Автоматизация строительства

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Устойчивость АСУ

Устойчивость АСУ характеризует способность системы возвращаться в состояние равновесия после исчезновения внешних сил, которые вывели ее из этого состояния. Следовательно, только устойчивая система является работоспособной. Понятие "устойчивость" наглядно иллюстрирует рис. 1, на котором представлена физическая система шар - опорная поверхность. На рис. 1, а и б шар находится в положении равновесия. При отклонении от этого положения в любую сторону в первом случае (рис. 1,а) шар не может вернуться в исходное положение (неустойчивое равновесие), а во втором (рис. 1,б) - возвращается (устойчивое равновесие). Если опорная поверхность представляет собой горизонтальную плоскость, то шар движется по ней до тех пор, пока действует движущая сила Fд и после ее исчезновения останавливается в любой точке на плоскости (безразличное равновесие). Такая система иногда называется нейтральной (рис. 1,в).

Рисунок 1 Физическая система шар - опорная поверхность

Говорят, что система устойчива в малом, если констатируют лишь факт наличия области устойчивости, но не определяют каким-либо образом ее границы. Если границы устойчивости определены, т.е. границы области начальных отклонений, при которых система возвращается в состояние равновесия, известны (рис. 1,г), и выяснено, что реальные начальные отклонения принадлежат этой области, то система устойчива в большом. Когда система возвращается в состояние равновесия при любых начальных отклонениях, ее называют устойчивой в целом, т. е. в малом и большом.

1.1 Переходные процессы в АСУ

В любой АСУ в результате воздействия возмущающих сил, с одной стороны, и восстанавливающего действия управляющего устройства, с другой, возникает переходный процесс: переход АСУ из одного состояния в другое. Рассмотрим различные типы переходного процесса.

Пусть АСУ описывается дифференциальным уравнением вида

,

характеристическое уравнение, которого

имеет корни

Решение ДУ описывает переходной процесс y(t) характер которого определяется коэффициентом x. Возможное расположение корней характеристического уравнения на комплексной плоскости р при различных значениях x показано на рис. 2. Рассмотрим переходные процессы, соответствующие различным значениям x.

x<-1

Рисунок 2 Расположение корней характеристического уравнения

Переходная функция h(t) при подаче на вход единичного ступенчатого сигнала имеет вид:

,

При этом корни характеристического уравнения вещественные положительные (p1, 2>0) и, следовательно:

В данном случае система не может восстановить равновесное состояние, значение управляемой координаты все больше отклоняется от заданного. Такой переходный процесс называется расходящимся монотонным (апериодическим) (рис. 3,а), а система неустойчивой (идет процесс накопления энергии из внешней среды).



а) -1<x<0

б) 0<x<1

в) x>1

г) о?1

д) x=0

Рисунок 3 Виды переходного процесса

,

Переходная функция имеет вид:

,

,

.

Характеристики системы те же, что и в предыдущем случае, но переходный процесс колебательный (рис. 3,б).

Переходная функция h(t) та же, что и в случае II, но при этом система возвращается в равновесное состояние, а значение управляемой координаты приближается к заданному.

Такой переходный процесс называется сходящимся колебательным, а система устойчивой (происходит отдача энергии во внешнюю среду) (рис. 3,в). устойчивость автоматизация передаточный

Переходная функция h(t) имеет тот же вид, что и в случае I, но характеристика системы та же, что и в III случае, переходный процесс монотонный (апериодический) (рис. 3,в). На этом же рисунке показана переходная функция:

,

,

,

В системе устанавливается периодическое движение, процесс называется колебательным незатухающим, система находится на границе устойчивости (рис.3,д). Она является замкнутой (консервативной), автономной от внешней среды.

Все рассмотренные колебания (И, III и V случаи) относятся к классу свободных, их параметры A и j зависят от начальных условий, т. е. от привнесенной энергии. Для случаев II и III функция, Т - период колебаний, и, следовательно, эти колебания непериодические. Периодические колебания наблюдаются только в случае V.

Сопоставление корней характеристического уравнения на комплексной плоскости р с соответствующими переходными процессами (рис. 3) показывает, что линейная система восстанавливает равновесное состояние только тогда, когда корни характеристического уравнения расположены слева от мнимой оси.

В общем случае условие устойчивости АСУ имеет вид

где у(0) - начальное значение управляемой величины;

e - установившееся отклонение управляемой величины или статическая ошибка (в случае астатической системы e = 0).

Реальные системы всегда не линейны, однако, если для анализа поведения системы можно произвести линеаризацию уравнений, то о ее устойчивости можно судить исходя из первого метода А.М. Ляпунова:

1) Если характеристическое уравнение линеаризованной системы имеет все корни с отрицательными вещественными частями, то реальная система будет устойчива в малом.

2) Если характеристическое уравнение линеаризованной системы имеет хотя бы один корень с положительной вещественной частью, то реальная система всегда неустойчива.

3) Если характеристическое уравнение линеаризованной системы имеет хотя бы один нулевой корень или пару чисто мнимых корней, то поведение реальной системы не может определяться ее линеаризованным уравнением. В этом случае отброшенные при линеаризации уравнения члены высшего порядка малости определяют поведение системы и могут превратить ее как в устойчивую, так и в неустойчивую.

Таким образом, анализ устойчивости линеаризованной системы сводится к нахождению расположения корней на комплексной плоскости, которое однозначно определяется коэффициентами характеристического уравнения. Однако не всегда можно вычислить корни характеристического уравнения в аналитическом виде. В соответствии с теоремой Абеля, корни уравнения выше четвертого порядка в общем случае не могут быть найдены аналитически в принципе. Поэтому желательно иметь такие критерии, с помощью которых можно было судить об устойчивости системы непосредственно по коэффициентам характеристического уравнения, зависящих от параметров систем, и определять влияние изменяемых параметров на расположение корней характеристического уравнения на комплексной плоскости. Эти критерии называют критериями устойчивости и подразделяются на алгебраические и частотные.

1.2 Алгебраические критерии устойчивости

Необходимое условие устойчивости. Характеристическое уравнение системы после определения его корней может быть представлено в виде

Если система устойчива и все ее корни имеют отрицательные вещественные части, то после раскрытия скобок в последнем выражении получим характеристическое уравнение системы:

В котором все коэффициенты аi, i=1,2,...n, будут строго больше нуля.

Для устойчивости системы необходимо, но недостаточно, чтобы все коэффициенты ее характеристического уравнения были строго больше нуля.

Понятие недостаточности означает, что если какой-либо коэффициент характеристического уравнения системы меньше нуля или равен нулю, то система неустойчива, но положительность всех коэффициентов еще не означает, что система устойчива. Нужны дополнительные исследования.



1.3 Частотные критерии устойчивости

Принцип аргумента. Частотные критерии устойчивости используются в графоаналитическом виде и отличаются большой наглядностью при проведении расчетов. В основе всех частотных методов лежит принцип аргумента.

Рассмотрим характеристическое уравнение системы

Если li, i=1,2,...n- корни этого уравнения, то

Каждому корню на комплексной плоскости соответствует определенная точка, и геометрически на этой плоскости каждый корень можно изобразить в виде вектора с модулем ЅliЅ, проведенного из начала координат. Сделаем замену s=jw и получим:

В соответствие с правилом вычитания векторов получим, что конец каждого элементарного вектора (jw - li) находиться на мнимой оси.

Аргумент вектора D(jw) равен сумме аргументов элементарных векторов:



Направление вращения вектора (jw - li) против часовой стрелки при изменении частоты от -Ґ до +Ґ принято считать положительным, а по часовой стрелке - отрицательным. Предположим, что характеристическое уравнение имеет m корней в правой полуплоскости и n - m корней в левой полуплоскости. При изменении частоты от -Ґ до +Ґ каждый вектор (jw - li), начало которого лежит в левой полуплоскости повернется на угол +p , а каждый вектор, начало которого лежит в правой полуплоскости - на угол -p. Изменение аргумента вектора D(jw) при этом будет

Это выражение и определяет принцип аргумента.

Изменение аргумента вектора D(jw) при изменении частоты от -Ґ до +Ґ равно разности между числом (n-m) корней уравнения D(s)=0, лежащих в левой полуплоскости, и числом m корней этого уравнения, лежащих в правой полуплоскости, умноженной на p.

1.4 Запасы устойчивости

Устойчивость замкнутой САУ зависит от расположения годографа АФЧХ разомкнутой системы относительно критической точки. Чем ближе эта кривая проходит от критической точки, тем ближе замкнутая САУ к границе устойчивости. Для устойчивых систем удаление АФЧХ разомкнутой системы от критической точки принято оценивать запасами устойчивости по фазе и по модулю.

Угол g, образуемый прямой, проходящей через точку пересечения АФЧХ с окружностью единичного радиуса, что соответствует частоте среза системы, и отрицательной вещественной полуосью называется запасом устойчивости системы по фазе.

Запасом устойчивости по модулю называется величина

где А(wp)- значение АФЧХ при частоте w=wp , при которой она пересекает вещественную ось.

Для всех систем должны выполняться требования:

Так как АФЧХ графически строится в определенном масштабе, то для вычисления запаса устойчивости по модулю можно просто измерить длины отрезков, соответствующих единице и ОВ, и разделить результат первого измерения на второй. Если увеличивать коэффициент усиления системы, то точка В будет смещаться влево и при ОВ=-1 коэффициент усиления примет критическое значение. Поэтому запас устойчивости по модулю можно определить и по формуле:

1.5 Критерий устойчивости Михайлова

Пусть дано уравнение замкнутой системы

где - передаточная функция замкнутой системы.

Тогда дифференциальное уравнение системы, преобразованное по Лапласу можно записать в виде:

где - характеристический полином n-ной степени.

Выражение (5) действительно при любых значениях p, в частности при p=jw. Тогда (5) можно переписать так:

Выражение (5) называется кривой Михайлова и обычно обозначается D(jw) = A(jw). Каждый сомножитель выражения (5) отображается на комплексной плоскости вектором, конец которого лежит на мнимой оси.

В основу критерия Михайлова положен принцип аргумента: произведение комплексных чисел имеет аргумент, равный сумме аргументов всех его сомножителей.

В нашем случае при изменении w от -Ґ до + Ґ векторы сомножителей (jw - pi), i = 1,n, поворачиваются на угол p (5). Если корни лежат в левой части полуплоскости, то изменение угла будет положительным, если в правой, то отрицательным. Вектор (jw - pi) поворачивается против часовой стрелки в левой полуплоскости и по часовой стрелке - в правой.

Запишем выражение (5) в показательной форме. Учтем, что

Тогда

Из (5) вытекает, что изменение аргумента вектора Михайлова D(jw) равно сумме изменений аргумента каждого сомножителя выражения (6), т.е.



Если все корни характеристического уравнения расположены слева от мнимой оси (т. е. система устойчива), то изменение аргумента каждого из сомножителей (jw - pi) при изменении w от -Ґ до + Ґ, равно +p, а изменение аргумента произведения всех сомножителей Darg D(jw) = + pn.

Если хотя бы один корень будет расположен в правой полуплоскости (система неустойчива), то изменение аргумента вектора Михайлова Darg

D(jw) = + p(n - 2).

Заметим, что при изменении w от -Ґ до + Ґ кривая Михайлова симметрична относительно оси абсцисс, что позволяет ограничиться изучением кривой в диапазоне изменения w от 0 до + Ґ.

Годографы кривой Михайлова при изменении w от 0 до + Ґ для устойчивых систем при различных значениях n приведены на рис. 5.

В соответствии критерий Михайлова формулируется следующим образом: для того, чтобы замкнутая система была устойчивой, необходимо и достаточно, чтобы при изменении w от 0 до + Ґ вектор Михайлова D(jw) повернулся на угол.

Рассматривая расположение D(jw) на комплексной плоскости, условие устойчивости можно сформулировать иначе: чтобы система была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы годограф вектора D(jw) прошел на комплексной плоскости последовательно n квадрантов в положительном направлении (против часовой стрелки), не проходя через начало координат. Если годограф проходит через начало координат, то система находится на границе устойчивости. Расположение годографа на комплексной плоскости для различных систем иллюстрируется рис. 6.

Пример. Используя критерий Михайлова, оценить устойчивость системы стабилизации угла тангажа самолета и определить критическое значение передаточного числа ku.

Характеристическое уравнение замкнутой системы было получено выше и имеет вид

Сделаем замену s=jw и выделим вещественную и мнимую части

Кривая начинается на вещественной положительной полуоси, проходит последовательно 4 квадранта и заканчивается в 4-м квадранте. Следовательно, при данных параметрах исследуемая система устойчива.

Для определения критического значения передаточного числа по углу тангажа составим систему уравнений

Из второго уравнения системы определяем частоту и подставив выражение для нее в первое уравнение, после преобразований получим квадратное уравнение относительно искомого значения передаточного числа

Полученное уравнение абсолютно идентично полученному при решении задачи по критерию Гурвица и результат таким же

Построение кривой Михайлова для систем высокого порядка может быть связано с громоздкими вычислениями и графическими построениями. В этих случаях может быть более просто оценить устойчивость по корням уравнений U(w)=0 и V(w)=0. Определим корни этих уравнений и расположим их на числовой оси.

Корни вещественные и перемежаются между собой. Система стабилизации угла тангажа устойчива.

1.6 Информационные системы ПР

Информационные системы в значительной мере определяют функциональные возможности ПР, сложность решаемых ими задач, эксплуатационную надежность и эффективность их использования в производственных условиях, а также являются важным звеном в обеспечении безопасности обслуживающего персонала.

Информационная система состоит из набора первичных преобразователей (датчиков) с устройствами обработки информации. Одни и те же датчики могут на основе межсенсорного взаимодействия выполнять различные функции в восприятии внешней среды.

По функциональному назначению информационные системы делятся на три группы: системы внутренней информации ПР; системы восприятия внешней среды, системы обеспечения техники безопасности (рис. 4).

Системы внутренней информации ПР предназначены для оценки положения звеньев манипулятора, определения их скоростей и ускорений в каждый момент времени, выдачи информации технической диагностики узлов и аварийной ситуации, обеспечивающей предотвращение поломок как механической системы ПР, так и обслуживаемого им оборудования при появлении сбоев.

Подсистема оценки положения, скорости и ускорения звеньев манипулятора является специализированной для конкретного типа ПР. В качестве датчиков положения используются конечные выключатели, проволочные потенциометры, вращающиеся трансформаторы, индуктосины, цифровые кодовые датчики (ротационные кодеры). Скорость и ускорение достаточно надежно определяются с помощью тахогенераторов либо двигателей постоянного тока серии ДПМ.

Подсистема технической диагностики ПР должна входить в общую систему диагностики автоматизированного участка (линии). Она оснащается датчиками давления, температуры, напряжения, развитой системой индикации и т. п. Подсистема аварийной блокировки приостанавливает выполнение последующих команд при появлении сбоев как систематического, так и случайного характера. Номенклатура и число используемых в подсистеме датчиков определяются типом ПР и характером решаемых им задач, а типы датчиков и места их установки на ПР зависят от используемой схемы контроля и управления.

Рисунок 4 Классификация информационных систем ПР

Системы восприятия внешней среды предназначены для получения и выдачи в систему управления ПР информации о наличии объекта в пространстве, распознавания его формы и ориентации, определения его физических и других свойств. Информация о состоянии внешней среды может восприниматься на различных расстояниях от источника. Различают сверхближние, ближние, дальние и сверхдальние информационные системы восприятия внешней среды.

Системы сверхближнего действия используются для очувствления захватных устройств и других частей манипулятора, а также корпуса робота. Они позволяют фиксировать их контакт с объектами внешней среды, измерять усилия, возникающие в месте взаимодействия, фиксировать проскальзывание объектов, определять физические и химические свойства среды. Техническая реализация систем сверхближнего действия достаточно проста, однако ограничения накладываются на динамику и, прежде всего, на быстродействие процессов управления роботом на всех уровнях. В качестве датчиков используются концевые выключатели, герконы, токопроводящая резина, пьезоэлектрики (тактильные датчики), тарированные пружины, пьезоэлектрические и тензометрические (силометрические) датчики.

Системы ближнего действия обеспечивают получение информации вблизи робота бесконтактным способом. Они более сложны, чем системы сверхближнего действия, однако имеют большее быстродействие и могут корректировать свои действия при приближении к объекту.

Системы дальнего действия позволяют получать информацию о внешней среде в объеме всей рабочей зоны робота и, следовательно, учитывать ее состояние при выработке команды управления от такта к такту.

Системы сверхдальнего действия применяются главным образом в подвижных роботах и предназначены для определения препятствий на пути движения ПР, выведения его в требуемую точку рабочей зоны и т.п.

В системах ближнего, дальнего и сверхдальнего действия в качестве датчиков используются локационные датчики с акустическими, магнитными, оптическими, радиационными, радиоволновыми, тепловыми, электрическими, электромагнитными и пневматическими методами преобразования. На базе этих методов для локационных информационных систем проводят разработку и усовершенствование многих типов преобразователей, в том числе вихретоковых, пьезоэлектрических, полупроводниковых, а также электронно-оптических твердотельных матриц, струйных, волоконно-оптических, феррозондовых, индукционных, стереоскопических дальномерных, угломерных, датчиков близости и т. п. В перспективе на ПР будет применяться комплекс датчиков с различными принципами действия, в которых широко используется весь спектр электромагнитного излучения, ультразвук, тензометрия, фотоэлектрические и другие методы получения и преобразования информации.

Система обеспечения техники безопасности образуется совокупностью и взаимодействием отдельных элементов подсистем контроля внутреннего состояния ПР и восприятия внешней среды в сочетании со специальными информационными устройствами и механизмами защиты обслуживающего персонала. Данная системы ПР, относящаяся к обеспечению техники безопасности при наладке, обучении, эксплуатации ПР и входит в комплект устройств обеспечения безопасной и безаварийной работы всех видов оборудования, составляющих роботизированные комплексы. Часть информационной системы ПР, относящаяся к обеспечению техники безопасности, должна формировать командный сигнал на останов движений ПР при возникновении аварийной ситуации или проникновении оператора или обслуживающего персонала в опасную для здоровья человека рабочую зону. Необходимо, чтобы этот командный сигнал снимался самим человеком, осуществляющим наладку и обслуживание роботизированного комплекса.

В качестве датчиков для системы обеспечения техники безопасности используются контактные, силовые, ультразвуковые, индукционные и другие датчики. Для предотвращения попадания обслуживающего персонала в рабочую зону ПР наиболее целесообразно использовать светолокационные датчики различных конструкций, например датчики, работающие на просвет, а также контактные предельные выключатели, устанавливаемые на гравитационных трапах, подпружиненных буферах, на створках ограждений, предохранительных решетках и т.д.

2. Автоматизация копания грунта одноковшовым экскаватором

Одноковшовые экскаваторы выполняют до 38 % земляных работ в строительстве. При ручном управлении ими на зачистку и планировку дна котлована после копания остается слой грунта до 20 см. Поэтому внедрение на экскаваторах микропроцессоров и лазерных информационно-измерительных устройств для управления процессом копания позволяет повысить точность и качество выполняемых работ, снизить трудозатраты и численность обслуживающего персонала. В одноковшовых экскаваторах используются различные виды указанных устройств.

В одном случае при автоматизации работы экскаватора с обратной лопатой на рытье траншей приемник лазерного излучения крепится на ковше экскаватора (рис. 5).

Рисунок 5 Лазерная система автоматизации контроля работы экскаватора

Лазерный излучатель устанавливается на дне траншеи в начале ее разработки с направлением пучка лазера вдоль оси траншеи с проектным углом наклона.

В кабине машиниста располагается информационно-индикаторное устройство, на экране которого он по положению (перемещению) лазерного пятна определяет величину и направление отклонения ковша от заданных отметок и устанавливает ковш в требуемое положение.

Другая автономно-копирная система управления одноковшовым экскаватором по лучу лазера состоит из лазерного излучателя, информационно-измерительного устройства с датчиками Д1…Д5, установленными в шарнирах крепления рабочего оборудования, и механизмом перемещения фотоприемного устройства 3, а также микропроцессорного устройства 6, реализующего заданный закон управления рабочим процессом машины (рис. 10.40). Во время работы микропроцессорное устройство по сигналам датчиков вырабатывает управляющие сигналы, поступающие на исполнительные устройства, т. е. на гидроцилиндры положения стрелы, рукоятки ковша для поддержания заданной глубины копания и требуемого угла резания. Управление работой машины осуществляется рукояткой, а рабочие параметры высвечиваются на дисплее. При этой системе копание производится вручную по индикатору глубины копания, а на зачистных операциях включается автоматическая система управления, обеспечивающая заданную глубину копания, прямолинейность траектории движения режущей кромки ковша и заданный угол резания.

Наибольшую эффективность использования экскаваторов с лазерными системами дает применение бортовых микрокомпьютеров. В этом случае в память компьютера вносятся все необходимые данные, такие как геометрические размеры котлована, углы откосов, емкость, угол поворота, высота подъема ковша. Тогда во время работы в компьютер автоматически поступают сигналы с фотоприемника, а затем на исполнительные устройства для «моментальной» корректировки выполняемого процесса по отрывке траншеи или котлована.



Рисунок 6 Автономно-копирная система управления экскаватором

Для гидравлических одноковшовых экскаваторов и погрузчиков, выполняющих длительные работы с постоянно повторяющимися циклами, разработана компьютерная система управления погрузочными работами. Наиболее эффективно эта система используется при отрывке траншей, планировке откосов, погрузке разрабатываемых материалов в транспортные средства, в шахтах и т. п. Она позволяет частично освободить машиниста от ручного управления при многократных повторениях выполняемых операций.

Управление работающим в карьере экскаватором, оборудованным компьютерной системой, осуществляется следующим образом. Вначале машинист в ручном механизированном режиме управления выполняет все операции рабочего цикла экскаватора: заполнение ковша разрабатываемым материалом и его перемещение в горизонтальной и вертикальной плоскостях, остановка над самосвалом, разгрузка и возвращение в первоначальное положение. Запоминающее устройство компьютера фиксирует поступающую от датчиков информацию о проделанной траектории и скоростях движения ковша, о расположении самосвала и возможных помехах на пути следования ковша, например, задний борт самосвала. В результате обработки полученных данных компьютер устанавливает оптимальную траекторию и максимально возможные скорости перемещения ковша независимо от квалификации работающего машиниста и эргономических показателей, определяющих взаимодействие между оператором и машиной.

Разработанная компьютером программа оптимального перемещения ковша приводится в действие системой автоматики после включения соответствующей кнопки на пульте управления. Работа машиниста в ручном режиме остается только при заполнении ковша материалом. При перемещении экскаватора или погрузке во вновь прибывший самосвал необходимо опять выполнить один цикл в ручном режиме, заново «обучая» компьютер. С помощью переключателя машинист при необходимости в любой момент может перейти на ручное механизированное управление.

Благодаря применению компьютерной системы управления не только повышается, но и стабилизируется максимально возможная производительность машины.

Рисунок 7 Автоматизированная система управления рабочим органом одноковшового экскаватора: а -- общий вид; б -- запасовка каната управляющей связи

Для повышения эффективности использования гидравлических одноковшовых экскаваторов при выполнении планировочных и зачистных работ на них устанавливается автоматизированная система управления рабочим органом. Эта система (рис. 7) выполнена с однопроводной управляющей связью и состоит из датчика положения ковша, датчиков и положения рукояти и стрелы, каната управляющей связи, рычага 13 и аппаратуры управления гидрораспределителем ковша.

Датчик кулачкового типа закреплен на оси рычага шестизвенного механизма, управляющего положением ковша при работе.

Датчики в виде канатных блоков свободно установлены на осях поворота рукояти и стрелы. Канат проходит по блоку-датчику, по направляющим и поддерживающим блокам и крепится одним концом на кулачке, а другим -- на блоке.

Для натяжения каната используется пружина кручения, закрепленная одним концом на пальце оси стрелы, а другим соединенная с блоком.

Рычаг управляющей связи через фрикционный механизм также соединен с датчиком, выполняющим одновременно и функцию суммирующего устройства, а конец рычага при работе экскаватора взаимодействует с толкателем системы управления. Управление поворотом ковша из плоскости копания осуществляется гидроцилиндрами.

Работы по планировке земляных поверхностей осуществляются следующим образом. Ковш устанавливается на грунт плоской частью передней стенки, а стрела переводится в плавающее положение с одновременным включением фрикционного механизма.

При включении в работу гидроцидиндра рукоять поворачивается и изменяет угловое положение ковша относительно планируемой поверхности. При этом посредством каната (при включенном фрикционном механизме) осуществляется поворот рычага и перемещение толкателя системы управления. Последний включает гидрораспределитель ковша и происходит перемещение штока гидроцилиндра.

Ковш возвращается в первоначальное угловое, относительно планируемой поверхности, положение. При перемещении штока рычаг поворачивается вместе с датчиком кулачкового типа и вызывает противоположное направление движения каната, датчика и рычага.

После этого гидрораспределитель ковша закрывается. Поворот датчика и рычага, а также натяжение каната происходят под действием пружины кручения, что исключает возможность проскальзывания каната в направляющих ручьях блоков датчика.

В результате при изменении положения рукояти следящая система позволяет сохранить первоначальное положение режущей кромки ковша.



3. Структурная схема систем

Состоит из нескольких типовых динамических звеньев.

Пример: требуется найти выражение передаточной функции системы, применяя правила структурных преобразований.

Рисунок 8 Структурная схема системы

Типы звена рассчитываются с помощью показателей: К - коэффициент передачи, Т - постоянная времени, о - относительный коэффициент затухания колебаний, ф - время запаздывания. Разделяется:



1. Колебательное

Где: К=10, Т=1с, о=0.1

2. Безынерционное

Где: К=20

3. Дифференцирующее

Где: Т=2с

4. Апериодическое

Где, К=8, Т=0.2с

 

4. Известные критерии устойчивости

При оценке устойчивости системы использовать её характеристическим полином, представляющий собой знаменатель А(p) передаточной функции.

Пример: определить неустойчивость системы.

Вывод: в соответствии с критериями устойчивости, в частности, алгебраического критерия Рауса-Гурвица, определитель и его диагональные миноры положительны. Из этого следует, что система устойчива.



Библиографический список

1. Тихонов, А.Ф. Автоматизация и роботизация технологических процессов и машин в строительстве. /- А.Ф. Тихонов. М.:Изд-во АСВ, 2005. - 464с.

2. Булгаков, А.Г. Автоматизация и роботизация строительных процессов и производств. /-А.Г. Булгаков. М.:Изд-во РИА, 2006. - 242с. В 2-х частях. Ч.1.

3. Булгаков, А.Г. Автоматизация и роботизация строительных процессов и производств. /-А.Г. Булгаков. М.:Изд-во РИА, 2006. - 430с. В 2-х частях. Ч.2.

4. Дорф Р., Бишоп Р. Автоматика. Современные системы управления. 2002г. - 832с.

5. Харазов В.Г. Интегрированные системы управления технологическими процессами: Справочник. Издательство: ПРОФЕССИЯ, ИЗДАТЕЛЬСТВО, 2009. - 550с.

6. Брюханов В.Н. и др. Теория автоматического управления. - М: Высшая школа, 2000.

7. Ким Д.П., Дмитриева Н.Д. Сборник задач по теории автоматического управления. Линейные системы. ФИЗМАТЛИТ, 2007. - 168 с.

8. Лукас В.А. Теория автоматического управления. - М.: Недра, 1990. - 416 с.

9. В.А. Бесекерского, Е.П. Попов Теория систем автоматического управления-747с.

10. Справочник по теории автоматического управления. /Под ред. А.А. Красовского - М.: Наука, 198 - 712 с.

Размещено на Allbest.ru

Размещено на Allbest.ru

...