Аннотация
Усовершенствование действующих объектов является актуальной темой для исследования. Механизмы металлургических предприятий, задействованные в сложном технологическом цикле, часто работают в условиях повышенных вибраций и присутствия загрязняющих компонентов в окружающей среде, данные факторы в совокупности негативно влияют на измеряющие приборы, снижая точность их измерения. Переход к бездатчиковым системам управления позволяет уменьшить габариты устройства, избавиться от погрешности измерения, возникающей из-за присутствия соединительных компонентов между датчиками и устройствами обработки информации. Повышается быстродействие системы. Все эти показатели напрямую влияют на качество выпускаемой продукции. Реализация бездатчиковых систем управления возможна за счет внедрения в систему наблюдателей скорости, которые для получения необходимых на выходе параметров используют данные, полученные в частотном преобразователе для других целей. Наблюдатели представляют математическую структуру, функционирующую по определенным правилам или алгоритмам. В работе рассмотрены несколько типов наблюдателей, выбранных на основании ряда критериев, главным из которых является простота реализации. На рассматриваемом объекте используется асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, управление которым осуществляется частотным преобразователем. В среде математического моделирования Matlab были разработаны: система управления приводом моталки, неадаптивный наблюдатель, наблюдатель (фильтр) Калмана, адаптивный наблюдатель со сравнением потокосцепления, адаптивный наблюдатель со сравнением ЭДС. За эталонную модель была взята система с неадаптивным наблюдателем, так как данные переходного процесса по скорости с минимальной погрешностью совпали с данными, полученными с датчика скорости. Сравнение результатов моделирования производилось на основании анализа погрешности полученных характеристик скорости при использовании разных типов наблюдателей скорости.
Ключевые слова
Электропривод, система управления, наблюдатели скорости, моталка, моделирование, Matlab, Simulink, асинхронный двигатель.
1. Капунцов Ю.Д., Елисеев В.А., Ильяшенко Л.А. Электрооборудование и электропривод промышленных установок. М.: Высш. шк., 1979. 359 с.
2. Фотиев М.М. Электрооборудование предприятий черной металлургии. М.: Металлургия, 1980. 312 с.
3. Бычков В.П. Электропривод и автоматизация металлургического производства. М.: Высш. шк., 1977. 391 с.
4. Синюков А.В., Синюкова Т.В. Оптимизация системы регулирования натяжения в межклетевых промежутках стана холодной прокатки // XVI Всероссийская научно-практическая конференция студентов и аспирантов, Старый Оскол, 2019. С. 445-447.
5. Синюкова Т.В., Синюков А.В. Неадаптивные наблюдатели в системах управления электроприводами // Управление большими системами: сб. тр. XV Всероссийской школы-конференции молодых ученых: в 2-х т. Т. 2; ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 10-13 сентября 2018 г. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2018. С. 103-109.
6. Синюкова Т.В., Синюков А.В., Синюкова А.А. Применение адаптивных наблюдателей в системе управления электроприводом механизма передвижения // Управление большими системами: сб. тр. XV Всероссийской школы-конференции молодых ученых: в 2-х т. Т. 2, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 10-13 сентября 2018 г. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2018. С. 110-115.
7. Sinyukova Т.V., Sentsov E.V., Sinyukov A.V. Neural Network Speed Observers // 2019 1st International Conference on Control Systems, Mathematical Modelling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA), Lipetsk State Technical University, 2019.
8. Калачев Ю.Н. Наблюдатели состояния в векторном электроприводе. Москва, 2015. 60 с.
9. Доманов В.И., Доманов А.В., Билалова А.И. Синтез бездатчиковой системы управления асинхронным двигателем // Промышленные АСУ и контроллеры. 2018. №7. С. 3-9.
10. Даденков Д.А., Белоногов А.В., Варзаносов П.В. Бездатчиковое векторное управление с адаптивным наблюдателем скорости и непосредственной коррекцией электрического угла // Фундаментальные исследования. 2016. № 11-3. С. 505-509.
11. Мещеряков В.Н., Пикалов В.В., Бойков А.И. Исследование наблюдателя полного порядка для бездатчиковой системы электропривода // Вести высших учебных заведений Черноземья. 2018. № 4 (54). С 39-49.
12. Островлянчик В.Ю., Поползин И.Ю. Модель асинхронного двигателя для бездатчиковых информационно-управляющих систем автоматизированного электропривода // Вестник Кузбасского государственного технического университета, 2016. № 1(113). С. 111-120.
13. Даденков Д.А., Солодкий Е.М., Шачков А.М. Моделирование системы векторного управления асинхронным двигателем в пакете Matlab/Simulink // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2018. № 11. С. 117-128.
14. Нгуен К.Т. Система бездатчикового векторного управления моментом и частотой вращения асинхронного двигателя // Электротехника. 2012. № 2. С 11-15.
15. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием. М.: Академия, 2006. С.265.
16. Браславский И.Я., Ишматов З.Ш., Поляков В.Н. Энергосберегающий асинхронный электропривод. М.: Академия, 2004. 256 с.