6. Электромагнитный исполнительный механизм
- •2.2. Обобщенные функциональные схемы, координаты и параметры суим. Функциональные элементы суим.
- •. Основные задачи исследования и стадии проектирования суим
- •2.3.1. Основные задачи исследования суим
- •2.3.2. Стадии проектирования суим
- •3. Математическое описание и характеристики суим
- •3.1. Формы математического описания линейных суим
- •3.2. Линеаризация нелинейных элементов суим
- •3.3. Статические и динамические характеристики суим
- •3.3.1. Статика суим. Коэффициенты ошибок суим по положению, скорости и ускорению
- •3.3.2. Динамика суим. Свободные и вынужденные переходные процессы
- •4. Общие Принципы работы и математические модели элементов суим
- •4.1. Исполнительные механизмы
- •4.2. Приводы
- •4.2.1. Коллекторные двигатели постоянного тока
- •4.2.2. Бесколлекторные двигатели постоянного тока
- •4.2.3. Асинхронные двигатели
- •4.2.4. Синхронные двигатели
- •4.2.5. Шаговые двигатели
- •4.3. Силовые преобразователи энергии
- •4.3.1. Электромашинные преобразователи
- •4.3.2. Тиристорные преобразователи
- •4.3.3. Транзисторные и симисторные преобразователи
- •4.4. Датчики координат суим
- •4.5. Регуляторы, корректирующие звенья
- •1. Пропорциональный регулятор (п-регулятор).
- •2. Интегральный регулятор (и-регулятор).
- •3. Дифференциальный регулятор (д-регулятор).
- •4. Пропорционально-интегральный регулятор (пи-регулятор).
- •6. Пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор (пид-регулятор).
- •5. Общие принципы построения суим
- •5.1. Релейно-контакторные суим
- •5.1.1. Рксу асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором
- •5.1.2. Рксу асинхронным двигателем с фазным ротором
- •5.2. Бесконтактные суим постоянной скорости
- •5.3. Системы стабилизации выходной координаты объекта управления. Типовые методы улучшения качества регулирования
- •В статике, т.Е. В установившихся (квазиустановившихся) режимах функционирования систем стабилизации можно сформулировать два основных тесно взаимосвязанных требования:
- •5.4. Системы программного управления, способы ограничения координат суим
- •5.5. Системы следящего управления, понятие добротности
- •6. Синтез суим
- •6.1. Подчиненное регулирование координат
- •6.2. Оптимальные настройки контуров регулирования
- •6.2.1. Технический оптимум
- •6.2.2. Симметричный оптимум
- •6.2.3. Апериодический оптимум
- •6.3. Типовая методика структурно-параметрического синтеза
- •7. Системы регулирования скорости эим
- •7.1. Система регулирования скорости “Тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока”
- •1. Синтез контура регулирования тока якоря.
- •2. Синтез контура регулирования скорости.
- •7.6. Переходный процесс в сар скорости при скачке задания
- •Р ис. 7.7. Переходные процессы в сар скорости при ударном приложении нагрузки на валу электропривода
- •7.2. Система регулирования скорости “Генератор - двигатель постоянного тока”
- •7.4. Системы управление эим переменного тока
- •8. Системы регулирования положения эим
- •8.1. Режимы перемещения рабочих органов
- •8.2. Сар положения с линейным регулятором
- •8.3. Сар положения с нелинейным регулятором
- •Подставляя в это соотношение выражение (8.2) для Kрп в режиме средних перемещений получим
- •8.4. Инвариантные и квазиинвариантные следящие суим
- •9. Дискретно-непрерывные суим
- •9.1. Дискретизация сигналов и z-преобразование
- •9.2. Дискретные передаточные функции и разностные уравнения при описании суим
- •9.3. Синтез цифровых систем управления
- •9.3.1. Методы дискретизации аналоговых регуляторов и билинейного преобразования
- •9.3.2. Метод переменного коэффициента усиления
- •9.3.3. Метод аналитического конструирования цифровых регуляторов состояния
- •Синтез свободного движения сау
- •Синтез вынужденного движения сау
- •10. Интеллектуальные суим
- •10.1. Функциональная структура интеллектуальной суим
- •10.2. Технические средства интеллектуализации суим
- •10.3. Суим на основе средств управления фирмы овен
- •Заключение
- •Список литературы
Заключение
В последние два десятилетия системы управления исполнительными механизмами претерпевают существенные изменения, что связано, прежде всего, с бурным развитием микропроцессорной техники и ее доступностью.
Отметим основные моменты, определяющие сегодняшнее состояние, а также основные тенденции в развитии отечественных СУИМ.
Становление российских научно-производственных фирм (НПФ), предприятий-разработчиков и производителей ИМ и СУИМ (НПФ «КонтрАвт», НПФ «ОВЕН», «МЗТА», «ЗЭиМ», «Тулаэлектропривод» и др.).
Интенсивное развитие дилерских сетей, рост числа и развитие фирм-поставщиков средств автоматизации, выпускаемых зарубежными компаниями, такими как «Siemens», «Omron», «Schneider Electric» и многими другими.
Создание многочисленных специализированных центров подготовки и переподготовки специалистов в области автоматизации, а также становление и развитие различных пуско-наладочных организаций.
Наблюдается интенсивный переход от локальной автоматизации к построению интегрированных, полнофункциональных многоуровневых и распределенных (децентрализованных) систем управления. Учитывая место СУИМ в АСУТП (нижний уровень контроля и управления) нельзя не отметить появление на рынке многоканальных модулей ввода-вывода и управления (MDS-модулей) для распределенных СУИМ.
Доминирование в СУИМ как постоянной, так и переменной скорости ЭИМ переменного тока (асинхронных с короткозамкнутым ротором, синхронных с постоянными магнитами), а также бесколлекторных электроприводов постоянного тока (вентильных электроприводов).
Доминирование в СУИМ постоянной скорости бесконтактных реверсивных пускателей серий БУЭР, ПБР, ФЦ и др., а также специализированный или универсальных микропроцессорных регуляторов-измерителей таких, как МЕТАКОН 5х2, МЕТАКОН 5х4, Т-424, РС-29М, ТРМ133, ТРМ151, ОВЕН ПЛК и др.
Доминирование в СУИМ переменной скорости ЭИМ с частотно-регулируемыми микропроцессорными электроприводами.
Модернизация приводов постоянного тока в части замены аналоговых силовых преобразователей для питания цепей якоря и возбуждения на полностью цифровые преобразователи.
Интегрирование интеллектуальных модулей в части объединения СПЭ с ЭИМ, что обеспечивает компактность и быстродействие СУИМ.
Оснащение СУИМ средствами интеллектуализации (идентификация, адаптивная настройка алгоритмов управления, самодиагностика, сетевой обмен информацией и др.).
Список литературы
Шегал Г.Л., Коротков Г.С. Электрические исполнительные механизмы в системах управления. Библиотека по автоматике, вып. 308. – М.: Энергия, 1968. – 160 с.
Емельянов А.И., Емельянов В.А. Исполнительные устройства промышленных регуляторов. – М.: Машиностроение, 1975. – 224 с.
Технические средства автоматизации: Учеб. пособие / М.М. Мордасов, Д.М. Мордасов, А.В. Трофимов, А.А. Чуриков. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. – 168 с.
Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации: Номенклатурный каталог. М.: ЦНИИТЭИприборостроения, 1984. Ч.1. – 172 с.
Полковников В.А Параметрический синтез исполнительных механизмов гидравлических приводов систем управления летательных аппаратов. Учебное пособие - Москва: МАИ, 2001. – 100 с.
Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления: пер. с англ. – М.: Машиностроение, 1986. –448 с.
Теория автоматического управления: Учеб. Для вузов / Брюханов В.Н., Косов М.Г., Протопопов С.П. и др. / ред. Соломенцев Ю.М. – М.: Высш. Шк., 2000. – 268 с.
Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А.А Красовского. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. –712 с.
Ганин Н.М. Математические модели автоматизированных производственных систем. Уч. пособие. – Л.: Изд-во ЛГТУ,1991. – 271с.
Казанцев В.П. Теория автоматического управления (линейные системы). Учебное пособие. – Пермь: Изд-во ГОУ ВПО ПГТУ, г. Пермь, 2007 г. – 165 с.
Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами. Л.: Энергоиздат. 1982. – 392 с.
Ильинский Н.Ф., Казаченко В.Ф. Общий курс электропривода. М.: Энергоатомиздат, 1992. – 544с.
Эпштейн И.И. Автоматизированный электропривод переменного тока. М.: Энергоиздат, 1982.-192с.
Перельмутер В.М., Сидоренко В.А. Системы управления тиристорными электроприводами постоянного тока. М.: Энергоатомиздат, 1988. –303с.
Методологические аспекты синтеза регуляторов класса «Вход-Выход» цифровых систем управления / Информационные управляющие системы: Сб. науч. Тр. / Перм. Гос. Тех. Ун-т – Пермь, 2006 – с. 285-296.
Борцов Ю.А., Поляхов Н.Д., Путов В.В. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением – Л.: Энергоатомиздат. 1984. – 216 с.
Электротехнический справочник. В 3 т. Т3: В 2 кн. Кн.2. Использование электрической энергии / Под общ. Ред. Профессоров МЭИ: И.Н. Орлова и др. 7-е изд. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 616 с.
Сосонкин В.Л. Программное управление технологическим оборудованием. М., Машиностроение, 1991. – 512с.
Коровин Б.Г., Прокофьев Г.И., Рассудов Л.Н. Системы программного управления промышленными установками и робототехническими комплексами. Л., ЭАИ, 1990. – 20с.
Э. Парр. Программируемые контроллеры: руководство для инженера. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. – 516 с.
Петров И. В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования / Под ред. проф. В.П. Дьяконова. – М.: СОЛОН-Пресс, 2004. – 256 c.
Модуль вывода управляющий восьмиканальный МВУ8. Паспорт и руководство по эксплуатации. – М.: НПФ «ОВЕН», 2008. – 64 с.
Синтез электромеханических приводов с цифровым управлением / Вейц В.Л., Вербовой П.Ф., Вольберг О.Л., Съянов А.М.; Отв. Ред. Войтех А.А.; АН Украины. Ин-т электродинамики. Киев: Наук. Думка, 1991. – 232 с.
Олссон Г., Пиани Дж. Цифровые системы автоматизации и управления. – С. Петербург: Невский Диалект, 2003. – 557 с.
Интеллектуальные средства для исполнительных механизмов ОАО «ЗЭиМ» / Н.В. Плескач // Промышленные АСУ и контроллеры, № 11. – 2005. – с.16–27.