WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

При выборе постоянной времени 1, предлагается пользоваться соотношением 1 = (0,1 0,05)ТЗ. Частота среза разомкнутого контура положения определяется по формулы. (15) Если выполняется неравенство С 1/(3ТЗ), (16) которое гарантирует отсутствие механических колебаний зеркала в начале движения, заданная точности наведения обеспечивается без введения сигнала скоростной компенсации. В случае невыполнения неравенства (16) частота среза позиционного контура принимается равной С=1/(3ТЗ), ошибка наведения рассчитывается по формуле, а параметры регулятора положения пересчитываются по формулам (14). Для уменьшения ошибки наведения вводится сигнал скоростной компенсации с коэффициентом передачи КСК=i. Разработанная методика была использована при расчёте, моделировании и настройке приводов радиотелескопа.

Для проверки разработанных алгоритмов управления приводами и методик расчёта контуров управления была разработана система моделирования приводов в среде Matlab-Simulink. Блок-схема разработанной системы моделирования представлена на рисунке 17.

Модели блоков формирования управляющих воздействий (БФУВ) генерируют управляющие сигналы для привода азимута, и привода угла места, в режимах программного и регламентного наведения. Структура моделей приводов азимута и угла места является идентичной и отличается только числовыми параметрами. В этих моделях учтены основные нелинейности: люфты и сухие трения, ограничение уровня сигналов на выходах регуляторов, а также цифровые эффекты: квантование сигналов по времени и их запаздывание. Для моделирования совместной работы приводов служит блок, моделирующий силовую реакцию со стороны привода азимута на угломестный привод, а также дисбаланс зеркала РТ относительно угломестной оси. При моделировании режима программного наведения был рассмотрен случай слежения за низколетящим КЛА, пролетающим над радиотелескопом через зенит по круговой орбите. При моделировании режима регламентного наведения БФУВ генерировал управляющие сигналы с “S” –образной характеристикой разгона и торможения, представленной на рис. 5а – 5в. Результаты моделирования в виде графиков изменения ошибки наведения угломестного привода при опускании зеркала с начального угла Н=27,5 град до конечного угла К=80 град представлены на рис.18а–18б.

Сравнение рисунков 18а и 18б показывает, что при отсутствии антирезонансного фильтра в системе возникают слабозатухающие колебания с частотой 4,9 Гц, что соответствует собственной частоте упругих колебаний зеркала. При этом коэффициент усиления пропорциональной составляющей регулятора положения привода в 2,5 раз меньше, чем в приводе с антирезонансным фильтром.

Настройка позиционного контуров управления включала в себя следующие этапы:

1. Настройка параметров антирезонансного фильтра ТФ, Ф и 1;

2. Настройка позиционного контура с отключенными сигналами скоростной компенсации (КСК = 0) и сигналами интегральной и дифференциальной составляющих (КИ = 0, КД = 0), обеспечивающая заданное значение частоты среза С;

3. Настройка позиционного контура с подключением сигнала скоростной компенсации, обеспечивающая нулевую ошибку слежения в режиме движения с постоянной скоростью;

4. Настройка позиционного контура с заданными значениями коэффициентов усиления сигналов интегральной и дифференциальной составляющих КИ и КД, обеспечивающая заданное качество регулирования;

5. Проверка привода с настроенным регулятором положения в различных режимах работы.

Результаты проверки представлены на рис. 19 -23 в виде осциллограмм, полученных при испытаниях угломестного привода.

На рисунке 19 на участке движения с постоянной скоростью мах=1,316 угл.с., среднеквадратичное отклонение (СКО) 0,718 угл.с. В обеих случаях задавалась скорость движения 36 угл.с./с, соответствующая слежению за астрономическими объектами. Сравнение рис. 19 и 20 показывает, что привод без антирезонансного фильтра теряет устойчивость.

На рисунке 21 на участке движения с постоянной скоростью. СКО = 2,77 угл.с. Скорость движения 1800 угл.с./с соответствует слежению за КЛА с высотой орбиты 600 км.

В последних двух случаях (рис. 22 и 23) приводу задавалась скорость 3,6 угл.с./с, близкая к минимально возможной (2,5 угл.с./с).

При этом было выполнено незначительное перемещение, при котором край зеркала переместился на 1 мм. Сравнение последних дух рисунков показывает, что использование сигнала скоростной компенсации повышает равномерность движения зеркала на сверхнизких скоростях.

Полученные в ходе настройки и тестирования приводов результаты подтвердили эффективность предложенных в диссертации методов обеспечения высокой динамической точности и методик расчёта контуров управления приводами радиотелескопа.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. На основе анализа объекта исследований и новых требований, предъявляемых к нему, принят и обоснован целый ряд технических решений, которые реализованы на практике. Проведён анализ задач, решаемых вычислительными средствами системы управления приводами, на базе которого предложена и обоснована новая гибкая архитектура системы управления приводами.

2. Для режима программного наведения предложен метод интерполяции, использующий сплайн - функции второго порядка, обеспечивающий минимальные вычислительные затраты и заданную точность. На базе него разработан и программно реализован алгоритм управления приводами, который успешно испытан на РТ-7.5.

3. Разработаны и программно реализованы новые алгоритмы управления приводами в режиме регламентного наведения, обеспечивающие адаптацию вида и параметров траектории движения в зависимости от величины начального рассогласования и заданной скорости.

4. Проведено исследование принципов построения современных регулируемых приводов переменного тока на базе векторных преобразователей частоты и разработана методика расчёта их регуляторов, учитывающая многомассовую упругую механическую систему радиотелескопа.

5. Разработана методика проведения экспериментальной идентификации механической системы приводов радиотелескопа во временной области.

6. Разработаны методы обеспечения высокой динамической точности слежения, использующие принципы комбинированного управления совместно с антирезонансными фильтрами в цепи сигнала ошибки. Применение разработанных методов обеспечило высокую точность слежения за низколетящими КЛА.

7. В среде MatLab-Simulink разработана математическая модель электроприводов РТ, учитывающая многомассовую упругую механику, взаимовлияние между азимутальным и угломестным приводом, нелинейности и дискретный характер работы системы управления приводами.

8. Разработана инженерная методика расчёта позиционного контура управления приводов РТ, которая была использована при настройке приводов;

9. Проведено успешное испытание и тестирование системы приводов РТ, подтвердившее правильность и обоснованность разработанных алгоритмов и методов расчёта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена важная научно-техническая и практическая задача разработки системы приводов радиотелескопа РТ-7.5 на базе асинхронных двигателей с векторными преобразователями частоты, управляемыми от программируемого логического контроллера. Разработанная и реализованная на практике система приводов позволяет осуществлять высокоточное слежение не только за астрономическими объектами, но и за низколетящими космическими аппаратами. Результаты работы могут быть использованы при создании и модернизации широкого класса опорно-поворотных устройств радиотелескопов и радиолокаторов.

РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ванин А. В., Польский В. А., Ле Ван Тхань. Повышение точности работы следящих электроприводов опорно-поворотных устройств радиотелескопов // Мехатроника, автоматизация, управление (Москва). – 2007. -№ 8. – С. 34-40.

2. Польский В. А., Ле Ван Тхань. Система моделирования следящих электроприводов радиотелескопа //Экстремальная робототехника: Труды XVII всероссийской научно-практической конференции. - Санкт–Петербург, 2006. –С. 539 - 546.

3. Ванин А. В., Польский В. А., Ле Ван Тхань. Создание высокоточных следящих приводов на базе двигателей переменного тока // Экстремальная робототехника: Труды XVIII всероссийской научно-практической конференции. - Санкт – Петербург, 2007. – С. 482 - 488.

4. Разработка проекта модернизации приводов антенных систем радиотелескопа РТ – 7.5 для создания на его основе наземного радиолокатора наведения и подсветки ка – диапазона: Отчёт об опытно – конструкторской работе МГТУ им. Н. Э. Баумана. Руководитель В. А. Польский. Исп. Ле Ван Тхань и др. № 1.27.04, 2004, Г.Р. № 01400602738, инв. № 02700600650. – Москва, 2004. –С. 44 - 87.

5. Разработка интерфейса управления модернизированными приводами антенных систем радиотелескопа РТ-7.5: Отчёт об опытно – конструкторской работе МГТУ им. Н. Э. Баумана. Руководитель В. А. Польский. Исп. Ле Ван Тхань и др. № 2.29.05, 2005, Г.Р. № 01500603487, инв. № 02800700760. – Москва, 2005. – С. 35 - 76.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»