Témata
Reklama

Matematické modelování a regulace elektrických pohonů

18. 06. 2003

Druhý článek seriálu o elektrických pohonech seznamuje s principem invariance v regulovaných pohonech, definuje její základní podmínky na základě znalosti obrazových přenosů regulačního obvodu a znázorňuje její vliv na kvalitu regulace na charakteristikách, které jsou ověřené na pohonu se stejnosměrným motorem.

Princip invariance v regulovaných pohonech

Proti nežádoucím vlivům poruchových veličin na regulované veličiny se používají kompenzační obvody, které se navrhují podle zadaných vlastností a parametrů regulačního obvodu, a to tak, aby vliv poruchy na regulované veličiny byl minimální. Jsou případy, kdy neúměrný požadavek na typovou velikost motorů elektrického pohonu ani nákladný regulátor nezaručí požadovanou činnost. Proto princip invariance umožňuje v mnoha případech zvýšit kvalitu regulace v elektrických pohonech jak z hlediska řízení, tak i z hlediska eliminování vlivu poruchových veličin.
Reklama
Reklama
Reklama

Princip invariance

Uvažujeme-li regulační obvod podle obrázku, potom invariance vůči řídicímu signálu x1 bude spočívat v tom , že v případě nulové poruchy M= 0 bude regulovaná veličina x2 kopírovat řídicí signál x1; jedná se o absolutní invarianci.
Přenos regulační odchylky
Je-li , x1(p) * 0 (2) Z toho vyplývají dvě podmínky: , M(p) * 0 (3)Podmínka M(p) = 0 představuje tzv. podmínku absolutní invariance vůči řídicímu signálu x1.
Invariance vůči poruchovému signálu je invariance z hlediska eliminovaní, resp. zmenšování vlivu poruchové veličiny Mz na regulovanou veličinu x2 , tj. i na regulační odchylku Dx. Alespoň částečnou invarianci v tomto případě je možné uskutečnit, a to tak, že se zabezpečí měření poruchy Mz a vhodným regulátorem F1(p) zpracovaný signál se zavede na vhodné místo v regulačním obvodu tak, aby regulační odchylka byla minimální. V obvodu je možno najít i jiný signál Y příbuzný poruchové veličině, od kterého můžeme odvodit příslušnou vazbu přes F2(p), takže může odpadnout často obtížné měření poruchové veličiny. Přenos F1(p) na obrázku má zabezpečit částečnou invarianci regulační odchylky Dx, resp. regulované veličiny x2 vůči poruše od zátěže Mz.
Podmínka částečné invariance vůči poruchovému signálu od zátěže je

Závěr

Princip invariance se používá v pohonech, kde se kladou mimořádné nároky na kvalitu regulace. Parametry přenosu zpětné vazby F1(p) nebo F2(p) se navrhují na základě znalosti parametrů všech ostatních přenosů regulačního obvodu. Na průbězích momentů a otáček v grafech můžeme vidět pozitivní vliv částečné invariance na regulovaný pohon – jak z hlediska omezení velikosti překmitů regulovaných veličin, tak i hlediska zkrácení trvání přechodného děje. Uvedené charakteristiky jsou výstupní veličiny modelového vypočtu rychlostního regulačního obvodu s částečnou invariancí vůči momentovému zatížení, a to se stejnosměrným motorem. Motor byl zatížen 70 % jmenovitého momentu v okamžiku 1,2 s a odlehčen v okamžiku 1,3 s od okamžiku rozběhu.
Reklama
Vydání #6
Kód článku: 30677
Datum: 18. 06. 2003
Rubrika: Inovace / Pohony
Autor:
Firmy
Související články
Svět mobility se mění

Společnost Schaeffler představila optimalizované pohony se spalovacími motory, které přispívají k dosažení klimatických cílů, jež plynou z Pařížské klimatické dohody. Další novinkou v jejím portfoliu jsou elektromotory dotažené do stavu připravenosti na sériovou výrobu.

Lineární vedení NSK s vylepšeným těsněním

Společnost NSK představila na veletrhu EMO 2019 optimalizovanou řadu válečkového vedení RA s vylepšeným těsněním. Lineární vedení RA jsou vybavena novými těsněními V1 a vylepšeným krytem, které pomáhají prodloužit životnost a spolehlivost obráběcích strojů.

Místo převodovky řemenové pohony

Synchronní řemeny se v mnoha průmyslových odvětvích prosazují jako nejlepší volba.

Související články
Jak se vyvíjí a vyrábí proudový motor?

V letošním roce uvedla První brněnská strojírna Velká Bíteš (PBS) na trh nový turbínový motor PBS TJ150. Jedná se o proudový motor, u kterého se výkon, resp. tah motoru uvádí v jednotkách Newton. Maximální tah tohoto motoru činí 1 500 N. Je to již pátý typ proudového motoru, který tato exportně orientovaná firma dodává na zahraniční trhy.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Špičkové technologie pro letectví a kosmonautiku

Jako jedno z nejinovativnějších a nejprogresivnějších odvětví na světě spojuje letectví a kosmonautika téměř všechny dnešní špičkové technologie. Elektronika a robotika se zde setkávají v měřicí, regulační a řídicí technice. Přitom se letectví a kosmonautika v první řadě ujímají vývoje a provozu leteckých objektů, jako jsou letadla nebo speciální kosmické dopravní prostředky a družice.

Ready made lineární osy s ozubeným řemenem

Pomocí lineární osy je realizován pohyb v přímém směru a jedná se tak o výborný výchozí konstrukční prvek pro stavbu strojů, automatizačních linek a polohovacích zařízení s potřebou přesného lineárního pohybu ve více osách (typicky například CNC stroje). V posledních letech došlo navíc k výraznému snížení cen a lineární osy se tak stávají dostupné i pro dosud zapovězené oblasti. V neposlední řadě je podstatnou výhodou u tzv. ready made produktů dodávka již smontovaného dílu připraveného k okamžitému použití v zákaznické aplikaci.

Nová koncepce dvoupotrubních centrálních mazacích systémů

Oproti jiným typům ztrátových centrálních mazacích systémů, dále jen CMS, mají dvoupotrubní mazací systémy zásadní přednost v tom, že dávkovače jsou plněny novým mazivem přetlakově. To je předpoklad pro spolehlivé mazání strojů a strojních zařízení.

Kompaktní pohony s dutou hřídelí

Kompaktní, robustní, cenově výhodné… Jsou-li stanoveny požadavky na stroje, musí zareagovat i poskytovatelé řídicí a pohonné techniky. Jejich inovace jsou důležité pro vývoj konstrukcí strojů.

Řemenové převody přinášejí dynamiku do intralogistiky

Na hannoverském veletrhu se mohli návštěvníci seznámit s inovativními řešeními pro skladovou logistiku, jež vyvinula společnost Continental. Jedná se například o ozubené řemeny Conti Synchrodrive, které nacházejí uplatnění u sloupových zakladačů vysokoregálových skladů, ploché pásy Conti Polyflat pro zdvihací a závěsné systémy či drážkové řemeny Conti Multirib, které se používají v pohonu válečkových tratí.

Optimalizace koncepce pohonu strojů

Pomocí celkové dynamické simulace různých vzájemně působících posuvových systémů stroje může být již v návrhu posuzována vzájemná souhra mezi jednotlivými souřadnými osami. Dále je možné pomocí takové simulace navrhnout cenově příznivý koncept celkového pohonu menších rozměrů s vysokou přesností.

Inteligentní motor střižený na míru

Mechatronická pohonná jednotka g350 představuje nový kompaktní mechatronický pohonný balíček, který firma Lenze uvádí na trh ve třech výkonnostních provedeních. Zařízení je koncipováno speciálně pro horizontální přepravní techniku.

Klínové řemeny pro pohony obráběcích strojů

Klínové řemeny ContiTech Conti V jsou určeny pro vysoká zatížení a osvědčují se ve ztížených provozních podmínkách. Snadno se instalují a vyznačují se nízkou hlučností v širokém spektru aplikací.

Navrhování ložisek s využitím systémových znalostí

Společnost Schaeffler uvedla novou verzi svého výpočetního softwaru Bearinx 10.0. Ten nyní zahrnuje i novou řadu toroidních ložisek TORB a přináší nové funkce také v zákaznických verzích.

Najít svou konkurenční výhodu

„Najít svou konkurenční výhodu je v dnešní době zásadní,” říká v rozhovoru Ing. Radek Socha, ředitel SKF CZ, a. s.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit