Моделі і методи структурного і параметричного синтезу прецизійних електрогідравлічних слідкуючих систем автоматизованих випробувальних стендів

Здобувач запропонував застосувати у регуляторі електрогідравлічного приводу засіб корекції систематичних похибок датчиків.

29. Пат. 5700 Україна МПК' F 15В 9/03 Електрогідравлічний слідкуючий привод / Гапон А.В., Калінін Б.П., Канюк Г.І., Пакулов К.М.; заявник Харківський комплексний інженерний центр АН УРСР; патентовласник Канюк Г.И. - № 94260801: заявл.18.06.93; опубл.28.12.94; Бюл.№ 7 - 1.

Здобувач запропонував ввести у систему керування електрогідравлічним приводом блок коррекції показників датчика зворотнього звязку у відповідності з його реальною градуювальною характеристикою.

30. Канюк Г.И. Разработка высокодинамичных прецизионных электрогидравлических следящих приводов / Г.И. Канюк, А.В Гапон, К.Н. Пакулов, Б.П Калинин // Тезисы докл. І Всесоюзн. науч.-техн. конференции Ассоц. спец. пром. гидравлики и пневматики, Киев. - 1991. - С. 5.

Здобувач виконав структурний і параметричний синтез алгоритмів керування електрогідравлічними слідкуючими приводами.

31. Канюк Г.И. Разработка модульной концепции построения испытательных комплексов на базе электрогидравлических приводов с микропроцессорным управлением / Г.И. Канюк, А.В Гапон, Л.М. Корнейчук, К.Н. Пакулов // Тезисы докл. 2 Всесоюзн. науч.-техн. конференции Ассоц. спец. пром. гидравлики и пневматики, Киев. - 1992. - С. 10 - 12.

Здобувач розробив структуру і основні положення модульної концепції побудови випробувальних комплексів на базі електрогідравлічних приводів.

32. Канюк Г.И. Структурно-методологическое построение испытательного комплекса трансмиссий автомобилей / Г.И. Канюк, В.А.Дзюнь, Б.П. Калинин, А.С.Назарян, В.Я. Павловский // Тезисы докл. науч-техн. конференции «Повышение технического уровня и надежности машин». - Минск, 1993. - С. 30 - 31.

Здобувач запропонував модульну концепцію побудови випробувального комплексу на базі електрогідравлічних слідкуючих систем.

33. Канюк Г.І. Методика синтезу електрогідравлічних приводів (ЕГП), що мають високі характеристики з точності і швидкодії / Г.І. Канюк, О.В. Андрєєв, А.Г. Топчій // Наукомісткі технології подвійного призначення. Тези доповідей науково-практичної конференції. - Київ, 1994. - С.46 - 47.

Здобувач запропонував концептуальні підходи до розробки методики синтезу ефективних алгоритмів керування електрогідравлічними приводами.

34. Канюк Г.И. Повышение точности и быстродействия систем автоматического регулирования частоты и мощности паровых турбин / Г.И. Канюк, Е.Н. Близниченко, Б.Г. Луполовер, А.Н. Шуванов, М.В. Логвинов // Тезисы докл. Международной науч.-техн. конференции «Совершенствование турбоустановок методами математического и физического моделирования». - Харьков: Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного НАН Украины, 2000. - С. 48.

Здобувач запропонував використання алгоритмів керування на основі зворотніх задач динаміки з метою підвищення точності і швидкодії систем регулювання частоти та потужності турбін.

35. Канюк Г.И. Эффективные алгоритмы управления быстродействующими прецизионными электронно-гидравлическими следящими системами (ЭГСС) / Г.И. Канюк, Е.Н. Близниченко // Матеріали 12-ї міжнародної конференції з автоматичного управління, присвяченої 120-річчю Національного університету „Харківський політехнічний інститут”. - Харків, 2005. - т.2. - С.61.

Здобувачем виконано структурний і параметричний синтез алгоритмів керування ЕГСС на основі теорій модального керування і розв'язання зворотніх задач динаміки.

АНОТАЦІЯ

Канюк Г.І. Моделі і методи структурного і параметричного синтезу прецизійних електрогідравлічних слідкуючих систем автоматизованих випробувальних стендів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за фахом 05.13.07 - автоматизація процесів керування. - Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут». - Харків. - 2009.

Дисертація присвячена розробці наукових і практичних принципів створення швидкодіючих прецизійних електрогідравлічних слідкуючих систем (ЕГСС) як підкласу мехатронних систем (зокрема - ЕГСС автоматизованих випробувальних стендів). Результати роботи дозволяють цілеспрямовано, системно і ефективно, з мінімальними витратами часу і засобів створювати ЕГСС з високими показниками точності і швидкодії. З урахуванням досвіду практичних інженерних розробок сформульовано універсальні вихідні принципи створення швидкодіючих прецизійних ЕГСС (деталізована технологія концептуальної розробки, система технічних вимог, принципи вибору схемних рішень і елементної бази), розроблено ієрархічний ряд математичних моделей для різних етапів і завдань створення і дослідження. На основі відомих загальних принципів сучасної теорії оптимального керування розроблено практичні інженерні методики синтезу ефективних регуляторів ЕГСС, що забезпечують компенсацію практично всіх видів статичних і динамічних похибок (у т.ч. - і обумовлених нелінійними ефектами) і, відповідно, високі (що наближаються до граничних енергетичних рівнів) характеристики точності і швидкодії. Результати роботи використовувалися при виконанні ряду фундаментальних і прикладних НДР і НДДКР, у т.ч. - при створенні автоматизованих випробувальних стендів. В результаті цих робіт розроблено ряд типорозмірів швидкодіючих прецизійних ЕГСС на базі неповноповоротних гідродвигунів оригінальної конструкції, що забезпечують смугу пропускання до 20 Гц, точність позиціонування до однієї кутової хвилини і діапазон регулювання до 10⁴.

Ключові слова: автоматизовані системи керування, електрогідравлічні слідкуючі системи, методи моделювання, ідентифікація, аналіз і синтез складних систем, автоматизовані випробувальні стенди.

АННОТАЦИЯ

Канюк Г.И. Модели и методы структурного и параметрического синтеза прецизионных электрогидравлических следящих систем автоматизированных испытательных стендов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.13.07 - автоматизация процессов управления. - Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт». - Харьков. - 2009.

Диссертация посвящена разработке научных и практических принципов создания быстродействующих прецизионных электрогидравлических следящих систем (ЭГСС) как подкласса мехатронных систем (в частности - ЭГСС автоматизированных испытательных стендов). Результаты работы позволяют целенаправленно, системно и эффективно, с минимальными затратами времени и средств создавать ЭГСС с высокими показателями точности и быстродействия.

В итоге выполнения работы получены следующие основные результаты.

Разработаны универсальные исходные принципы создания быстродействующих прецизионных ЭГСС, в т.ч. - детальная структура и последовательность концептуальной разработки, принципы выбора схемных решений и элементной базы.

Предложена классификация рабочих процессов и элементов ЭГСС, построенная по принципу: «физический процесс - соответствующая группа конструктивных элементов». На основе этой классификации получены универсальные математические модели различных уровней для всех основных элементов и подсистем ЭГСС.

Разработана оригинальная системная методика оценочных расчетов и построения иерархического ряда математических моделей ЭГСС. Полученные на основе этой методики математические модели предназначены для различных этапов общего цикла создания ЭГСС и, соответственно, имеют различные уровни сложности и конкретизации, а также различные формы представления (системы дифференциальных и векторно-матричных уравнений, передаточные функции и структурные схемы).

На основе известных общих принципов современной теории оптимального управления (модальное управление, методы обратных задач динамики) разработаны прикладные инженерные методики синтеза эффективных регуляторов ЭГСС, обеспечивающие компенсацию всех основных видов статических и динамических ошибок и, соответственно, высокие (приближающиеся к предельным энергетическим уровням) характеристики точности и быстродействия.

Использование принципов мультипликативного управления обеспечивает универсальность структуры, простоту практической реализации и настройки предложенных регуляторов, а разработанные универсальные структуры эталонных моделей (наблюдателей состояния) - минимальное количество используемых измерительных систем.

Получены структуры и соотношения для определения оптимальных параметров ряда универсальных, эффективных и простых в практической реализации регуляторов ЭГСС: модальные регуляторы (в т.ч. - с наблюдателями состояния); регуляторы на основе решения обратных задач динамики; регуляторы, обеспечивающие коррекцию нелинейных характеристик объекта управления (часть из них защищена патентами Украины и России).

Элементы разработанной теории использовались при выполнении ряда фундаментальных и прикладных НИР и НИОКР. В результате этих работ создан ряд типоразмеров быстродействующих прецизионных ЭГСС на базе неполноповоротных гидродвигателей оригинальной конструкции, обеспечивающих полосу пропускания до 20 Гц, точность позиционирования до одной угловой минуты и диапазон регулирования до 10⁴. Созданы и доведены до практического использования имитационные динамические стенды для испытания мобильных объектов (ЦНИИХМ, г.Москва, АО «КамАЗ», г. Набережные Челны, НПП «Теплоавтомат», г. Харьков).

Предложенные методы повышения точности и быстродействия электрогидравлических систем регулирования, схемные и конструктивные решения, методики автономной отладки автоматических регуляторов используются в перспективных проектах Государственной энергетической компании «Центрэнерго», НАЭК «Енергоатом», МГП «Институт проблем управления НАН Украины»).

Ключевые слова: автоматизированные системы управления, электро-гидравлические следящие системы, методы моделирования, идентификация, анализ и синтез сложных систем, автоматизированные испытательные стенды.

ANNOTATION

Kanyuk G.I. Models and methods of structural and parametric synthesis of the precision electro-hydraulic watching systems of the automated tent-bed tests.- Manuscript.

The thesis for a Doctor of Science degree on speciality 05.13.07 - Automation of control processes - National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute». - Kharkiv. - 2008.

The thesis deals with a fundamentally new applied theory of making the high-speed precision electro-hydraulic watching systems (EHWS) as a subclass of the mechatronic systems. The theory allows to make EHWS and efficiently for different branches of engineering with minimum time and costs consumption. These electro-hydraulic watching systems offer high accuracy and speed figures. In this respect the theory can be considered as a new line of investigation and making the given class systems.

Proceeding from the known and common principles of modern theory of optimal control the practical engineering techniques of synthesis of EHWS effective control algorithms have been worked out. These techniques ensure the compensating practically all kinds of static and dynamic errors (including those caused by nonlinear effects) and, respectively, high (approaching to maximum energy levels) accuracy and speed values.

Some elements of the theory that has been worked out were used while performing a number of type and size of high-speed precision EHWS has been worked out on basis of limited slewing hydraulic actuators of ingenious design that provide a bandwidth up to 20 Hz and positional accuracy up to one angular minute.

Keywords: automated control systems, electric-hidraulic watching systems, modelling methods, identication, analysis and synthesis of the complex systems, automated tent-bed tests.

Размещено на Allbest.ru