CC BY
5
Нурбану Даукеновна Сарбасова Nurbanu D. Sarbasova
старший преподаватель факультета компьютерных наук, Торайгыров университет, Павлодар, Казахстан
Анара Даукеновна Умурзакова Anara D. Umurzakova
кандидат технических наук, доктор PhD., старший преподаватель кафедры эксплуатации электрооборудования,
Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина, Нур-Султан, Казахстан
Сергей Николаевич Кладиев Sergey N. Kladiev
кандидат технических наук,
доцент отделения электроэнергетики и электротехники Инженерной школы энергетики, Национальный исследовательский, Томский политехническийуниверситет,Томск, Россия
DOI: 10.17122/1999-5458-2022-18-1-154-167
ПРИМЕНЕНИЕ ТАХОГЕНЕРАТОРА И РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ДЛЯ ЗАМЕНЫ МЕХАНИЧЕСКОГО
УПРАВЛЯЮЩЕГО КАНАЛА ДЛЯ СИНХРОННО-СЛЕДЯЩИХ СОРТИРОВОЧНЫХ УСТРОЙСТВ КРУГЛОГО ЛЕСА
Актуальность
Автоматизированная сортировка лесоматериалов является одним из основных видов работ на современных лесных складах лесоперерабатывающих и деревообрабатывающих предприятий. Выбор сортировочного устройства обусловлен грузооборотом склада, сортиментным составом, дробностью сортировки и условиями отгрузки лесоматериалов потребителям, как правило, при сортировке круглого леса применяются в основном цепные лесотранспортеры (бревнотаски). Основными элементами продольных сортировочных лесотранспортеров являются: приводное, тяговое и натяжное устройства, эстакада с лесонакопителями.
При автоматизированной сортировке продольные транспортеры оборудуют брев-носбрасывателями и командными аппаратами (сортировочными устройствами), обеспечивающими автоматическое управление их работой. Командные аппараты делятся на две группы: локальные и синхронно-следящие сортировочные устройства.
Группа синхронно-следящих сортировочных устройств содержит аналоговый или дискретный носитель, информация на котором должна двигаться синхронно с дви-
154-
Electrical and data processing facilities and systems. № 1, v. 18, 2022
УДК 621.313
жением цепного транспортёра бревнотаски. Однако для фиксации движения транспортёра доступен один элемент кинематической схемы транспортера - это вал ведомого или ведущего шестигранного колеса цепного транспортёра.
Для группы синхронно-следящих сортировочных устройств большое значение имеет синхронизация работы устройства сортировки с перемещением бревен к бункерам накопителям и сбрасывателям. Средняя частота вращения ведущего и ведомого колеса цепного транспортёра и, следовательно, линейная скорость перемещения круглого леса на цепном транспортере постоянна. Однако мгновенные значения частот вращения ведущего и ведомого колёс изменяются по случайному закону, следовательно, линейная скорость перемещения груза на транспортере тоже меняется в процессе перемещения, что приводит к появлению ошибки положения бревна на транспортере. Таким образом, к положительным свойствам синхронно-следящих сортировочных устройств можно отнести следующие позиции: автоматическое обслуживание всех лесонакопителей одним сортировочным устройством без дополнительных элементов, корректирующих процесс включения бревносбрасывателей. К отрицательным моментам следует отнести значительную неточность управления бревнобрасывателями, что и предопределило малое внедрение механического шарикового барабана заказов.
Поэтому дальнейшее исследования технологии транспортировки бревен на лесо-транспортерах с учетом синхронизации работы устройства сортировки бревен является актуальной научно-технической задачей.
Цель исследования
Выявление новых решений и тенденций их развития в области разработки и исследования способов управления сортировочным устройством на сортировочных лесотранспортерах.
Методы исследования
Библиографический анализ, методы статистической обработки, имитационное моделирование.
Результаты
Для управления дискретными и непрерывными синхронно-следящими сортировочными устройствами предложен способ реализации управляющего канала на основе тахогенератора и регулируемого электропривода, рассмотрена и доказана возможность регулирования скорости управляющего канала и управления без применения дополнительных средств непрерывными сортировочными устройствами.
В исследовании применен метод имитационного моделирования в Ма1ЬаЬ 2021а, позволяющий убедиться в работоспособности разработанной реализации управляющего канала и произвести оценку ошибок показателей функционирования управляющего канала.
Результаты имитационного моделирования подтвердили возможность практического применения предлагаемого способа реализации управляющего канала.
На основании полученных результатов можно сделать вывод, что для управления дискретными сортировочными устройствами данный способ реализации управляющего канала можно использовать.
Ключевые слова: сортировка круглого леса, автоматизация процесса сортировки, цепной транспортер, ведущее шестигранное колесо цепного транспортёра, регулируемый электропривод, управляющий канал
THE USE OF A TACHOGENERATOR AND AN ADJUSTABLE ELECTRIC DRIVE TO REPLACE THE MECHANICAL CONTROL CHANNEL FOR SYNCHRONOUS-TRACKING SORTING DEVICES FOR ROUND TIMBER
Relevance
Automated sorting of timber is one of the main types of work in modern timber warehouses, timber processing and woodworking enterprises. The choice of a sorting device is determined by the cargo turnover of the warehouse, the assortment composition, the sorting fraction and the conditions for the shipment of timber to consumers, as a rule, when sorting round timber, chain timber transporters (log haulers) are mainly used. The main elements of longitudinal sorting timber transporters are: drive, traction and tension devices, overpass with timber storage.
With automated sorting, longitudinal conveyors are equipped with log ejectors and command devices (sorting devices) that provide automatic control of their work. Command devices are divided into two groups: local and synchronous-tracking sorting devices.
The group of synchronously-tracking sorting devices contains an analog or discrete carrier, the information on which must move synchronously with the movement of the chain conveyor of the log haul. However, to fix the movement of the conveyor, one element of the kinematic scheme of the conveyor is available - this is the shaft of the driven or driving hexagonal wheel of the chain conveyor.
For a group of synchronously tracking sorting devices, the synchronization of the sorting device with the movement of logs to storage bins and dumpers is of great importance. The average rotational speed of the driving and driven wheels of the chain conveyor and, consequently, the linear speed of movement of round wood on the chain conveyor is constant. Thus, the following positions can be attributed to the positive properties of synchronous-tracking sorting devices: automatic maintenance of all forest storages by one sorting device without additional elements that correct the process of turning on log throwers. The negative points include a significant inaccuracy in the control of log throwers, which predetermined the small introduction of a mechanical ball drum of orders.
Therefore, further research into the technology of transporting logs on timber conveyors, taking into account the synchronization of the operation of the log sorting device, is an urgent scientific and technical task.
Aim of research
To identify new solutions and trends in their development in the field of development and research of ways to control the sorting device on sorting timber conveyors.
Research methods
Bibliographic analysis, statistical processing methods, simulation modeling.
Results
To control discrete and continuous synchronously-tracking sorting devices, a method for implementing a control channel based on a tachogenerator and an adjustable electric drive is proposed, the possibility of controlling the speed of the control channel and controlling continuous sorting devices without the use of additional means is considered and proved.
In the study, a simulation method was used in MatLab 2021a, which makes it possible to verify the operability of the developed implementation of the control channel, and to evaluate the errors in the performance of the control channel.
The simulation results confirmed the possibility of practical application of the proposed method for implementing the control channel.
Based on the results obtained, it can be concluded that this method of implementing the control channel can be used to control discrete sorting devices.
The study used the simulation method in MatLab 2021a, which allows you to verify the operability of the developed implementation of the control channel, and evaluate the errors in the performance of the control channel.
Keywords: round wood sorting, sorting process automation, chain conveyor, driving hexagon-shaped wheel of chain conveyor, adjustable electric drive, control channel
Автоматизированная сортировка лесоматериалов является одним из основных видов работ на современных лесных складах лесоперерабатывающих и деревообрабатывающих предприятий. Выбор сортировочного устройства обусловлен грузооборотом склада, сортиментным составом, дробностью сортировки и условиями отгрузки лесоматериалов потребителям, как правило, при сортировке круглого леса применяются в основном цепные лесо-транспортеры (бревнотаски). Основными элементами продольных сортировочных лесотранспортеров являются: приводное, тяговое и натяжное устройства, эстакада с лесонакопителями [1, 2].
При автоматизированной сортировке продольные транспортеры оборудуют бревносбрасывателями и командными аппаратами (сортировочными устройствами), обеспечивающими автоматическое управление их работой. Командные аппараты делятся на две группы [3]: локальные и синхронно-следящие сортировочные устройства.
Локальные устройства содержат в своей структуре системы измерения геометрических размеров бревна (диаметра и длины), а также определения качественных и породных свойств древесины бревна. Создание такого локального устройства - задача сложная и дорогостоящая. При этом следует иметь ввиду, что количество этих устройств определяется количеством лесонакопителей в сортировочной зоне, и каждое локальное устройство настраивается индивидуально для распознавания того сортимента, который должен складироваться в данном лесона-копителе. Единственное положительное качество локальных средств сортировки
высокая точность управления бревно-сбрасывателями.
Группа синхронно-следящих сортировочных устройств содержит аналоговый или дискретный носитель, информация на котором должна двигаться синхронно с движением цепного транспортёра бревнотаски. Однако для фиксации движения транспортёра доступен один элемент кинематической схемы транспортера -это вал ведомого или ведущего шестигранного колеса цепного транспортёра. Поэтому сортировочные устройства этой группы получают информацию о движении транспортной системы (цепи) через частоту вращения этих колёс. Например, известное сортировочное устройство -шариковый барабан заказов - должен быть механически соединён с валом ведомого или ведущего шестигранного колеса цепного транспортёра, что вызывает значительные сложности. Это обстоятельство и определило ограниченное применение этого простого по конструкции сортировочного устройства.
Для группы синхронно-следящих сортировочных устройств большое значение имеет синхронизация работы устройства сортировки с перемещением бревен к бункерам накопителям и сбрасывателям. Средняя частота вращения ведущего и ведомого колеса цепного транспортёра и, следовательно, линейная скорость перемещения круглого леса на цепном транспортере постоянна. Однако мгновенные значения частот вращения ведущего и ведомого колёс изменяются по случайному закону, следовательно, линейная скорость перемещения груза на транспортере тоже меняется в процессе перемещения, что приводит к появлению
ошибки положения бревна на транспортере. Таким образом, к положительным свойствам синхронно-следящих сортировочных устройств можно отнести следующие позиции: автоматическое обслуживание всех лесонакопителей одним сортировочным устройством без дополнительных элементов, корректирующих процесс включения бревносбрасывателей. К отрицательным моментам следует отнести значительную неточность управления бревнобрасывателями, что и предопределило малое внедрение механического шарикового барабана заказов [3-5].
На сегодняшний день в лесопромышленном производстве до сих пор применяется ручной труд.
Травматизм, высокая себестоимость, низкая производительность, большие трудозатраты могут возникнуть в результате ручного труда, поэтому повышение технического уровня и внедрение средств автоматизации на деревообрабатывающих предприятиях дают возможность уменьшить влияние этих недостатков и увеличить эффективность технологии сортировки.
Сортировку круглого леса в лесопромышленном производстве осуществляют с помощью продольных и поперечных транспортеров [6-8].
Линии сортировки бревен в зависимости от назначения и дополнительных функций могут строиться в различных конфигурациях [9-11]: локальные и синхронно-следящие. Ниже представлены рекомендации по совершенствованию структуры синхронно-следящих сортировочных устройств.
Различные сортировочные устройства применяются при автоматизации сортировки круглого леса на заготовительном предприятии. Эти устройства должны выполнять определенные требования, важнейшим из которых является точность сброса сортиментов, а также обеспечение
длительной работы на открытом воздухе и невысокая стоимость устройства [12-14].
Авторами установлено, что при работе сортировочного транспортёра круглого леса на ведущий и ведомый туеры (шестигранные колеса цепного транспортёра) действуют возмущения, приводящие к мгновенным изменениям линейной скорости перемещения транспортёра в области туеров, и доказано, что минимальная ошибка слежения за перемещением бревна на транспортёре может быть достигнута при одновременном контроле частоты вращения ведущего и ведомого туеров.
Таким образом, возникает необходимость разработки и исследования способов реализации управляющего (информационного) канала для сортировки круглого леса на лесозаготовительных предприятиях.
На рисунке 1 представлена разработанная схема модели применения тахогене-раторов и регулируемого электропривода для реализации управляющего канала, позволяющая убедиться в работоспособности данного способа реализации управляющего канала и произвести оценку ошибок функционирования управляющего канала. Этот вопрос исследован на схеме модели (рисунки 1-4) в версии Ма^аЬ Я2021а [15-18].
Тахогенераторы механически соединяются с валами туеров и информацию о вращении валов передают электрическим способом к месту установки сортировочного устройства. Тахогенераторы должны быть закрытого исполнения с возбуждением от постоянных магнитов.
Для реализации управляющего канала S0 выбраны два одинаковых тахогенера-тора: (Тг1 и Тг2) и регулируемый электропривод мощностью порядка 1 кВт. Тахогенераторы Тг1 и Тг2 выполняют функцию датчиков частоты вращения валов ведущего и ведомого туеров. Валы
Электропривод управляющего канала
Рисунок 1. Схема модели управляющего канала в Simulink MatLab Figure 1. Control channel model diagram in Simulink MatLab
тахогенераторов механически соединяются с валами туеров.
На входы сумматора Sum (рисунок 1) подаются напряжения тахогенераторов, равные частотам вращения туеров [рад/с], одинаковое численное значение которых задаётся на выходе блока Integrator [19, 20]. Максимальное значение частоты вращения туеров 4 рад/с соответствует средней скорости движения цепи транспортёра (1 м/с) и устанавливается ограничением выходного напряжения блока Integrator (рисунок 2).
Интегратор имеет коэффициент усиления, равный единице. Программа работы блока Integrator, а, следовательно, и сортировочного транспортёра, задаётся и отражается в блоке Stair Generator (рисунок 2). В первой строке Time (s) отражаются моменты времени в секундах, начиная с которых на входе блока Integrator формируются указанные в строке Amplitude положительные или отрицательные напряжения. В нулевой момент времени
на вход блока Integrator подаётся нулевое напряжение, и сохраняется нулевое значение до момента времени 1 с. В этот интервал времени Integrator не изменяет выходное напряжение ивых. и, сохраняя его нулевым.
В момент времени 1 с на вход блока Integrator поступает напряжение Uexu = +3 В. Integrator начинает увеличивать напряжение с интенсивностью И = Uвхм/At. При единичном коэффициенте усиления интегратора и At = 1 c интенсивность И будет выражена как 3 В/с.
Выходное напряжение интегратора ивыхи = И х t через 1,33 с (текущее время 2,33 с) достигнет 4 В. Вступает в действие ограничение выходного напряжения? и до момента времени 20 с напряжение сохраняется на уровне 4 В.
В момент времени 20 с на выходе блока Stair Generator генерируется напряжение минус 3 В, которое подаётся на вход интегратора. В этот момент времени выходное напряжение интегратора уменьша-
eioik Pirir^sipi^ hié^iatùr
Integrator
Continuous-tune mtogtjttofi of the input signal.
Piran^stcfi
EXtWfiiL none -1
bilbd condlbai source- | int«rut 3
Jjiitios umJltkw:
0 G)
Й Limit out put
upper wwration ¡imu:
A В
LöAer saturation limit:
D §
L Wrap state
Show saturation pon
С slww state port
Absolute tctaante:
auto (¡1
Ignore limit ami reset when ИгдаШппд
Enable юго-атжкч detection
Stow Nam»: ¡e.g., 'pùsltton')
L .ДвЬ-J \ DmI Help Î.,,-.
Рисунок 2. Диалоговое окно блока Integrator и Stair Generator Figure 2. Integrator and Stair Generator block dialog box
ется с интенсивностью 3 В/с. Через 1,33 с (текущее время 21,33 с) уменьшится на 4 В, т.е. выходное напряжение достигает нулевого значения и ограничивается на нулевом уровне, исключая рост напряжения отрицательной полярности. На рисунке 3 показана диаграмма работы интегратора (Scope2), управляемого блоком Stair Generator, до 60 с.
Выходное напряжение интегратора поступает на входы тахогенераторов Тг1 и Тг2, имитируя частоту вращения валов туеров W1 = W2 = 4 рад/с для представления возможности использования управления сортировочным устройством от любого туера. Сумма напряжений 8 В с выхода сумматора Sum (рисунок 1) подаётся на вход регулируемого электропривода, схема модели которого приведена на рисунке 4. Данное решение позволяет получить среднюю частоту вращения ведущего и ведомого туеров и расширить число возможных способов синхронного управления сортировочным устройством до трёх. 160-
Привод реализован на постоянном токе. В качестве управляющего канала вместо вала ведомого или ведущего туера используется вал двигателя постоянного тока с постоянными магнитами DC Machine1.
Регулирование напряжения на якоре двигателя и частоты вращения двигателя осуществляется преобразователем Universal Bridge1.
Коммутационное устройство — ключи выполнены на IGBT транзисторах, зашун-тированных диодами. Преобразователь управляется импульсами включения, формируемые генератором ШИМ (PWM на рисунке 4) по симметричному закону.
Такой способ обеспечивает наиболее точное и качественное управление двигателем постоянного тока.
Кроме того, не требуется дополнительных элементов для осуществления реверса. Для изменения направления вращения вала двигателя при сочленении с сортировочным устройством необходимо сменить полярность напряжения на якоре
Выходное напряжение интегратора U вых, [В]
| X 2.33338 Y4 I
1
X 21.3334 Y 0 1
1
10
20
40
50
30
Time (seconds)
Рисунок 3. Диаграмма выходного напряжения интегратора Figure 3. Integrator output voltage diagram
60
Bus Selector
A
и aL
H<Electrical to que Те (r> < Speed wm ( <Armature ct
DC Machine 1 Б®"«*5 Branch 1
~L
ч e-
Series RLC Branch
Universal Bridge
Subsystem2 stair
Generator!
KD
<Speed wm {rad/s)>
rb
-КЮ
< Electrical torque Те {n m>>
-<D
<Armature current ia (A)>
□
Scope1
Star Generator
Рисунок 4. Схема модели регулируемого электропривода Figure 4. Scheme of the model of an adjustable electric drive
двигателя и тахогенераторе, пересоединив провода, приходящие к якорю двигателя и к тахогенератору данного привода. Для снижения уровня пульсации тока двигателя в цепь якоря включен индуктивный элемент Series RLC Branchl (100 мГн).
Как показал результат моделирования работы электропривода, существенного влияния динамических свойств привода на точность передачи задающего движения не отмечено. Питание привода осуществлено от мостового выпрямителя
Universal Bridge с ёмкостной фильтрацией (Сф = 500 мкФ). На вход выпрямителя подано напряжение 40/ В, 50 Гц. При этом напряжении питания привод способен развивать момент 5 Нм. Если требуется большее значение момента, то необходимо увеличивать напряжение питания привода либо увеличивать мощность двигателя.
Недостатком моделей электрических двигателей, приведённых в библиотеке Simulink, является их работа только с активным моментом. Для устранения
этого недостатка введён дополнительный блок Subsystem2, обеспечивающий работу двигателя при реактивном, активном и смешанном характерах нагрузки. Предлагаемый электропривод содержит обратные связи по скорости и току двигателя, обеспечивая наиболее точное воспроизведение заданной скорости при воздействии нагрузки.
На валу двигателя постоянного тока DC Machinel формируется частота вращения W3 = 8 рад/с и момент двигателя, например Te = 2 Н м (рисунок 5), задаваемые блоками Subsystem2 и Stair Generator.
Таким образом, решена задача замены механического соединения вала туера с сортировочным устройством на тахогене-раторы и регулируемый электропривод. Передача вращения туеров и суммирование их скоростей осуществлены электрическим способом без механических приспособлений.
Электропривод и двигатель DC Machinel, вал которого составляет основу управляющего канала, располагаются в одном помещении с сортировочным устройством.
Для окончательной рекомендации о целесообразности использования рассматриваемого способа реализации необходимо исследовать показатели точности процесса передачи информации по данному методу.
Для этой цели выполним имитационное моделирование в MatLab R2021а работы управляющего канала по схеме, приведённой на рисунке 1.
В момент подачи напряжения на схему управляющего канала ^ = 0) двигатель постоянного тока DC МасЫпе1 остаётся в исходной нулевой позиции, так как:
— двигатель выполнен с постоянными магнитами;
— привод выполнен с обратными связями по скорости и току;
— задание на скорость отсутствует. В это время 1-й и 2-й тахогенераторы колебаний не совершили, так как их валы жёстко механически связаны с валами туеров.
Отметим, что в данном эксперименте на туеры возмущения не поступают, и частоты вращения у них строго одинаковые.
Рисунок 5. Диаграммы частоты вращения и момента двигателя SIUnits3 Figure 5. SIUnits3 engine speed and torque diagrams
Определим с помощью блоков Gain6 и Integrator 2 траекторию идеального движения определённой точки транспортера S1 [м] и выполним сравнение (блок Suml) с полученной реальной траекторией движения S0 [м] управляющего канала (блоки Gain7 и Integratorl), реализованного на тахогенераторах и электроприводе.
Исследования проведём на частоте вращения 8 рад/с и с реактивной нагрузкой (2 и 5) Нм. Диаграммы, полученные в процессе имитационного моделирования, представлены на рисунках 5-8.
Ошибка положения управляющего канала S0 [м] относительно ведущего шестигранного колеса цепного транспор-
Частота вращения ведущего, ведомого туеров (№1=№2) и двигателя W3, №0=№3/2 [рад/с]
X 8.95832 Y 4
. W0=W3/2 . W1=W2
0 10 20 30 40
10 -3 Разность положений управляющего канала S0 и ведущего туера S1, Suml [м]
NwiMM Suml
Г1
30
Time (seconds)
50
50
0
10
20
40
50
60
4
2
0
Рисунок 6. Ошибка положения управляющего канала относительно ведущего (туера) шестигранного колеса цепного транспортёра (эталона) [мм]
Figure 6. Position error of the control channel relative to the driving hexagon-shaped wheel
of chain conveyor (reference) [mm]
Частота вращения двигателя [рад^с]
1
X 9.91096 Y 9.01429
I
[
Момент двигателя [Н*м]
—t-
X 7.9403 Y 5.00531
0 10 20 30 40 50 60
Time (seconds)
Рисунок 7. Диаграммы частоты вращения, момента и тока двигателя при пуске на скорость 8 рад/с с реактивной нагрузкой 5 Н
Figure 7. Diagrams of motor speed, torque and current when starting at 8 rad/s with 5 N reactive load
1ок двигателя [А]
X 5.61455 Y 2.74677
1
тёра (туера) S1 в 1 мм (положения штучного груза) возникает при остановке транспортёра, но при пуске транспортёра ошибка полностью компенсируется (рисунок 6). Процесс накопления ошибки на двух остановках не наблюдается. Если оценивать качество отработки приводом заданного движения, то оно достаточно высокое для данного технологического процесса сортировки.
На действующем транспортёре траектория остановки транспортёра не будет идеально совпадать с траекторией запуска, величина ошибки в принципе может быть значительной. Важно то, что полной компенсации не будет, и ошибка по положению груза будет накапливаться. Но при этом следует иметь в виду, что остановок в рабочем режиме сортировки круглого леса мало. Кроме того, при адресации очередного бревна ошибка его положения обнуляется.
Выполним моделирование работы управляющего канала с нагрузкой 5 Нм.
В момент подачи напряжения на схему управляющего канала (t = 0) двигатель постоянного тока DC Machinel остаётся в исходной нулевой позиции, так как:
— двигатель выполнен с постоянными магнитами.
— электропривод имеет обратную связь по скорости и току.
— задание на скорость отсутствует. В это время 1-й и 2-й тахогенераторы колебаний не совершили, так как их валы жёстко механически связаны с валами туеров.
В связи с этим благоприятным фактором, решено запускать транспортёр в текущее время 1 с, после чего начинаются вращения туеров.
Управляющий канал регистрирует вращение туеров и суммирует их частоты вращения (рисунок 8). В момент времени 1,5 с блок Stair Generator 1 генерирует сигнал длительностью 0,1 с, который передним нарастающим фронтом обнуляет интеграторы (Integrator 1 и Integrator 2).
С физической точки зрения на цепь транспортёра в момент времени 1,5 с была нанесена условная метка, и исследователь имеет возможность наблюдать за точностью работы управляющего канала по значению разности Suml.
В момент времени 1,5 с разность Suml положений каналов S1 и S0 устанавливается на ноль (см. нижнюю диаграмму на
Частота вращения ведущего, ведомого туеров (W1=W2) и двигателя W3, W0=W3/2 [рад/с]
4
2
0
0 10 20 30 40 50 60
Рисунок 8. Диаграммы скоростей W1, W2, W0 и ошибки Sum1 при запуске транспортёра на скорость 4 рад/с в t = 1 с с нагрузкой 5 Н и обнулении в t = 1,5 с
Figure 8. Velocity diagrams W1, W2, W0 and errors Sum1 when starting the conveyor at a speed of 4 rad/s at t = 1 s with a load of 5 N and zeroing at t = 1.5 s
164-
Electrical and data processing facilities and systems. № 1, v. 18, 2022
рисунке 8). Допустимую ошибку можно оценить значением Sum1 = ±5мм.
Ошибка по величине настолько мала, что существенно не сказывается на точности управления сбрасывающими устройствами и может характеризовать работу управляющего канала как нормальную.
Ошибка Sum1 появляется (примерно 3 мм), когда транспортёр останавливается — текущее время 20 с — и компенсируется до нуля, когда пускается — текущее время 25 с. Это свидетельствует о наличии небольшой динамической ошибки отработки траекторий торможения и разгона приводом.
Анализ полученных результатов свидетельствует о несущественном значении инструментальной ошибки предлагае-
Список источников
1. Поляков С.И., Бородин М.Г. Автоматизация сортировки круглого леса // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика: сб. науч. тр. 2015. Т. 3. № 5-4 (16-4). С. 324-328.
2. Поляков С.И., Илюхин Е.Р. АСУ процессом сортировки и компьютеризация учета круглых лесоматериалов // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика: сб. науч. тр. 2018. Т. 6. № 5 (41). С. 104-108.
3. Поляков С.И. Автоматика и автоматизация производственных процессов. Воронеж: ГОУ ВПО «ВГЛТА», 2008. 372 с.
4. Петровский В.С. Автоматизация технологических процессов и производств в деревообрабатывающей отрасли. Воронеж: Воронеж. гос. лесотехн. акад., 2010. 432 с.
5. Азаров Ю.И., Терехин В.Б. Автоматизация сортировки леса. Лесная промышленность. 1981. № 6. С. 10.
6. Залегаллер Б.Г. Технология и оборудование лесных складов. М.: Лесная промышленность, 1984. 350 с.
7. Миронов Е.И., Рохленко Д.Б., Бело-взоров Л.Н., Матвеенко Л.С., Кулагин Ю.М. Машины и оборудование лесозаготовок. М.: Лесн. пром-сть, 1990. 440 с.
мого способа реализации управляющего канала и подтверждает возможность его практического применения.
Выводы
Результаты имитационного моделирования подтвердили возможность практического применения предлагаемого способа реализации управляющего канала.
Увеличены мощность и момент управляющего канала. Осуществлена возможность регулирования скорости управляющего канала и управления без применения дополнительных средств непрерывными сортировочными устройствами.
Предложенный способ реализации управляющего канала пригоден для управления дискретными и непрерывными сортировочными устройствами.
8. Завойских Г.И., Протас П.А., Лой ВН. Лесоскладское оборудование для первичной обработки и сортировки древесного сырья. Минск: БГТУ, 2007. 128 с.
9. Чермных А.И., Годовалов Г. А. Информационные технологии в лесном хозяйстве // Успехи современ. естествознания. 2018. № 10. С. 85-89.
10. Чибисова И.С. Информационные технологии в лесном хозяйстве // Эпоха науки. 2019. № 19. С. 85-86.
11. Андрющенко В.А. Автоматика и автоматизация производственных процессов. Л.: СЗЗПИ, 1975. 168 с.
12. Бородин И.Ф. Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления. М.: Изд-во «Юрайт», 2018. 386 с.
13. Морозов В.С., Беляев И.Н. Автоматизированный фотометрический метод сортировки древесины // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2011. № 3 (321). С. 69-73.
14. Lozovoy V, Nikonchuk A., Nikonchuk M. Structural Analysis and Formalization of Continuous Flow Technologies in Timber Harvesting // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IV Scientific-Technical Conference «Forests of Russia: Policy, Industry, Science and Education». 2019. P. 012030.
15. Терёхин В.Б. Моделирование систем электропривода в Simulink (Matlab 7.0.1). Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. 292 с.
16. Тарасов A.C. Анализ механической части электропривода средствами MatLab. Информационные технологии моделирования и управления. 2007. № 9 (43). С. 11201125.
17. Терёхин В.Б., Кладиев С.Н., Ива-шутенко А.С., Рулевский В.М. Разработка моделей элементов автоматизированного электропривода в среде R2017b. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2021. 515 с.
18. Dementiev Yu.N., Umurzakova A.D. The Indirect Methods of Control the Output Coordinates for the Three-Phase Asynchronous Electric Motor // Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). Proceedings of 2nd International Conference, Chelyabinsk, May 19-20, 2016 / South Ural State University. New York: IEEE, 2016.
19. Kozyaryk A.E., Le V.T., Vasilev B.Y. Improving the Torque Direct Control Method of the Asynchronous Motor in the Converter Using the Active Rectifier // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 1753 (2021) 012025. P. 1-8.
20. Hengameh Kojooyan-Jafari, Lluirs Monjo, Felipe Corrcoles, Joaquirn Pedra. Parameter Estimation of Wound-Rotor Induction Motors from Transient Measurements // IEEE Transactions on Energy Conversion, 2014. Vol. 10. No. 2. P. 300-308.
References
1. Polyakov S.I., Borodin M.G. Avto-matizatsiya sortirovki kruglogo lesa [Automation of Round Timber Sorting]. Sbornik nauchnykh trudov «Aktual'nye napravleniya nauchnykh issledovanii XXI veka: teoriya i praktika» [Collection of Scientific Works «Actual Directions of Scientific Research of the 21st Century: Theory and Practice»]. 2015, Vol. 3, No. 5-4 (16-4), pp. 324-328. [in Russian].
2. Polyakov S.I., Ilyukhin E.R. ASU protsessom sortirovki i komp'yuterizatsiya ucheta kruglykh lesomaterialov [ACS for the Sorting Process and Computerization of Accounting for Round Timber]. Sbornik nauchnykh trudov «Aktual'nye napravleniya
nauchnykh issledovanii XXI veka: teoriya i praktika» [Collection of Scientific Works «Actual Directions of Scientific Research of the 21st Century: Theory and Practice»]. 2018, Vol. 6, No. 5 (41), pp. 104-108. [in Russian].
3. Polyakov S.I. Avtomatika i avtomati-zatsiya proizvodstvennykh protsessov [Automation and Computer-Aided Manufacturing]. Voronezh, GOU VPO «VGLTA», 2008. 372 p. [in Russian].
4. Petrovskii V.S. Avtomatizatsiya tekhno-logicheskikh protsessov i proizvodstv v derevoobrabatyvayushchei otrasli [Automation of Technological Processes and Production in the Woodworking Industry]. Voronezh, Voronezh. gos. lesotekhn. akad., 2010. 432 p. [in Russian].
5. Azarov Yu.I., Terekhin V.B. Avtomatizatsiya sortirovki lesa [Forest Sorting Automation]. Lesnaya promyshlennost' — Forest Industry, 1981, No. 6, pp. 10. [in Russian].
6. Zalegaller B.G. Tekhnologiya i oborudovanie lesnykh skladov [Technology and Equipment for Forest Warehouses]. Moscow, Lesnaya promyshlennost', 1984. 350 p. [in Russian].
7. Mironov E.I., Rokhlenko D.B., Be-lovzorov L.N., Matveenko L.S., Kulagin Yu.M. Mashiny i oborudovanie lesozagotovok [Machinery and Equipment for Logging]. Moscow, Lesn. prom-st', 1990. 440 p. [in Russian].
8. Zavoiskikh G.I., Protas P.A., Loi V.N. Lesoskladskoe oborudovanie dlya pervichnoi obrabotki i sortirovki drevesnogo syr 'ya [Timber Storage Equipment for Primary Processing and Sorting of Wood Raw Materials]. Minsk, BGTU, 2007. 128 p. [in Russian].
9. Chermnykh A.I., Godovalov G.A. Informatsionnye tekhnologii v lesnom kho-zyaistve [Information Technologies in Forestry]. Uspekhi sovremen. estestvoznaniya — Successes of Modern Natural Science, 2018, No. 10, pp. 85-89. [in Russian].
10. Chibisova I.S. Informatsionnye tekhnologii v lesnom khozyaistve [Information Technologies in Forestry]. Epokha nauki — Epoch of Science, 2019, No. 19, pp. 85-86. [in Russian].
11. Andryushchenko V.A. Avtomatika i avtomatizatsiya proizvodstvennykh protsessov [Automation and Computer-Aided Manufacturing]. Leningrad, SZZPI, 1975. 168 p. [in Russian].
12. Borodin I.F. Avtomatizatsiya tekhno-logicheskikh protsessov i sistemy avtoma-ticheskogo upravleniya [Automation of Technological Processes and Automatic Control Systems]. Moscow, Yurait Publ., 2018. 386 p. [in Russian].
13. Morozov V.S., Belyaev I.N. Avtomati-zirovannyi fotometricheskii metod sortirovki drevesiny [Automated Photometric Method of Sorting Wood]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Lesnoi zhurnal — Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Forest Magazine, 2011, No. 3 (321), pp. 69-73. [in Russian].
14. Lozovoy V., Nikonchuk A., Nikon-chuk M. Structural Analysis and Formalization of Continuous Flow Technologies in Timber Harvesting. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IV Scientific-Technical Conference «Forests of Russia: Policy, Industry, Science and Education». 2019, pp. 012030.
15. Terekhin V.B. Modelirovanie sistem elektroprivoda v Simulink (MatLab 7.0.1) [Modeling of Electric Drive Systems in Simulink (MatLab 7.0.1)]. Tomsk, Izd-vo Tomskogo politekhnicheskogo universiteta, 2010. 292 p. [in Russian].
16. Tarasov A.C. Analiz mekhanicheskoi chasti elektroprivoda sredstvami MatLab [Analysis of the Mechanical Part of the Electric Drive Using MatLab.]. Informatsionnye tekhnologii modelirovaniya i upravleniya —
Information Technologies of Modeling and Management, 2007, No. 9 (43), pp. 1120-1125. [in Russian].
17. Terekhin V.B., Kladiev S.N., Ivashu-tenko A.S., Rulevskii V.M. Razrabotka modelei elementov avtomatizirovannogo elektroprivoda v srede R2017b [Development of Models of Elements of an Automated Electric Drive in the R2017b Environment]. Tomsk, Izd-vo Tomskogo politekhnicheskogo universiteta, 2021. 515 p. [in Russian].
18. Dementiev Yu.N., Umurzakova A.D. The Indirect Methods of Control the Output Coordinates for the Three-Phase Asynchronous Electric Motor. Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). Proceedings of 2nd International Conference, Chelyabinsk, May 19-20, 2016 / South Ural State University. New York, IEEE, 2016.
19. Kozyaryk A.E., Le V.T., Vasilev B.Y. Improving the Torque Direct Control Method of the Asynchronous Motor in the Converter Using the Active Rectifier. Journal of Physics: Conference Series, 2021, Vol. 1753 (2021) 012025, pp. 1-8.
20. Hengameh Kojooyan-Jafari, Lluirs Monjo, Felipe Corrcoles, Joaquirn Pedra. Parameter Estimation of Wound-Rotor Induction Motors from Transient Measurements. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2014. Vol. 10. No. 2. P. 300-308.
