Система управления взаимосвязанными электроприводами с электромеханическим распором и распределением нагрузки

Аннотация

Приведены результаты разработки двухдвигательной электромеханической системы, в которой автоматическое управление взаимосвязанными электроприводами обеспечивает формирование электромеханического распора для поддержания закрытого состояние люфта в кинематической передаче в заданном диапазоне изменения нагрузки. При выходе из указанного диапазона нагрузка автоматически распределяется поровну между электроприводами. Целями данного технического решения является формирование распора, когда он необходим в соответствии с особенностями нагрузки, действующей на механизм, и исключение завышения установленной мощности электроприводов по сравнению с мощностью, требуемой для движения механизма. Проиллюстрировано применение результатов разработки для управления движением подъёмной оси антенной установки. Это связано с тем, что момент нагрузки указанного механизма является активным, знакопеременным и зависит от угла подъёма. При пересечении вер- тикали он меняет направление, что способствует раскрытию люфта в кинематической передаче и возникновению автоколебаний. При углах подъёма, близких к горизонтали, момент нагрузки максимален, а люфт под его действием закрыт. Кроме того, вблизи вертикального положения ветровая нагрузка способствует раскрытию люфта. Система регулирования координат электромеханической системы включает контуры регулирования моментов, индивидуальные для каждого из электроприводов, и общий для них контур регулирования положения. Даны рекомендации по синтезу этих контуров. Задаваемая величина момента распора вычисляется нелинейным элементом с трапециевидной характеристикой вход–выход в зависимости от отработанного регулятором положения рассогласования заданного и действительного углового положения оси приводного механизма, что позволяет косвенно оценить величину момента нагрузки.

Разработаны программно-аппаратные средства системы управления. При составлении программного обеспечения микропроцессорной системы управления использованы модельно-ориентированные средства разработки. Изготовлен макет, воспроизводящий конструкцию подъёмного механизма антенной установки. Предложенная система регулирования позволила снизить влияние люфта при углах подъёма, близких к вертикали, и распределить нагрузку между электроприводами при углах подъёма, близких к горизонтали, когда распор не требуется, а также при воздействии ветровой нагрузки. Представлены экспериментальные осциллограммы координат электромеханической системы, подтверждающие заявленные результаты.