LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Загальні роботи по техніці → Адаптивна система керування режимами резонансних вібраційних технологічних машин

Національний університет "Львівська політехніка"






Чубик Роман Васильович



УДК 629.3.03:62-837:62-531.7







АДАПТИВНА СИСТЕМА КЕРУВАННЯ РЕЖИМАМИ

РЕЗОНАНСНИХ ВІБРАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ МАШИН






Спеціальність 05.13.07 – Автоматизація технологічних процесів








Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук








Львів – 2007

Дисертацією є рукопис.


Робота виконана на кафедрі автоматизації та комплексної механізації технологічних процесів Вінницького державного аграрного університету Міністерства аграрної політики України



Науковий керівник:


доктор технічних наук, професор

Берник Павло Степанович,

Вінницький державний аграрний університет,

завідувач кафедри "Автоматизації та комплексної

механізації технологічних процесів".


Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор

Стоцько Зіновій Антонович

директор інституту інженерної механіки та транспорту, завідувач кафедри електронного машинобудування Національного університету "Львівська політехніка"


доктор технічних наук, професор

Кутін Василь Михайлович,

професор кафедри електричних станцій та систем

Вінницького національного технічного університету



Провідна установа:

Національний аграрний університет

Міністерства аграрної політики України,

кафедра "Автоматизації сільськогосподарського виробництва" м. Київ


Захист відбудеться 13 , квітня 2007 р. о 1300 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.052.04 у Національному університеті "Львівська політехніка" за адресою: 79013, м. Львів, вул. С. Бандери, 12, ауд. 226, гол. корп.:


З дисертацією можна ознайомитись у науково-технічній бібліотеці Національного університету "Львівська політехніка" за адресою: 79013, м. Львів, вул. Професорська, 1.


Автореферат розісланий

"22" лютого 2007 р.



Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради


Вашкурак Ю. З.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність теми. Використання вібротехнологій обумовлюється потребами підвищення інтенсивності, покращення якісних показників, а в деяких випадках і можливістю реалізації технологічних процесів. Унікальні можливості вібраційного поля дозволяють успішно здійснювати не тільки оздоблювально-зачисні та поверхнево-зміцнювальні операції, але і такі операції як сепарація, перемішування, шліфування, вібротранспортування за важких експлуатаційних умов, гомогенізація, фільтрування, сушіння, насичення середовища певними речовинами, руйнування поверхонь та ряд інших процесів. Це обумовлює ефективність застосування вібраційних технологічних машин у багатьох галузях: машинобудуванні та приладобудуванні, а також у гірничо-переробній промисловості. На сучасному етапі розвитку технологічних машин спостерігається чітка тенденція до розроблення та впровадження енергозберігаючих технологій та гнучких (швидко переналагоджуваних) технологічних ліній. Добитися мінімального споживання енергії вібраційними технологічними машинами (ВТМ) при оптимальних параметрах технологічного процесу та змінній масі завантаження робочого органу можливо тільки тоді, коли механічна система ВТМ буде знаходитись постійно в стані наближеному до резонансного. Тому доцільним є створення керованих вібраційних технологічних машин ВТМ резонансного типу, які б могли швидко переналагоджуватись та мали можливість: автоматично змінювати параметри вібраційного поля та підтримувати їх в заданому діапазоні на резонансній робочій частоті ВТМ, забезпечуючи мінімальні енергетичні затрати на електропривод. Керування якісними характеристиками вібраційного поля на резонансній частоті ВТМ можна забезпечити шляхом автоматичної зміни двох основних параметрів віброприводу: амплітуди та частоти циклічної вимушуючої сили. Застосування керованого віброприводу у ВТМ резонансного типу дозволить інтегрувати ВТМ в сучасні гнучкі високо автоматизовані технологічні лінії промислових підприємств, за рахунок зв'язку із зовнішніми глобальними системами керування та збору інформації.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Робота виконувалася згідно з тематичним планом науково-дослідних та дослідно-конструкторських робіт Вінницького державного аграрного університету (ВДАУ) та кафедри автоматизації та комплексної механізації технологічних процесів ВДАУ, а також відповідно до плану постійнодіючого науково технічного семінару (який проводиться під егідою академії технічних наук Російської Федерації) з проблем “Применение низкочастотных колебаний в технологических целях” з 2002 по 2006рік.

Мета і задачі дослідження. Покращення енергетичних та динамічних характеристик ВТМ шляхом застосування двополярної широтно-імпульсно модульованої (ШІМ) синусоїдальної напруги, яка автоматично забезпечує резонансний режим роботи ВТМ при оптимальних параметрах технологічного процесу.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі:

  • провести аналіз існуючих керованих ВТМ з метою формулювання задач дослідження;

  • теоретично обґрунтувати принципи адаптивного керування вібраційними технологічними машинами;

  • дослідити статичні та динамічні характеристики АВТМ та її елементів. Розробити методику розрахунку керованих віброприводів АВТМ;

  • розробити принципову схеми адаптивної системи керування. Виготовлення експериментального зразку, проведення лабораторних та промислових випробувань;

  • оцінка ефективності застосування, запропонованої адаптивної системи керування параметрами віброприводу ВТМ.

Об’єкт дослідження. Процеси у електромеханічних системах вібраційних технологічних машин.

Предмет дослідження. Енергетичні та динамічні характеристики керованого дебалансного та електромагнітного віброприводу ВТМ при створенні ідентичних вібраційних полів.

Методи дослідження. Математичне моделювання двополярного ШІМ синусоїдального сигналу в електромагнітному віброприводі проводилось за допомогою функції Хевісайда. Для енергетичної оцінки ШІМ синусоїдального сигналу та оцінки перехідних процесів у ВТМ застосовувався спектральний аналіз та проводилось визначення спектральної густини потужності. При досліджені перехідних процесів у ВТМ сигнал від датчика вібрації оброблявся за допомогою програми SPTool (Signal Processing Tool), яка є складовою частиною програмного середовища MATLAB. Проводились дослідження енергетичних та динамічних характеристик ВТМ за допомогою оцінки ефективності вібраційної дії інтегральним енергетичним критерієм. Для оцінювання рівноцінності вібрацій різних частот застосовувався критерій інтенсивності вібрації введений В. Н. Шмигальським в 1959 р. Дослідження, забезпечення резонансного режиму роботи ВТМ проводилося за допомогою промислового мікроконтролера MITSUBISHI (ALPHA XL AL2-14MR - D) із програмним забезпеченням AL-PCS/WIN V2.31 та перетворювачем частоти на базі ШІМ фірми MITSUBISHI (FR-E540 0.75K – EC). Дослідження математичних моделей та статистична обробка експериментально отриманих даних проводилося з використанням програмного забезпечення Mathcad 11 Enterprise Edition, аналітичні вирази оброблялися за допомогою програмного середовища Maple 9.5. Дослідження та моделювання роботи адаптивної системи керування приводом ВТМ проводилось в середовищі MATLAB 7.

Наукова новизна отриманих результатів.

1. Отримала подальший розвиток теорія керування віброприводами, яка полягає в