Наблюдатель упругого момента двухмассовой электромеханической системы
Автор: Карандаев Александр Сергеевич, Логинов Борис Михайлович, Бодров Евгений Геннадьевич, Храмшин Вадим Рифхатович, Самодурова Марина Николаевна
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Электротехнические комплексы и системы
Статья в выпуске: 4 т.22, 2022 года.
Бесплатный доступ
Для снижения аварийности и повышения ресурса электромеханических систем с ударным изменением нагрузки необходим мониторинг упругих моментов в механических передачах. Эта задача является актуальной для главных линий клетей станов горячей прокатки. Внедрение систем мониторинга на базе физических измерительных устройств является неэффективным в связи с их сложностью и низкой эксплуатационной надежностью. В качестве альтернативы предлагается относительно простой наблюдатель упругого момента, представляющий собой фрагмент программного обеспечения промышленного контроллера. Представлена структура наблюдателя, показаны его преимущества по сравнению с известными аналогами. На примере электромеханических систем клети толстолистового стана 5000 доказана адекватность измеренных и восстановленных сигналов упругого момента. Обоснован квазиэкспериментальный анализ аварийных режимов, позволяющий выполнять обработку сигналов, сохраненных в виде массивов данных. На основе такого подхода дана оценка динамических моментов в аварийном режиме останова клети с металлом в валках. Подчеркнута целесообразность создания системы онлайн-мониторинга перегрузок шпинделей и методики расчета их ресурса.
Прокатный стан, электромеханическая система, ударная нагрузка, упругий момент, квазиэкспериментальный анализ, наблюдатель, разработка, исследование, внедрение
Короткий адрес: https://sciup.org/147239556
IDR: 147239556 | DOI: 10.14529/power220403
Список литературы Наблюдатель упругого момента двухмассовой электромеханической системы
- Анализ причин аварий оборудования листопрокатных станов и меры по их предупреждению / А.Ф. Кирсанов, В.Ф. Кузерман, Б.Н. Виноградов и др. М.: Ин-т «Черметинформация», 1985. 36 с.
- Мюллер В. Обзор повреждений в приводах прокатных станов // Черные металлы. 1996. № 25-26. С. 9-14.
- Концептуальные направления создания цифровых двойников электротехнических систем агрегатов прокатного производства / А.А. Радионов, А.С. Карандаев, Б.М. Логинов, О.А. Гасиярова // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2021. Т. 64, № 1. С. 54-68. DOI: 10.17213/0136-3360-2021-1-54-68
- Калачев Ю.Н. Наблюдатели состояния в векторном электроприводе. М.: ЭФО, 2015. 61 с.
- Колганов А.Р., Лебедев С.К., Гнездов Н.Е. Электромеханотронные системы. Современные методы управления, реализации и применения: учеб. пособие. М.; Вологда: Инфра-Инженерия, 2019. 256 с.
- Колганов А.Р., Лебедев С.К., Гнездов Н.Е. Современные методы управления в электромеханотрон-ных системах. Разработка, реализация, применение. Иваново: Ивановский гос. энергетический ун-т им. В.И. Ленина, 2012. 256 с.
- Szabat K., Orlowska-Kowalska T., Dybkowski M. Indirect adaptive control of induction motor drive system with an elastic coupling // IEEE Trans. Ind. Electron. 2009. Vol. 56, no. 10. P. 4038-4042. DOI: 10.1109/TIE.2009.2022514
- Szabat K., Orlowska-Kowalska T. Control of the Drive System With Stiff and Elastic Couplings Using Adaptive Neuro-Fuzzy Approach // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2007. Vol. 54, no. 1. P. 228-240. DOI: 10.1109/TIE.2006.888787
- Muszynski R., Deskur J. Damping of Torsional Vibrations in High-Dynamic Industrial Drives // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2010. Vol. 57, no. 2. P. 544-552. DOI: 10.1109/TIE.2009.2036034
- Разработка цифрового наблюдателя упругого момента электромеханической системы клети прокатного стана / А.А. Радионов, Р.В. Гасияров, Б.М. Логинов и др. // Электротехнические системы и комплексы. 2021. № 2 (51). С. 19-29. DOI: 10.18503/2311-8318-2021-2(51)-19-29
- Регулирование координат электромеханической системы прокатного стана на основе наблюдателя упругого момента / А.А. Радионов, В.Р. Гасияров, Е.А. Гартлиб и др. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2021. Т. 21, № 2. С. 115-129. DOI: 10.14529/power210212
- Development of an Automatic Elastic Torque Control System Based on a Two-Mass Electric Drive Coordinate Observer / A.A. Radionov, A.S. Karandaev, V.R. Gasiyarov et al. // Machines. 2021, Vol. 9. P. 305. DOI: 10.3390/machines9120305
- Экспериментальное определение параметров двухмассовой электромеханической системы прокатного стана / А.С. Карандаев, А.А. Радионов, Б.М. Логинов и др. // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2021. Т. 64, № 3. С. 24-35. DOI: 10.17213/0136-3360-2021-3-24-35
- Hang C.C., Astrom K.J., Ho W.K. Refinements of the Ziegler-Nichols tuning formula // IEE Proceedings D (Control Theory and Applications). 1991. Vol. 138, iss. 2. P. 111-118. DOI: 10.1049/ip-d.1991.0015
- Ziegler J.G., Nichols N.B. Optimum settings for automatic controllers // Trans. ASME. 1942. Vol. 65. P. 759-765. URL: http://davidr.no/iiav3017/papers/Ziegler_Nichols_%201942.pdf.
- Настройка ПИД-регулятора. Метод Циглера - Никольса. URL: https://microtechnics.ru/nastrojka-pid-regulyatora-metod-cziglera-nikolsa/.
- Laitenberger O., Rombach D. (Quasi-)Experimental Studies in Industrial Settings // Lecture Notes on Empirical Software Engineering. 2003. P. 167-227. DOI: 10.1142/9789812795588_0005
- O'Hara J.M. A Quasi-Experimental Model of Complex Human-Machine System Validation // Cognition, Technology & Work. 1999. Vol. 1 (1). P. 37-46. DOI: 10.1007/s101110050009
- Kampenes V.B., Dyba T., Hannay J.E., Sj0berg D.I.K. A systematic review of quasi-experiments in software engineering // Information and Software Technology. 2009. Vol. 51 (1). P. 71-82. DOI: 10.1016/j.infsof.2008.04.006
- Wang L., Freeman C., Rogers E. Experimental Evaluation of Automatic Tuning of PID Controllers for an Electro-Mechanical System // IFAC-PapersOnLine. 2017. Vol. 50 (1). P. 3063-3068. DOI: 10.1016/j.ifacol.2017.08.676
