Бойков В.И. и др. Исследование динамических характеристик электромеханических систем

В.И. Бойков, А.Б. Бушуев, С.В. Быстров, В.В. Григорьев, Н.А. Дударенко. — Учебно-методическое пособие. — СПб.: Университет ИТМО, 2022. — 70 с.Учебно-методическое пособие предназначено для выполнения комплексного практического домашнего задания (кейса) по дисциплине «Динамика электромеханических систем» образовательного стандарта направлений 15.03.06 – «Мехатроника и робототехника» и 27.03.04 – «Управление в технических системах». Задание рассчитано на выполнение в течение одного семестра как индивидуально, так и в составе группы в два – три человека, в зависимости от уровня подготовки и числа обучающихся. Пособие построено по замкнутому принципу так, что все теоретические сведения подкреплены соответствующим практикумом, содержит 25 заданий. Описанные в пособии методики проектирования электромеханических систем автоматического управления могут быть полезны при организации практических занятий и лабораторных работ по смежным дисциплинам, связанным с теорией и практикой электропривода и электромеханических систем управления.
В рамках пособия рассматриваются подходы к проектированию и исследованию характеристик электромеханических систем автоматического позиционирования двух типов: с приводом постоянного тока и с приводом переменного тока (на базе асинхронного двигателя). Студентам предлагается провести самостоятельную разработку классической системы углового позиционирования, начиная от выбора исполнительного двигателя и других базовых элементов, разработки функциональной и структурной схем, заканчивая синтезом регулятора, моделированием и анализом полученных динамических характеристик. Выбор основных электромеханических и механических элементов системы рекомендуется выполнять с использованием методик, разработанных на кафедре Автоматики и телемеханики (ЛИТМО) профессором Сабининым Ю.А. и доцентом Николаевым П.В. Синтез регулятора предлагается выполнять с использованием методов последовательного компенсатора и модального управления. В пособии приведены основные теоретические материалы по применению данных методов. Рассматривается процедура синтеза модального управления для следящих систем, а также подходы к построению эталонной модели.
Учебно-методическое пособие может быть рекомендовано аспирантам и молодым специалистам, научная деятельность которых связана с исследованием и разработкой электромеханических систем.ВведениеАлгоритм проектирования электромеханической системы
Выбор типа исполнительного устройства
Разработка функциональной схемы системы
Расчет мощности двигателя и выбор его марки
Выбор типа механического преобразовательногоВыбор задающего и управляющего устройств системы
Выбор датчика обратной связи по положениюСинтез регулятора, моделирование замкнутой системы
Разработка структурной схемы системы
Математическая модель исполнительного устройства
Метод последовательного компенсатора
Модальное управление
Прямое модальное управление
Модальное управление на основе обратной связи
Синтез модального управления для следящих систем
Построение регуляторов со встроенной моделью
Формы задания матриц эталонной модели
Канонические формы матриц эталонной модели
Стандартные полиномы
Математическое моделирование динамической системыНабор технических заданий на проектированиеЗаключение
Список рекомендуемой литературы