Розглянуто електромагнітні реле: нейтральні, поляризовані, спеціальні, у тому числі магнітокеровані контакти. Висвітлено елементи промислової автоматики: магнітні контактори, пускачі, автоматичні вимикачі, комутаційні елементи та електромагнітні виконавчі пристрої (силові електромагніти, електромагнітні муфти, пропорційні елементи керування).

Рассмотрены эффективность линейного двигателя постоянного тока с магнитоэлектрическим возбуждением, его высокая перегрузочная способность, обусловленная особенностями конструкции зубцовой зоны и расположения постоянных магнитов. Показано, что такой двигатель в системах автоматического управления целесообразно представлять как двойное апериодическое звено.

Розглянуто ефективність лінійного двигуна постійного струму з магнітоелектричним збудженням, його значну перевантажувальну здатність, зумовлену особливостями конструкції зубцьової зони та розташуванням постійних магнітів. Показано, що такий двигун в системах автоматичного керування доцільно представляти як подвійну аперіодичну ланку.

Considered is the basic efficiency of D.C. linear motor with magnetoelectric excitation, that motorТs specifically high overload capacity being due to its toothy areaТs particular construction as well as permanent magnets allocation.It is shown the expediency of this motor representation as twinned aperiodic link when inclusive to automated control systems.

Запропоновано здійснювати кількісну оцінку якості електронних систем керування виконавчими двигунами за середньоквадратичними величинами відхилень годографів головекторів їх вихідної напруги від ідеальної форми. Наведено методику визначення показників якості за експериментальними даними.

Розглянуто процес програмного супроводження космічного апарата антенною системою в ході проведення сеансу прийому інформації дистанційного зондування Землі. Запропоновано методику синтезу сигналу ШІМ-управління двигуном постійного струму незалежного збурення, що грунтується на визначенні допоміжного аналогового сигналу та проаналізовано її роботу. Одержано у векторній формі модель цифрового регулятора. Відмічено можливість методики забезпечити оптимальний за тривалістю та кількістю переколивань перехідний процес.

Удосконалено теорію побудови обчислювального пристрою (ОП) систем керування (СК) об'єктів з асинхронними машинами (АМ) за рахунок введення до моделей АМ елементів та зв'язків температурної параметричної корекції. Розроблено геометрично-аналітичний метод дослідження ОП та СК, який полягає у представленні керованих координат геометричними фігурами, що дозволяє спростити аналіз та синтез ОП за рахунок візуалізації процесів, що відбуваються в ньому та СК. Розроблено метод відносного струму, сутність якого у використанні відношення складових вектора вихідного сигналу ОП як аргументу функцій опису ОП та СК, що спрощує аналіз функціонування ОП та СК. Вперше описано аналітично та зображено графічно область функціонування ОП частотно-струмових та векторних СК об'єктів з АМ у просторі координат навантаження, похибки орієнтації синхронної системи координат ОП та відношення складових вектора сигналу на виході ОП, що дозволило визначити області та умови забезпечення статичної стійкості СК, створити нові методи та засоби мінімізації структурно-параметричних похибок ОП. Запропоновано метод керування координатою моменту, за яким ОП у сталих режимах роботи систем враховує співвідношення та обмеження складових вектора вихідного сигналу ОП, що дозволяє мінімізувати струм живлення та зменшити енергоспоживання в СК. Створено метод налагодження ОП на базі зміщення параметрів даного процесу, що дозволяє скоротити тривалість налагодження та досягти працездатності СК у діапазоні температур АМ

Обгрунтовано можливості підвищення швидкодії вимірювального контролю кутових положень, а також статичного та пускового моменту крокових двигунів шляхом автоматизації вимірювальної процедури цих параметрів під час перехідного процесу об'єкта контролю. Вдосконалено математичну модель чотирифазного крокового двигуна та його пускових характеристик, яка враховує низькочастотні провали моменту та явище змінення активного опору в результаті нагрівання. Розроблено методи вимірювального контролю кутових положень та пускових характеристик, які підвищують його швидкодію більш як у 10 разів.

Для вдосконалення навчального процесу у Запорізькому національному технічному університеті розроблено лабораторний стенд комп'ютерного керування кроковим двигуном від SCADA системи TRACE MODE через LPT та USB порти персонального комп'ютера. Розроблено методику проведення лабораторних робіт на стенді. Експериментально одержано часові діаграми струмів крокового двигуна ШД5.

Предложен вариант реализации решения проблемы потери шагов при работе микроконтролерной системы на шаговых двигателях без использования датчиков положения, при помощи дополнительного контроля шагов в микрошаговом режиме.

Надано універсальний контролер крокових двигунів, побудований на базі програмованої системи на кристалі, з мінімальним використанням зовнішніх компонент. Це надає змогу будувати дешеві контролери крокових двигунів для різного застосування.

Электроприводы на базе шаговых двигателей позволяют получить высокий момент при низких угловых скоростях вращения ротора и осуществлять позиционирование без применения датчиков обратной связи. В то же время колебательные процессы при повороте ротора на один шаг могут приводить к нежелательным явлениям, в частности, к снижению момента и потере шага. С развитием микропроцессорной и полупроводниковой техники появляются новые алгоритмы управления шаговыми двигателями, которые необходимо проверять, отлаживать, а также оценивать эффективность их применения. Поэтому актуальной задачей является разработка универсального лабораторного стенда, позволяющего исследовать работоспособность и эффективность алгоритмов управления шаговыми двигателями предварительно на модели и в конечном итоге на реальном объекте. Методы исследования - математическое моделирование и физический эксперимент. Разработанный лабораторный стенд позволяет исследовать алгоритмы управления шаговыми двигателями при изменении момента инерции и статического момента сопротивления для разомкнутых и замкнутых систем управления. Получена имитационная модель и подтверждена ее адекватность. Указанная имитационная модель учитывает момент, обусловленный магнитным полем ротора, что позволяет исследовать эффективность новых алгоритмов управления на основе регулирования тока в фазах шаговых двигателей.

Описаны конструкции испытательного стенда двухпоточной гидрообъемно-механической трансмиссии в целом, системы управления, функции применяемого программного продукта, а также приборы для сбора информации. Исследовано влияние шагового двигателя, в качестве исполнительного элемента системы управления объемной гидромашиной с гидромеханическим управлением, на основные показатели работы трансмиссии. Приведены и проанализированы полученные экспериментальные зависимости.

Досліджено математичну модель крокового двигуна, теоретично встановлено і експериментально підтверджено, що вал здійснює коливальні рухи зі зміною напрямку обертання, не врахування якого призводить до значної похибки вимірювання. Показано, що підвищення швидкодії вимірювання можливо досягнути за рахунок вимірювання протягом перехідного процесу, а зменшення похибки - шляхом врахування напрямку обертання. Розроблено методику метрологічної атестації похибки відпрацювання кутових положень крокових двигунів, яка дозволяє класифікувати їх за класами точності.

Проведено аналіз впливу шеститочкової комутації в безконтактних двигунах постійного струму на основі синхронних двигунів з постійними магнітами на відхилення їх параметрів від оптимальних, які досягнуті параметричним проектуванням. Показано, що в режимі безконтактного двигуна постійного струму відхилення проектованих параметрів від розрахункових є незначними.

Описано регульований електропривод на базі крокового двигуна. Розглянуто роботу контролера, описано основні параметри та їх характеристики. Розглянуто особливості програмування контролера та алгоритми виконання команд. Наведено діаграми зміни швидкості, абсолютного та відносного переміщення, описано особливість роботи привода з циклами повторень.

Для вдосконалення, оновлення матеріально-технічного бази та лабораторного обладнання кафедри електромеханіки НТУУ "КПІ" розроблено автономний стенд для дослідження характеристик уніполярного крокового двигуна на базі мікроконтролера. Функціональні можливості стенду дозволяють реалізовувати три режими керування кроковим двигуном, дев'ять фіксованих швидкостей, можливість реверсу. Розроблено методичні рекомендації для проведення лабораторних робіт студентами. Одержано часові діаграми розподілу струму та напруги в обмотках, знято та побудовано механічну характеристику досліджуваного двигуна.

Удешевление шаговых двигателей расширяет их сферы применения, что требует разработки новых алгоритмов управления с применением микропроцессорной техники. Одним из перспективных режимов управления шаговыми двигателями является микрошаговый режим, позволяющий фиксировать вал в промежуточных положениях между шагами и тем самым обеспечивать при позиционировании более равномерное движение без срыва шага.

Cheapening stepper motors extends them scope of application which requires developing new control algorithms using of microprocessor technology. One of the most promising modes of stepper motors is microstepping mode that allows fix shaft in intermediate positions between steps, and thus provide for positioning a uniform movement without disruption of step.

Здешевлення крокових двигунів розширює їх сфери застосування, що вимагає розробки нових алгоритмів керування з використанням мікропроцесорної техніки. Одним з перспективних режимів керування кроковими двигунами є мікрокроковий режим, який дозволяє фіксувати вал в проміжних положеннях між кроками і тим самим забезпечувати при позиціюванні більш рівномірний рух без зриву кроку.

Індекс рубрикатора НБУВ: В381.9 + З965-045.37

Рубрики:

Ядерна електроніка

Автоматика

Шифр НБУВ: Ж43925 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Мета сфери промислових досліджень полягає в розгляді складних роботизованих модулів, що утворюють систему позиціонування з надзвичайно високою точністю позначення, щонайменше 0,5 мкм, які будуть конкурентоспроможними на світових ринках, особливо для експериментальних систем престижних європейських і світових науково-дослідних центрів. Ця система повинна відповідати підвищеним вимогам до жорсткості, стійкості до термічних навантажень, стійкості до радіації. Важливою частиною рішення є оптимізація кінематичної структури сортування та управління системою.

Мета роботи - розробка динамічної макромоделі крокового двигуна (КД) для задач дослідження систем позиціювання та інших робототехнічних мехатронних систем в програмах автоматизованого проектування для електроніки (ЕCAD), яка відповідає критеріям економічності та надійності. Моделінг КД здійснено на базі поведінкових елементів з бібліотеки ЕCAD, модель системи позиціювання отримано в термінах теорії автоматичного управління у вигляді сполучення ланок, передаточні функції для яких отримані як функції часу. Для ефективного моделювання (симуляції) подібних САУ на основі акаузального по суті математичного апарату ЕCAD, моделям надано ознаки каузальності за допомогою залежних джерел, керованих напругою. Об'єктом дослідження є процес моделювання автоматизованих систем із КД в якості актуаторів в середовищі ЕCAD, предметом дослідження є моделі КД. На основі аналізу областей адекватності та математичного апарату існуючих моделей КД, сформовані критерії для розробки економічної моделі, придатної для адекватного макромоделювання САУ із КД в середовищі ЕCAD. Розроблено мінімальну модель КД, яку досліджено для встановленого режиму в навантаженому стані. В ході апробації та верифікації шляхом моделювання підсистеми позиціювання автоматизованої системи визначення поверхневого потенціалу, встановлено, що модель забезпечує високу швидкість та алгоритмічну надійність симуляції при високій точності результатів аналізу динамічних характеристик. Макромодель інстальовано в бібліотеку програми Micro Cap 11. Нова макромодель КД, яка відповідає критеріям адекватності, надійності та економічності, синтезована на основі нового підходу у моделінгу об'єктів на макрорівні, який поєднує принципи побудови структур та ланок САУ згідно теорії автоматичного управління (ТАУ) із можливостями поведінкового моделювання в середовищі програм автоматизованого проектування в електроніці (ЕCAD). Передаточні функції для таких моделей будуються як функції часу, без переходу в комплексну площину, що дозволяє розширити область їх адекватності, порівняно із класичними моделями. Такі макромоделі дозволяють досліджувати динамічні режими в автоматизованих системах позиціювання. Макромодель КД розширює математичне забезпечення ЕCAD, знижує імовірність появи алгоритмічних збоїв та прискорює моделювання САУ в ЕCAD. Використаний при її синтезі підхід дозволяє будувати аналогічні моделі для іншого програмного забезпечення (CAS, CAE).

Проведено аналіз існуючих та можливих перспективних рішень в галузі побудови сучасних крокових електроприводів, що працюють з дробленням основного кроку, виявлені границі переходу з максимальної швидкості на мінімальну. Розроблена спрощена модель розглянутого приводу для визначення найбільш доцільної структури даного приводу.