CC BY
20
УДК 621.313.132
РАДИОВОЛНОВЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ МАГНИТОЛЕВИТИРУЮЩИХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
В.А.Дзензерский, С.В.Плакеин, И.И.Соколовский
Представлена концепция построения информационно-управляющей системы транспортных средств (ТС) на электродинамическом подвесе, базирующаяся на радиоволновых принципах, в основу которой положено использование размещаемого вдоль активной путевой структуры магистрального маркерно-связного волновода с группами входных отверстий связи. Возбуждение волновода осуществляется модулированными сигналами, несущими информацию о пространственном положении ТС, от СВЧ-генератора, размещенного на ТС.
Представлено концепщю побудови шформащйно-керуючоЧ системи транспортних засоб1в (ТЗ) на електродинам1чному тдвШувант, що базуеться на радюхвильових принципах, в основу якоЧ покладено застосування розмщеного уздовж активноi шляховоЧ структури маглстрального маркерно-зв'язного хвильоводу з групами вх1дних отвор1в зв'язку. Збудження хвильоводу здшснюеться модульованими сигналами, як несуть тформащю про просторове положення ТЗ, в1д НВЧ-генератора, що розмщений на ТЗ.
The concept of building of transport facility (TF) on electro-dynamic suspending information-control system based on radio-wave principles, taking as a principle of the use of highway mark-connecting waveguide placed along active way structure with group of input connecting holes is submitted. The excitation of waveguide is realized by means of modulated signals from SHF-oscillator placed on TF, carrying the information about space position of TF.
Высокоскоростной наземный транспорт с магнитной левитацией над путевой структурой находится на стадии интенсивного развития в передовых в технологическом отношении странах [1-3]. В Украине созданы экспериментальные образцы магнитолевитирующих транспортных средств (МТС) и испытательные полигоны, однако внедрение этого несомненно перспективного вида транспорта сопряжено с необходимостью разработки системы управления и контроля движения, включая и оперативный контроль состояния путевой структуры. Спецификой подлежащей разработке системы управления, отличающей ее от системы управления воздушным транспортом и от традиционного железнодорожного и автомобильного, является то, что функциональные узлы системы должны работать в условиях сильных магнитных полей, транспортный экипаж, движущийся со скоростью до 500 км/час, не имеет подвижных контактных элементов (колес), должен левитировать на малых и строго заданных (в интервале 20... 150 мм, в зависимости от особенностей конструкции экипажа) расстояниях от путевой структуры, профиль движения транспортного средства в горизонтальной плоскости должен, естественно, повторять профиль путевой структуры. Развитие магнитолевитирущего транспорта к настоящему времени сдерживается не только отсутствием в Украине необходимых узлов, блоков, элементов, но и
отсутствием самой концепции системы управления. Проведенные в данном направлении исследования (преимущественно в Российской Федерации - Москве и Новочеркасске) позволили выявить специфику систем управления, сложности в реализации как в части отдельных функциональных узлов и органов, так и в осмыслении самой идеологии системы управления. Перенесенные из традиционного (колесного) железнодорожного транспорта концепции и, нередко, аппаратурные построения не решают специфических проблем, возникающих при управлении экипажами, левитирующими на малой высоте над путевой структурой. Технические решения, используемые в воздушном транспорте ("автопилот"), являются избыточными с одной стороны, и неэффективными (в силу указанной выше специфики) - с другой. По сути, ставится задача создания систем управления подвижными объектами, требования к техническим и эксплуатационным параметрам которой ранее не возникали. Информация об аналогичных разработках по структуре систем управления магнитолевитирущими транспортными средствами за рубежом (в Японии, Германии и США) скрыта и носит, в основном, рекламный характер. Из отдельных публикаций в зарубежных физических и радиотехнических журналах и изданиях следует, что системы управления построены, вероятнее всего, на радиоволновых методах.
Действительно, существующее представление о системах управления и контроля транспортных средств традиционных типов базируются на использовании в качестве датчиков скорости и ускорения измерительных преобразователей различного типа (реостатных, емкостных, тепловых, световых, ионизационных, тензорезистивных) и не удовлетворяют в полном объеме стоящей задаче ни по быстродействию, ни по точности. Например, даже усовершенствованные для конкретного применения пьезоакселе-раторы (пьезотроны), как считают разработчики системы управления МТС с магнитной левитацией [3,4], не могут быть использованы для измерения малых ускорений из-за дрейфа нуля и низкой чувствительности, для измерений постоянного ускорения, вследствие малых выходных напряжений, высокого внутреннего сопротивления, вследствие чего основные эксплуатационные показатели их невысоки. Для измерения виброперемещений, виброскорости, малых, больших, постоянных ускорений, средней и мгновенной скорости движения, горизонтальных и вертикальных зазоров разработаны различающиеся по конструкции, по принципу действия, по характеру выходных сигналов самые разнообразные преобразователи. Кроме того, элементы и узлы системы управления должны быть устойчивы к воздействию переменных электрических и магнитных полей, неизбежно возникающих в
зазоре между транспортным средством и активной путевой структурой, к прогибам путевой структуры, не вносить дополнительных погрешностей и включать технические решения, обеспечивающие устойчивость основных узлов и блоков к механическим и температурным нагрузкам. Поэтому, создание интегрированной системы контроля и управления движением транспортных средств на магнитном подвесе с использованием традиционных подходов выглядит проблематичным.
При выборе закона управления подвесом должна быть известна конструкция механической части экипажа и на данном этапе исследований удается построить алгоритм управления в предположении, что сверхпроводящие магнитные блоки, тележка и кузов связаны посредством элластичного подвешивания и при использовании децентрализованной системы регулирования зазоров, при наличии которой каждая точка подвеса выполняет свои функции самостоятельно и независимо друг от друга.
Технические требования к автоматизированной системе контроля и управления должны быть сформулированы, исходя из общих требований, предъявляемых к системам магнитного подвеса [4], и включают:
- обеспечение ассимптотической устойчивости в установившемся режиме и затухания переходных процессов при максимальном ступенчатом задании воздействия, соответствующем изменению зазора от §нач до §ном с перерегулированием не более 50 %;
- ограничение амплитуды ускорений экипажа при гармонических воздействиях, обусловленных прогибом путевой структуры между несущими опорами;
- ограничение спектральной плотности мощности ускорений экипажа (без учета требований обеспечения комфорта) при случайных воздействиях в виде неровностей путевой структуры.
Накопленный значительный опыт в части разработки бесконтактных измерителей малых перемещений, расходомеров, индикаторов границ раздела сред, в том числе нестационарных, измерителей больших и малых ускорений с использованием радиоволновых методов, высокостабильных, устойчивых к механическим и температурным перегрузкам автогенераторов на полупроводниковых диодах, индикаторов и измерителей (приемников) радиоволнового излучения, электроуправляемых фазовращателей [3-9], а также имеющиеся сведения о системах управления МТС за рубежом [1, 2, 10, 11] указывают пути создания систем управления МТС на магнитном подвесе на основе использования электромагнитных колебаний диапазона сверхвысоких частот, линий передачи сложных нетрадиционных форм, малогабаритных полупроводниковых источников электромагнитных волн. Создание унифицированного радиоволнового устройства для контроля широкого спектра параметров движения объекта, его положения на трассе позволило бы сократить себестоимость его производства, номенклатуру комплектующих элементов, снизить затраты на эксплуатацию, увеличить надежностъ.
В данном сообщении приведена концепция радиоволновой информационно-управляющей системы (РИУС) управления движением магнитолевитирующего транспортного средства, изложен принцип построения маркерно-связной волноводной линии, основной составляющей
РИУС. И хотя все первичные датчики расстояния, скорости, ускорения, вертикального и горизонтального зазоров, виброускорений могут быть построены на радиоволновых принципах, выполнение некоторых функций при определенных условиях (преимущественно исходя из стоимостных соображений или для использования в качестве дублирующего средства) целесообразно осуществлять также с использованием иных методов. Поэтому реальная система управления может включать также использование высокочувствительных датчиков зазора (вертикального, горизонтального) с использованием специальным образом включенных датчиков магнитных полей, индукционных датчиков боковых сносов, устройств для планового и аварийного останова транспортного средства. То есть, разработка системы управления магнитолевитирующим транспортным средством включает использование разнообразных физических явлений, положенных в систему, разработку функциональных узлов и блоков, изготовление, компоновку системы и апробацию ее на реальном, полномасштабном транспортном средстве, проверку положенных в разработку системы концепций, корректировку структурной или функциональной схем, конструктивных решений отдельных компонентов системы.
Отсутствие к настоящему времени полномасштабного магнитолевитирующего транспортного средства, как и реализованной "в железе" системы управления таким транспортным средством, предопределяет необходимость проведения исследований по разработке системы управления моделями транспортных средств, движущихся со скоростями, определяемыми размерами полигона (в принципе - малыми скоростями). То есть, рабочий вариант системы управления полномасштабным МТС является продуктом тщательных экспериментальных исследований на моделях МТС в условиях полигона с длиной трассы в несколько десятков метров, где реализуются скорости движения порядка единиц метров в минуту. Естественно, что разрабатываемая система управления полигонной моделью должна соответствовать (по стоимости и сложности технических решений) этой частной задаче и поэтому обладает определенной спецификой.
Высокая психологическая нагрузка, наличие сильных магнитных полей, испарений от аккумуляторов на рабочих местах экипажей МТС на сверхпроводящих магнитах требуют постоянного контроля психологического состояния экипажей МТС и необходимой коррекции их функционального состояния. Несмотря на кажущуюся специфичность такой задачи, она несомненно является компонентом системы управления и контроля и должна решаться с учетом уже установленных или прогнозируемых биопатогенных факторов, которые могут затруднить работу экипажей, понизить надежность транспортного средства. Оценка состояния рабочего места экипажа с точки зрения наличия магнитных полей должна осуществляться техническими средствами, обладающими высоким быстродействием и широким диапазоном измеряемых магнитных полей. Решения некоторых из очерченных задач изложены в [10].
Высокая скоростъ движения полномасштабного МТС порождает значительные электрические заряды на поверхности корпуса МТС в силу трибоэлектрических эффектов,
электрокоррозию корпуса, помехи в работе радиоэлектронных устройств. Поэтому процесс разработки системы управления должен включать оценку величины электрических полей на элементах конструкций МТС, возможные пути утилизации индуцирующейся электроэнергии для подпитки бортовой электросети, полагая, что вышеперечисленные задачи являются также составной частью разрабатываемой системы контроля и управления движением магнитолевитируюших транспортных средств.
Из всего комплекса проблем в настоящем сообщении мы ограничимся представлением базового устройства системы управления МТС - информационно-управляющей системы, которая должна обеспечить:
- управление движением платформы транспортного средства в диапазоне скоростей от нуля до 140 м/с;
- измерение и передачу с борта МТС на наземный пункт управления следующих параметров движения транспортного средства:
1) положение катушек платформы относительно катушек путевой структуры в продольном направлении (в направлении движения) с определенной дискретностью;
2) положение платформы МТС относительно длины пути;
3) скорость (мгновенное значение) перемещения платформы МТС;
4) ускорение (мгновенное значение).
Информационно-управляющая система (рис.1) включает маркерно-связной волновод 1, расположенный между направляющими рельсами путевой структуры по всей ее длине. Вдоль верхней линии образующей волновода размещены группы герметизированных диэлектриком отверстий 2, 3, 4 с шагом 2Т /6, где Т - характерный размер путевых катушек, (рис. 2). На концах волновода устанавливаются приемники 5 электромагнитных сигналов. Выходы приемников соединены со входами сумматора 6, а выход последнего соединен со входом декодера 7. С выходов декодера сигналы по своим каналам информации поступают на цифро-аналоговые преобразователи 8, с выходами которых соединены входы преобразующих, измерительных и регистрирующих приборов (91 - регистрация вертикального зазора, 911 -поперечного смещения, 9111 - скорости и 91У - ускорения), устройства управления питанием катушек путевой структуры 10, реверсивных счетчиков 11 (кольцевого и программируемого) и устройств дифференцирования (121 -вычислитель 1-ой производной (скорости), 1211 -вычислитель 2-ой производной (ускорения)). На платформе МТС устанавливается генератор электромагнитных волн 13 с излучателем 14, излучение которого модулируется информативными сигналами о работе датчиков вертикального зазора 15, поперечного смещения 16, датчиков направления движения 19 с помощью модулятора 17 и кодирующего устройства 18.
Рисунок 1 - Структурная схема информационно-управляющей системы
В первоначальный момент движения МТС с любой точки маршрута, управление частотой переключения катушек электромагнитов путевей структуры осуществляется с наземного пункта управления "вручную" либо по команде специального датчика, запрограммированного на определенный режим разгона. При пересечении излучателем 14 первого в направлении движения отверстия связи с волноводом, сигнал генератора, поступая через это отверстие в полость волновода, распространяется по волноводу по двум противоположным направлениям к его концам, где регистрируется приемниками 5. На выходе приемников, снабженных видеодетекторами, возникают сигналы, уровни которых пропорциональны расстоянию от точки ввода сигнала в полость волновода до приемников. В сумматоре 6 эти сигналы складываются таким образом, что на выходе сумматора уровни сигнала остаются постоянными на всем пути следования МТС. Декодер 7 производит декодирование и распределение по каналам имеющейся в сигнале информации, после чего информация от каждого из датчиков поступает по своим каналам в преобразующее устройство 8, измерительно-регистрирующее устройство 9, счетчик 11 или дифференцирующее устройство 12. Измерительно-регистрирующие приборы 9 измеряют и регистрируют на технический носитель информации параметры движения и пространственного положения МТС, указанные выше. При этом устройство управления током путевой структуры 10, получая сигналы в момент прохождения платформой МТС маркерных отверстий в маркерно-связном волноводе, формирует сигнал управления линейным трехфазным электродвигателем на каждом из трех выходов устройства управления 10, чередуя сигна-
лы включения фаз А, В, С питания катушек путевой структуры. Эта очередность задается реверсивным счетчиком 11 маркерных сигналов. Устройства дифференцирования 12 обеспечивают вычисление первой и второй производной по времени маркерных сигналов с целью получения мгновенных значений скорости и ускорения движения платформы МТС.
Счетчик маркерных сигналов 11 имеет несколько каналов счета:
1 - кольцевой реверсивный счетчик на 2 и на 6 с трехфазным выходом;
2 - программируемый реверсивный счетчик емкостью 144 импульса.
Назначение первого счетчика описано выше. Программируемый реверсивный счетчик необходим в качестве задатчика отрезков пути, на которых будут реализовы-ваться определенные режимы разгона, движения, торможения, изменения направления движения платформы МТС. Кроме того, на измерительно-регистрирующие приборы наземного пункта управления подается информация о режиме работы системы питания путевой структуры: напряжение питания катушек путевой структуры (мгновенное значение порядка 500 В), ток питания (мгновенное значение порядка 100 А), форма тока.
Особенностью линейного синхронного двигателя является необходимость регулирования напряжения питания обмоток путевой структуры в строгом соответствии с местом нахождения экипажа на линии и скоростью его движения. Так как на борту размещены лишь неуправляемые магниты возбуждения, на рисунке 2 их проекции показаны пунктирной линией, регулирование скорости возможно лишь через систему энергоснабжения, которая, таким образом, становится элементом системы управления движением, при которой подключение и отключение секций должно производиться автоматически по мере продвижения МТС по линии [3]. Это сложная техническая задача и в этом направлении в Японии, Германии и США ведутся интенсивные исследования. Так, институтом технических исследований национальных железных дорог Японии в рамках разработки транспортной системы с магнитным подвесом были проведены эскизные проработки ряда систем управления работой линейного синхронного двигателя [11], построенных на принципах локации:
1 - электромагнитная волна, излученная стационарным передатчиком, принимается на подвижном объекте, где преобразуется в волну другой частоты и посылается обратно; ускорение и скорость движения объекта определяются на передающей станции по разности фаз излученной и принятой волны и скорости изменения этой разности, при этом в качестве носителя электромагнитных волн используется открытый коаксиальный кабель;
2 - индуктивный метод, в котором положение экипажа определяется дискретно путем подсчета числа скрещений проводов специальной двухпроводной линии, проложенной вдоль пути, при этом линия питается напряжением высокой частоты, и момент прохождения скрещения определяется по исчезновению индуцированного сигнала в антенне, укрепленной на подвижном составе;
3 - локация при помощи световых сигналов, модулируе-
мых при движении МТС с помощью неподвижных перфорированных или светоотражающих экранов;
4 - индуктивная система локации, в которой в качестве рабочего сигнала используется разность ЭДС, наводимых в антенне двумя путевыми высокочастотными линиями с симметрично разнесенными скрещениями проводов и с целью уменьшения дискрета система выполняется многофазной.
Рисунок 2 - Катушки путевой структуры
Так как каждый из указанных методов не является абсолютно надежным для линии, разработчики предполагают использовать в качестве основной систему типа 4 с дублирующей системой типа 3.
Нетрудно оценить, что такое совмещение принципов не решает поставленной задачи и существенно усложняет систему обработки информации, получаемой от первичных датчиков. Система управления двигателем должна быть свободной от влияния помеховых сигналов, обусловленных наводками питающих цепей и должна надежно функционировать в условиях тумана, запыленности, загазованности.
Эта задача решена нами, как указывалось выше, за счет использования злектромагнитных волн сверхвысоких частот (СВЧ) и в качестве средства канализации электромагнитных волн - закрытого полого волновода. При практической реализации такого подхода с учетом специфики решаемых задач необходимо было предпринять меры к тому, чтобы злектромагнитная энергия, переданная через возбуждаемое отверстие связи в волноводе, не переизлучалась через соседние отверстия связи, а направлялась к противоположным концам волноводной линии, где расположены приемные устройства.
В принципе, в качестве волноводной линии можно было бы использовать как волновод прямоугольного сечения, так и волновод круглого сечения. Но с точки зрения технологичности и стоимости предпочтительнее круглый волновод (это может быть труба из любого металла, покрытая внутри электропроводящим слоем - медным, алюминиевым, лучше серебряным).
а)
б)
способный на малой длине трансформироваться в волну Иц. Таким типом является волна Им. Так как продольная щель разрывает электрические силовые линии, а магнитные силовые линии "проваливаются" в щель, то возбуждение круглого волновода через продольную щель по указанной схеме возможно, если в ближней зоне структура поля соответствует типу волны Ию - основному типу волн для прямоугольного волновода. То есть, возбуждение круглого волновода на основном типе волны можно осуществить, используя в качестве излучателя прямоугольный волновод или прямоугольный рупор. На рис. 3 представлены исследованные варианты возбуждения круглого волновода через продольную щель, где Г - источник волн: через широкую стенку прямоугольного волновода при ортогональном расположении волноводов (а), при соосном расположении волноводов (б), с торца волновода (в). Технологически наиболее приемлемым, как представляется, является третий вариант (рис. 3 в). При этом для предотвращения возбуждения высших типов волн необходимо правильно выбрать не только рабочую частоту излучения (выше ее критического значения), но и задать оптимальный размер круглого волновода. То есть необходимо построить диаграмму видов колебаний, аналогичную фиг. 7.5 [12], с помощью которой удалось бы выбрать такую область значений частоты СВЧ-сигнала продольного и поперечного размеров волновода, в которой количество нежелательных перекрестных и накладывающихся видов колебаний было бы минимальным.
Речь идет о том, что для однородной передающей линии связь между критической длиной волны ^кр,
длиной волны в свободном пространстве ^ и длиной волны в линии определяется соотношением
2п& 2
2+% Г &2
кр в
При длине линии Ь количество полуволн будет равным
2Ь
Тогда данное уравнение может быть записано в виде
в)
Рисунок 3 - Способы возбуждения круглого волновода
Как известно, для круглого волновода основным типом волны является волна типа И11, и из структуры поля этого типа волн [12] следует, что продольные щели в таком волноводе являются неизлучающими, и поэтому указанное выше условие безизлучательности в данном случае выполняется. Но в силу принципа взаимности через такую продольную щель невозможно возбудить волну типа И11, но можно возбудить волну типа И01. Выход из такого положения может состоять в том, чтобы возбудить промежуточный тип волн, не являющийся основным, но
(2 = 2+% щ2 % П)
где П - диаметр волновода, к - корни функции Бесселя (табл.7.1 [12]), N - число полуволн, заключающееся в отрезке Ь, с - скорость света. Это уравнение в графическом виде и является диаграммой видов колебаний. Построив данную диаграмму (она здесь не приводится из-за громоздкости), удается выбрать области, где наложение нежелательных видов исключено или сведено к минимуму. Для "длинного" волновода, когда отношение диаметра волновода Б к его длине мало, значение ординаты на диаграмме % = 14. При диаметре волновода П = 3,2 см (существует такой сортамент трубы), значение рабочей
в
частоты электромагнитного поля равно 12,21 ГГц. Сопутствующий виду #01 вид колебаний Ец не может возбудиться из-за неблагоприятной для этого типа ориентации щели связи [13].
Эти численные данные были использованы при конструировании модели маркерно-связного волновода, использованного при проведении экспериментальных исследований. В качестве волноводной линии была использована алюминиевая труба диаметром В = 3,2 см, длиной Ь = 400 см, в которой вдоль образующей были прорезаны прямоугольные щели, размер которых был определен, исходя из электродинамических соображений
[13]. Расстояние между щелями I = 2 т/3 =416,6 мм, где 2 т =1250 мм, рис.2. В качестве источника электромагнитных колебаний был использован генератор 3-см диапазона с опорным цилиндрическим резонатором, включенным по схеме полосно-заграждающего фильтра
[14]. На частоте 12,2 ГГц уровень излучающей мощности был порядка 80 мВт.
С помощью измерительной установки, позволяющей поочередное возбуждение щелей связи и измерение мощности, переизлученной из соседних щелей связи, были определены потери СВЧ-мощности на переизлучение из пассивных (то есть, находящихся вне зоны облучения) отверстий связи, перераспределение СВЧ-мощности по приемникам П1 и П2 (Рис. 1) при перемещении излучателя вдоль волновода, эффективность преобразования волны #ю в #01 (и затем в #ц) в зависимости от угла возбуждения (рис. 4а), характеризующего взаимную ориентацию щелевого отверстия и излучающего прямоугольного волновода. Соответствующие зависимости приведены на рис. 4(а,б) и рис. 5.
Рисунок 4 а - Потери и переизлучение из пассивных щелей связи, к=10\%Р 1/Р 0, Рд - мощность на активной щели связи (= 80 мВт), Р - - мощность на пассивной щели, N - порядковый номер щели
Рисунок 4 6 - Перераспределение СВЧ мощности приёмником П1 и П2 (рис. 1) Р-(*** - мощность в П1); Рд (000 - мощность в П2); N - порядковый номер щели связи
Рисунок 5 - Потери преобразования волны #ю в #01 в зависимости от угла возбуждения
Из приведенных экспериментальных данных видно, что предложенная концепция маркерно-связного волновода для построения информационно-управляющей системы управления магнитолевитирующих транспортных средств продуктивна, с ее помощью можно решать задачи по меньшей мере исследовательского характера. Решив некоторые технологические задачи (обеспечив гальваническую развязку между волноводом и приемником, используя высокочувствительные и энергопрочные приемники), протяженность волноводной линии можно сделать довольно значительной. Оценки показывают, что при использовании источников СВЧ-излучения с выходной мощностью 80 мВт на частотах в диапазоне 10-12 ГГц и приемников с чувствительностью 10-11 Вт допустимая длина волноводной линии составляет 1 км. Использование же трактовых усилительных или приемо-излучающих устройств, устанавливаемых вдоль трассы (результаты исследований которых будут представлены в последующих сообщениях) решает реальную задачу построения информационно-управляющей системы, базирующейся на радиоволновых методах.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
1. Powell J.R., Danby G.T. High-speed transport by magnetically suspended trains // ASME papers 66 - WA/RR-5. - 1966. -P. 1-11.
2. Toshiaki M., Shunsuke F. Характеристики комбинированной системы тяги с асиметричным расположением верхних и нижних обмоток при электродинамическом подвешивании // Trans. Inst. Elec. Eng. Japan D. - 1996. - 116, N 12. - P. 1289-1296.
3. Дзензерский B.A., Омельяненко B.^, Bacильeв С^., Maтин B.^, Сергеев C.A. Bыcокоcкоpоcтной магнитный транспорт с электродинамической левитацией. - Киев: Hayковa думка, 2001. - 479 с.
4. Расчет и исследование систем автоматического управления экипажей. Отчет о HИР: Руководитель работ Ю^.Бахвалов. Инв. № 02860038765 - Hовочepкaccк, 1985. - 92 с.
5. Устройство сигнализации границы раздела нестационарных сред: A.c.1290080 СССР, MKИ4 G01F 23/ 28 / И.И.Соколовский, A.B.Кравченко, B.H. Привалов, B^^bic^ - Опубл. 15.02.87, Бюл. № 6.
6. Расходомер: A.c.1675676 СССР, MM5 G01F 1/6 / И.И.Соколовский, A.B.Кравченко, B.Я.Kpыcь, B.H.Пpивaлов (СССР). - Опубл. 07.09.91, Бюл. № 33.
7. Пристрш для вимipювaння малих перемщень: Декларацшний патент на винaхiд № 34292A MПK6 G01P 3/00, G01S 13/00 / B.M.Привалов, 1.1.Соколовський, M.Ф.Зaгypaльcкий, B.B.Kоломieць, О.B.Кравченко,
О.Ю.Палапн. - Опубл. 15.02.2001, Бюл. № 1.
8. Костылев С.А., Гончаров В.В., Соколовский И.И., Челядин
A.B. Полупроводники с объемной отрицательной проводимостью в СвЧ-полях. - Киев: Наукова думка, 1987. - 141 с.
9. СВЧ генератор: А.с. 1207378 СССР, МКИ4 НОЗВ 7/14 / И.И.Соколовский, В.Ф.Коломойцев, В.Я.Крысь,
B.Н.Привалов. - 0публ.23.01.86, Бюл. № 3.
10. Привалов В.Н., Житник Н.Е., Крысь В.Я., Палагин А.Ю., Плаксин С.В., Соколовский С.И., Филиппов Ю.А. Электромагнитная коррекция функционального состояния операторов техногенно нагруженных производств: аппаратурная реализация // Вюник Днтропетровського ушверситету. Ф1зика. Радюелектроника. -2000. - Вип. 6. С. 85-89.
11. Fujmura Toshiro, Kataoka Norio. Power supply train control. Quart. Repts, Railway Tech. Res. Inst. - 1976. -17, №4. -Р.151-156, 165.
12. Гинзтон Э.Л. Измерения на сантиметровых волнах. - М.: Изд-во иностр. литературы. - 1960. - б1б с.
13. Будурис Ж., Шеневье П. Цепи сверхвысоких частот. - М: "Сов. радио", 1979. - 288 с.
14. Кравченко А.В., Крысь В.Я., Соколовский И.И. Сравнительный анализ методов стабилизации полупроводниковых СВЧ-генераторов миллиметрового диапазона // Тезисы докладов I Украинского симпозиума "Физика и техника мм и субмм радиоволн". - Харьков: ИРЭ АН УССР, 1991. -Ч.1. - С.185.
УДК 62-83
МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫЙ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД
С УПРУГИМИ СВЯЗЯМИ
Дж.КДочвири
Составлены уравнения движения в обобщенном матричном виде и построена матричная структурная схема динамики системы управления электроприводом. С целью выделения регулятора скорости каждого отдельного электродвигателя в многосвязной АСР многодвигательного электропривода выведена эквивалентная передаточная функция остальной части системы регулирования. Структурные преобразования выполнены с помощью правил матричных преобразований. Предложена методика оптимизации регуляторов каждого сепаратного контура регулирования с учетом связности рассматриваемого контура с остальной частью системы привода.
It was сотрозИей еquаtiоns о( тоюетеЫ йпюе in депега1-1гей mаtriх fогт апй was сотЬтисЬей таШх зЬтисЫта1 sch-ете о( dynаmics for systеm сопЬто1 оf еlеctricаl йт^е. Рот distinguishing оf spееd тедиНот of еаch то^т оf тиШюапаЫе systеm еquivаlеnt trаnsmissiоn functrnn was тесе^ей оf thе оthеr pаrt оf cоnisdеrеd systеm. Thе structurаl tаrnsfоrmаtiоns ате ехесЫей viа mеthоds оf mаtriхicаl tаrnsfоrmаtiоns. Thе mеthоd оf оptimizаtiоn rеgulаtоrs was rеcоmmеndеd for еаch sеpаrаtеd сопЬОШ.
ВВЕДЕНИЕ
На современных прессах бумагоделательных машин широко внедряются двух и трехдвигательные электроприводы (на т.н. уни-прессах). Для многоваловых установок аналогичных прессов, в частности, каландров и суперкаландров, а также для валков непрерывных
прокатных станов целесообразно использовать многодвигательные электроприводы.
На бумагоделательных машинах, исходя из технологического процесса, обычно, электродвигатели к секциям присоединяются через редукторы " длинными " механическими валами. Вместе с тем, к приводам указанных механизмов предъявляется требование обеспечения максимального быстродействия в переходных процессах (продолжительность подрегулировки скорости не должна быть более 1 сек.). Из-за указанных особенностей при изучении динамики рассматриваемого привода необходимо учесть упругость соединительных " длинных " валов [1].
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ
Для указанных механизмов более подходящим представляется система электропривода, показанная на рис.1. Схема состоит из идентичных контуров регулирования скорости электродвигателей (М1, ..., Мп) . Каждый контур имеет индивидуальный регулятор
скорости РСг, г = 1 ;п , тиристорный преобразователь ТШ, г = 1 ;п , а также датчик скорости (тахогенератор ТГг, г = 1 ;п ).
