30 Дек

РЕШЕНИЕ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ЗАДАЧИ СНИЖЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ОБЪЕКТОВ С УПРУГИМИ СВЯЗЯМИ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Применение средств многокритериальной оптимизации обеспечивает комплексный подход при проектировании, модернизации и исследовании различных машин и установок, имеющих упругие элементы. Многокритериальная оптимизация позволяет комплексно учитывать свойства электрической и механической части и системы управления электроприводом. Проведенные исследования электропривода горных машин средствами многокритериальной оптимизации [17] позволили установить, что в сложной динамической системе с упругими связями возникают взаимосвязанные динамические процессы, которые определяются парциальными системами и коэффициентами связи этих парциальных систем [14]. Коэффициент связи парциальных систем определяет колебательный процесс, уровень энергии (энергетические свойства систем) и управляемость каждой подсистемой. Колебания в механической части управляемого динамического объекта поддерживаются за счет обмена энергией между источником и механической частью через обратную связь по ЭДС, от механической части к электрической части через скорость, которая получает информацию о расходе механической энергии, и таким образом, определяется соответствующий уровень потребления электроэнергии [18]. Обмен энергии связан с колебательным процессом в системе [8-9].

Использование парциальных систем позволяет обоснованно подходить к созданию регулируемых динамических объектов. Если парциальные системы имеют коэффициент связи, близкий к нулю, то взаимное влияние таких систем на динамические процессы объекта мало и поведение этих систем будет соответствовать изолированным парциальным системам. Задача оптимизации в этом случае сводится к поиску оптимальных конструктивных параметров, которые обеспечивают снижение динамических нагрузок в малых пределах. Для систем, имеющих коэффициент связи, отличный от нуля, можно управлять динамическими процессами за счет изменения режима работы одной из парциальных систем. Система управления динамическим объектом должна содержать контур, обеспечивающий управление парциальной системой. Задача оптимизации сводится к синтезу закона управления динамическим объектом и отысканию оптимальных параметров системы управления. В этом случае управление обеспечивает качественное и количественное изменение динамических процессов.

Г.Я. Пятибратовым в работе [16] для динамических процессов электромеханической системы с выделенными упругими связями сформулирована проблема управления усилиями и направления ее решения:

— демпфирование упругих колебаний системы [5],

— активное демпфирование электроприводом выходных координат или ограничение динамических нагрузок в элементах передачи [5,6],

— адаптивное управление усилиями [7,15].

Адаптивное управление усилиями существенно влияет на динамические процессы в упругой системе и связано с реализацией третьего направления, в котором необходимо выделять инвариантный способ управления усилиями.

В.А. Мищенко в [15] привел определение инвариантного управления моментом независимо от скорости и условие его преобразования.

В работах [1,3,11-13] приведено обоснование применения численного поискового метода с использованием оптимизирующей последовательности  (номера расчетных точек в таблице испытаний [9]), для определения параметров системы управления, выполняющего отыскание оптимальных параметров самой системы и формирование оптимального управления применительно к динамическому объекту, реализующего оптимальные режимы, в которых изменения внешних факторов и параметров определены неточно. При этом необходимо выполнение требуемых показателей качества и условий для инвариантного управления объектом.

Рассмотрим в качестве примера динамический объект, представленный двухмассовой системой с упругой связью и с управляемым двигателем по схеме ТП-ДПТ НВ [3,6,8]. С учетом введения фазовых координат и общепринятых обозначений система уравнений, описывающая динамический объект с упругими связями, представлена в следующем виде:

 

Список литературы:

  1. Грязев М.В., Кузнецова О.А. Применение последовательности при оптимизации динамического объекта // Известия ТулГУ. Естественные науки. Вып.1. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. — С. 142-153.
  2. Грязев М.В., Кузнецова О.А. Структурно-параметрический синтез системы управления с учетом инвариантного множества // Известия ТулГУ. Естественные науки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2014. Вып.2. — С. 225-237.
  3. Дивеев А.И. Численный метод сетевого оператора для синтеза системы управления с неопределенными начальными значениями // Известия РАН. Теория и системы управления, 2012, №2. — С. 63-78.
  4. Задорожний Н.А. , Задорожняя И.Н. Корневые оценки качества регулирования электроприводов со свойствами электромеханической совместимости // Вестник НТУ ХПИ, вып. 12, том 2. — Харьков: НТУХПИ, 2002 — С. 445-447.
  5. Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1985. — 560 с.
  6. Колесников А.А. Синергетические методы управления сложными системами: Теория системного синтеза. М.: КомКнига, 2006. — 240 с.
  7. Кузнецова О.А. Многокритериальная оптимизация асинхронного электропривода / под ред. В.А. Сушкина. Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. — 104 с.
  8. Кузнецова О.А. Адаптивный метод исследования пространства параметров. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. — 288 с.
  9. Кузнецова О.А. Многокритериальная концепция энергоэффективных режимов электроприводов / Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 6: Ч.1. — Тула: Изд-во ТулГУ, — 2011. — С.191-196.
  10. Мандельштам Л.И. Полное собрание трудов: т. IY. Изд-во АН ССР, 1955. – 512 с.
  11. Мищенко В.А. Теория, способы и системы векторного и оптимального векторного управления электроприводами переменного тока. М.: Информэлектро, 2002. — 168 с.
  12. Пятибратов Г.Я. Ресурсосберегающее управление усилиями в упругих передачах и исполнительных устройствах электромеханических систем и комплексов./ Труды V Международной (16 Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2007. Санкт-Петербург: СПбГПУ, 2007. — С. 58-60.
  13. Сушкин В.А. Многокритериальная оптимизация основных параметров при проектировании струговых установок для выемки угля: Автореф. дис. канд. техн. наук. Тула: Тульский политехн. ин-т, 1983. — 24 с.
  14. Уайт Д.С., Вудсон Г.Х. Электромеханическое преобразование энергии, перев. с англ., М.-Л., Издательство Энергия, 1964, — 528 с.
    РЕШЕНИЕ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ЗАДАЧИ СНИЖЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ОБЪЕКТОВ С УПРУГИМИ СВЯЗЯМИ
    Written by: Кузнецова Ольга Алексеевна
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 06/15/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.12.2014_12(09)
    Available in: Ebook