Русский   English
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат на тему випускної роботи

Увага! Цей реферат відноситься до ще не завершеної роботи. Орієнтовна дата завершення: червень 2023р. Звертайтеся до автора після вказаної дати для отримання остаточного варіанта.

Зміст

Вступ

Ефективне використання енергії є однією з найважливіших проблем народного господарства. Її рішення дозволить знизити споживання енергетичних та матеріальних ресурсів при виробництві промислової та сільськогосподарської продукції, зменшити великі непродуктивні витрати держави та населення у сфері житлово-комунального господарства, покращити обстановку країни. Важливу роль у вирішенні цієї проблеми відіграє електропривод, який є основним споживачем електричної енергії.

Енергозбереження здавна актуальне через скрутність накопичення великих обсягів електроенергії та загальної тенденції зростання цін на енергоносії.

Економічність позиційних електроприводів залежить від правильного вибору всіх його пристроїв і тісно пов'язана з проблемою визначення оптимальних законів виконавчого руху органу робочої машини з початкової позиції в кінцеву та формування оптимальних законів зміни швидкості електроприводу, які забезпечують мінімум динамічних навантажень та втрат енергії.

У повторно-короткочасному режимі роботи позиційних електроприводів навіть незначне збільшення часу відпрацювання переміщення дозволяє суттєво знизити величину теплових втрат. Чимало публікацій присвячено питанням раціонального вибору бажаних законів зміни координат позиційних електроприводів, а також розробці алгоритмів формування відповідних керуючих впливів. При порівнянні різних законів управління позиційними механізмами найчастіше аналізують лише величину теплових втрат за нульового статичного моменту Mс на валу двигуна.

Поряд із тепловими втратами, необхідно розраховувати та аналізувати ще й величину механічної потужності, що витрачається на здійснення корисної роботи. Підсумовуючи обидва ці показники, можна оцінити величину енергоспоживання системи та вибрати, якщо це дозволяють технологічні умови, час відпрацювання заданого переміщення з умови мінімуму споживаної електроенергії.

Процес нагрівання різних частин регульованого приводу є частиною втрат енергії під час його роботи. Забезпечення охолодження приводу та зменшення температури його нагріву є важливим складовою його роботи, що підвищує його енергоефективність.

Підвищення якості технологічного обладнання виробничих галузей і, як наслідок, продукції неможливе без масового застосування автоматизованих систем на основі регульованих позиційних приводів. Позиційне управління широко використовується в робототехніці, розточувальних і свердлильних верстатах, системах стабілізації платформ в маніпуляторах, клапанах, засувках, системах наведення антен, оптичних та радіотелескопах, а також у різних системах електроприводу промислових установок.

1. Актуальнiсть теми

Відомий ряд методів синтезу оптимального управління:

  • Методи варіаційного обчислення,
  • Принцип максимуму Понтрягіна,
  • Релейне управління та динамічного програмування Гамільтона-Якобі-Беллмана.

    • Сучасні адаптивні методи синтезу побудовані на алгоритмах управління з фазі-логікою та нейронними мережами

    Магістерська робота присвячена актуальному науковому завданню розробки системи позиційного електроприводу, оптимального з енергозберігання. Критерієм такої оптимізації є насамперед мінімум електричних втрат в обмотці якоря, який досягається шляхом зменшення нагріву обмотки.

    2. Мета і задачі дослідження та заплановані результати

    Мета дослідження:

  • Розробка триконтурної системи регулювання положення електроприводу, спрямована на вибір таких характеристик та параметрів, які забезпечать мінімальні втрати в обмотці статора двигуна постійного струму

    • Основні завдання дослідження:

    1. Розробка та моделювання триконтурної системи регулювання положення електроприводу в середовищі моделювання Simulink
    2. Аналіз методів синтезу оптимального керування для даної системи
    3. Порівняльний аналіз трикутної, параболічної та трапецієдальної тахограм

    Об'єкт дослідження:

  • Підпорядкована система регулювання положення двигуна постійного струму.

    • Предмет дослідження:

  • Розробка системи позиційного електроприводу з умови мінімізації енергоспоживання з урахуванням втрат від статичного навантаження

    • 3. Огляд досліджень та розробок

    Оскільки системи регулювання положення є важливою частиною різних систем електроприводу промислових установок, то проблеми їх синтезу, аналізу, мінімізації енергоспоживання та реалізації були широко досліджені як американськими та європейськими вченими, так і вітчизняними фахівцями.

    Висновки

    Оптимальний з енергоспоживання синтез систем регулювання становища електроприводу становить не тільки теоретико-дослідницький, а й практичний інтерес. Розробка оптимальних систем регулювання положення дає можливість здійснювати ефективне узгоджене позиціонування виконавчих механізмів для кількох електроприводів, а також розширює можливості за погодженням процесу позиціонування виконавчого механізму з іншими технологічними операціями, коли збільшення тривалості операції позиціонування не впливає на загальну тривалість технологічного циклу.

    Магістерська робота присвячена актуальному науковому завданню розробки системи позиційного електроприводу, яка дозволить оптимізувати електроспоживання та врахувати втрати від статичного навантаження.

    У рамках проведених досліджень виконано:

    1. Розроблено структуру системи регулювання положення електроприводу та визначено функції її складових.
    2. На підставі аналізу літературних джерел виділено основні методи, які можуть бути використані у запропонованому підході до оптимізації системи з енергоспоживання.
    3. Проведено низку експериментів щодо використання різних методів в оптимізації системи з енергоспоживання з урахуванням статичного навантаження, проаналізовано отримані результати.
    4. Розглянуто можливості комплексної автоматизації розробленого підходу до синтезу та оптимізації системи, оцінено вимоги до програмного та апаратного забезпечення, виконано пошук функціонально подібних систем синтезу оптимальних систем.

    При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: червень 2023 року. Повний текст роботи та матеріали на тему можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.

    Список источников

    1. Сапсалёв А.В., Огнянников Е.В., Давыденко О.Б. Оптимальные взаимосвязи параметров циклических электроприводов с линейной диаграммой скорости // Электроприводы переменного тока: Труды международной четырнадцатой научно-технической конференции. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007, с 319- 322.
    2. Тукалов И.О, Асмолова Л.В. Сравнительный анализ энергетических затрат при различных законах изменения скорости привода летучих ножниц // Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика: Вестник ХГПУ. – Харьков: ХГПУ, – 2001. – №10 – с. 360-362.
    3. Чермалых А.В., Данилин А.В., Прядко С.П. Сравнительный анализ диаграмм управляющих воздействий электропривода, формируемых задающими моделями // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. – Кременчук: КДПУ. – 2002. – №1 (12). –с. 13-17.
    4. Денисова А.В., Сабинин Ю.А. Формирование задающего воздействия в позиционном электроприводе. //Электротехника №9 2002, с. 21-28.
    5. Седов Ю.Г., Теличко Л.Я. Исследование параболического закона управления в позиционном электроприводе //Известия вузов: Электромеханика №4, 2004. с. 25-27.
    6. Теличко Л.Я., Седов Ю.Г. Исследование косинусоидального и параболического законов позиционирования // Известия вузов: Электромеханика №3, 2005. с. 51-53.
    7. Расчет энергопотребления позиционного электропривода, реализующего оптимальное по тепловым потерям управление [Электронный ресурс]/Толочко О.И., Розкаряка П.И - Электрон.текст - Режим доступа: http://etf.donntu.ru/eapu/scientific/6_consumption_estimation.pdf
    8. Зеленов А.Б., Полилов Е.В., Яблонь В.П., Морозов Д.И. Энергосбережение и оптимизация потерь в позиционных электроприводах (часть 2) // Вестник КГПУ им. М. Остроградского. – Кременчуг: КГПУ. – Вып. 3/2007 (44), Ч2. – С. 82-87.
    9. Петров Ю. П. Оптимальное управление электроприводом. М. – Л., Госэнергоиздат, 1961. – 187 с
    10. Bychkov, Mikhail; Kuznetsova, Valentina; Anuchin, Aleksey (2020). - Quasi-optimum Control of Positional Electric Drive with Synchronous Reluctance Motor by Criterion of Minimum Electrical Losses, DOI:10.1109/IWED48848.2020.9069564
    11. Шишков А.Н., Виноградов К.М., Бычков А.Е., Белоусов Е.В., Сычев Д.А., Наумович Н.И., Хаятов Е.С. Оптимальная траектория движения позиционного электропривода//Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика» - 2015. – Т.15, №3. – С.82-89. DOI: 10.14529/power150311
    12. Яковленко П.Г. Оптимизация законов управления позиционными электроприводами для управления от ЭВМ//Системы электропривода и промышленной автоматики с управлением от микропроцессоров и ЭВМ. – Л.: ЛДНТП, Ленингр.отд-ние, 1983. – 32-35
    13. Моисеев Н.Н. Численные методы в теории оптимальных систем. М.: Наука, 1971,424 стр.
    14. Л.С. Понтрягин, В.Г.Болтянский, Р.В.Гамкрелидзе, Е.Ф. Мищенко/ Математическая теория оптимальных процессов. М.: Наука
    15. Беллман Р.Е. Динамическое программирование. М.:Изд-во иностр. лит-ры, 1960
    16. Александров А.Г. Оптимальные и адаптивные системы. М.:Высш. шк., 1989, 263 с.
    17. Юревич Е.И. Теория автоматического управления. СПб.: БХВ Петербург, 2007, 560 с.
    18. Тэрано Т., Асаи К., Сугэно М. Прикладные нечёткие системы. М.: Мир