СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЛИНЕЙНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ РАБОЧЕГО ОРГАНА СЕПАРИРУЮЩЕЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к области автоматического управления и может использоваться для поддержания параметров колебания линейного электропривода рабочего органа сепарирующей машины.
Известна система управления линейным электроприводом рабочего органа сепарирующей машины, содержащей блок управления, состоящий из системы импульсного управления, датчика положения и тиристорного коммутатора [1, 2].
Недостатком системы управления линейным электроприводом рабочего органа сепарирующей машины является отсутствие учета изменения технологической нагрузки на рабочем органе, приводящего к изменению параметров колебательного движения привода (линейного электропривода) рабочего органа сепарирующей машины.
Задача полезной модели - поддержание параметров колебания линейного электропривода рабочего органа сепарирующей машины в заданных пределах.
Поставленная задача решается за счет того, что в заявленной системе управления линейным электроприводом рабочего органа сепарирующей машины, содержащей блок управления, состоящий из системы импульсного управления, датчика положения и тиристорного коммутатора, датчик положения соединен с нечетким регулятором (фази-регулятором) напрямую и через блоки двойного интегрирования и модуля величины, фази-регулятор на выходе соединен с системой импульсного управления и выполнен с возможностью непрерывного регулирования величины управляющего воздействия по восемнадцати правилам, составленных на основе экспертных данных и направленных на поддержание параметров колебаний линейного электропривода рабочего органа сепарирующей машины в заданных пределах [3].
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение надежности работы линейного электропривода рабочего органа сепарирующей машины, возможность непосредственного регулирования параметров колебания линейного электропривода рабочего органа в процессе работы сепарирующей машины.
На фиг. 1 представлена функциональная схема системы управления линейным электроприводом рабочего органа сепарирующей машины.
На фиг. 2 представлена таблица правил нечеткого вывода.
Система управления линейным электроприводом рабочего органа сепарирующей машины состоит из датчика положения (1), жестко установленного на линейном электроприводе рабочего органа (2) (ЛЭП РО) и соединенного с фази-регулятором (3) напрямую и через последовательно соединенных блоков двойного интегрирования (4) и модуля величины (5), и с системой импульсного управления (6), причем система импульсного управления входом соединен с фази-регулятором, а выходом с тиристорным коммутатором (7) (фиг. 1).
Сущность работы предлагаемой системы управления линейным электроприводом рабочего органа сепарирующей машины заключается в следующем. По величине перемещения X на выходе датчика положения (1) в двойном интеграторе (4) вычисляют и находят в модуле величины (5) абсолютную регулируемую величину ускорения А, при этом величины X и А являются входом фази-регулятора (3). На основании заложенной в регуляторе стратегии управления (см. ниже) вычисляется величина корректирующего воздействия F, подаваемая на вход системы импульсного управления (6) и корректируемая величину управляющего воздействия Q. Система импульсного управления периодически по достижению ЛЭП РО (2) крайних положений, определяемых параметром β, осуществляет подключение линейного асинхронного электродвигателя к источнику питания через тиристорный коммутатор (7) и отключение от него.
В предлагаемой системе управления линейным электроприводом рабочего органа сепарирующей машины используется фази-регулятор, работа которого основана на известном аппарате нечеткой логики:
1. Для регулятора использован алгоритм Мамдани.
2. Первая входная величина представлена ускорением ЛЭП РО А на нормированной от s до d оси входной лингвистической переменной «ускорение» в виде пяти равномерно расположенных функций принадлежности и заданных в виде треугольника. Им соответствуют термы: отрицательная высокая (NH), отрицательная низкая (NL), нулевая (Z), положительная низкая (PL), положительная высокая (РН).
3. Вторая входная величина представлена перемещением ЛЭП РО X на нормированной от -p до +p оси входной лингвистической переменной «перемещение» в виде пяти равномерно расположенных функций принадлежности и заданных в виде треугольников. Им соответствуют термы: отрицательная высокая (NH), отрицательная низкая (NL), нулевая (Z), положительная низкая (PL), положительная высокая (РН).
3. Величина управляющего воздействия F представлена на нормированной от -2 до +2 оси выходной лингвистической переменной «управляющее воздействие» в виде пяти равномерно расположенных функций принадлежности и заданных в виде треугольников. Им соответствуют термы: отрицательная высокая (NH), отрицательная низкая (NL), нулевая (Z), положительная низкая (PL), положительная высокая (РН).
4. Исходное положение рабочего органа определяется функцией принадлежности соответствующей терму нулевое вдоль оси входной лингвистической переменной «перемещение».
4. Правила нечеткого вывода заданы следующим образом (фиг. 2):
- если А равен Z и X равен Z, то F равен Z;
- если А равен Z и X равен NL, то F равен NL;
- если А равен Z и X равен NH, то F равен NH;
- если А равен Z и X равен PL, то F равен NL;
- если А равен NH и X равен NH, то F равен Z;
- если А равен NH и X равен NL, то F равен PL;
- если А равен NH и X равен Z, то F равен РН;
- если А равен NH и X равен PL, то F равен PL;
- если А равен NH и X равен РН, то F равен Z;
- если А равен NL и X равен NL, то F равен Z;
- если А равен NL и X равен NH, то F равен NL;
- если А равен NL и X равен Z, то F равен PL;
- если А равен NL и X равен PL, то F равен Z;
- если А равен NL и X равен РН, то F равен NL;
- если А равен PL и X равен Z, то F равен NL;
- если А равен PL и X равен NL, то F равен NH;
- если А равен PL и X равен PL, то F равен NH;
- если А равен РН и X равен Z, то F равен NH.
5. При дефазификации использована максминная композиция и метод центра тяжести.
Настроечными параметрами предлагаемого нечеткого регулятора являются:
1. Параметр α - задается в виде максимальной величины ускорения рабочего органа, которую необходимо поддерживать. Параметр а определяет элемент а области определения входной лингвистической переменной «ускорение». Элемент а определяется функцией принадлежности соответствующей терму нулевое.
2. Параметр γ - определяет «отдаленность» двух крайних функций принадлежности соответствующих терм отрицательная высокая и положительная высокая области определения входной лингвистической переменной «ускорение» от функции принадлежности соответствующей терму нулевое, (s; d).
3. Параметр β - определяет «отдаленность» двух крайних функций принадлежности соответствующих терм отрицательная высокая и положительная высокая области определения входной лингвистической переменной «перемещение» от функции принадлежности соответствующей терму нулевое, (-р; р). В системе импульсного управления определяет крайние положения рабочего органа.
Источники информации.
1. Аипов Р.С., Линенко А.В. Линейные электрические машины и линейные асинхронные электроприводы технологических машин: монография. - Уфа: Башкирский ГАУ, 2013. - 308 с.
2. Патент РФ 2446669, МКИ A01F 12/44. Сепарирующая машина / Аипов Р.С., Акчурин С. В., Линенко А.В., Туктаров М.Ф., 2012, БИ №10.
3. Лукас В.А. Основы фази-управления: учебное пособие. - Екатеренбург: Информационно-издательский центр, 2000. - 62 с.