Система управління на базі контролера для керування швидкістю руху каретки установки для формування заготовок цегли

Abstract

Сьогодні, під час проектування систем із гідроприводом, використання контролерів значно зросло. Однією з основних причин такого росту є потреба в точності управління. Для забезпечення необхідної швидкістю руху, потрібно забезпечити пропорційний за величиною потік рідини до гідропривода. Актуальним завданням при проектуванні таких систем є вибір алгоритму роботи контролера для підвищення точності гідропривода. В статті проведено аналіз досліджень присвячених проблемі застосування контролерів для системи керування рухом каретки установки для формування заготовок цегли. Розроблено схему установки для формування заготовок цегли з керуванням від контролера та описано принцип її роботи. Складено математичну модель динаміки руху каретки установки з керуванням від контролера. Математична модель представлена системою нелінійних диференціальних рівнянь, розв'язаних методом Розенброка. Залежність зміни напруги на виході контролера від часу під час руху каретки установки було представлено у вигляді дробово-кускової функції та поділено на три ділянки. Проведено імітаційне дослідження динаміки руху каретки установки в середовищі MATLAB-Simulink. В результаті якого, для визначено вплив кожної з ділянок на зміну швидкості руху каретки від зміни напруги на виході контролера. Рекомендовані діапазони зміни значень напруги на виході контролера при яких похибка швидкості руху каретки та глиняного бруса буде рівна 0,71·10-3 м. Отримано залежності швидкості від часу переміщення каретки для схеми установки із використанням контролера та без нього. Знайдено діапазон значень зміни напруги на виході контролера Ua, який забезпечує аперіодичний закон зміни руху каретки. Порівняно величину похибки між швидкостями руху каретки установки та глиняного бруса для схеми установки із використанням контролера та без нього.

Today, when designing hydraulic systems, the use of controllers has increased significantly. One of the main reasons for this growth is the need for precision management. To ensure the required movement speed, it is necessary to ensure a proportional flow of liquid to the hydraulic drive. An urgent task in the design of such systems is the choice of the algorithm of the controller to increase the accuracy of the hydraulic drive. The article analyzes studies devoted to the problem of using controllers for the control system of the movement of the carriage of the unit for forming brick blanks. The scheme of the installation for forming brick blanks with control from the controller was developed and the principle of its operation was described. A mathematical model of the movement dynamics of the installation carriage with control from the controller was made. The mathematical model is represented by a system of nonlinear differential equations solved by the Rosenbrock method. The dependence of the voltage change at the output of the controller on time during the movement of the installation carriage was presented in the form of a fractional-piecewise function and was divided into three sections. A simulation study of the movement dynamics of the installation carriage was carried out in the MATLAB-Simulink environment. As a result, the influence of each of the areas on the change in the speed of the carriage due to the change in the voltage at the output of the controller is determined. The recommended ranges of changes in voltage values at the output of the controller in which the error of the movement speed of the carriage and the clay bar will be equal to 0.71·10-3 m. The dependence of the speed on the movement time of the carriage for the installation scheme with the use of the controller and without it was obtained. The range of values of the voltage change at the output of the controller Ua, which ensures the aperiodic law of change of carriage movement, was found. The magnitude of the error between the movement speeds of the installation carriage and the clay bar for the installation scheme with and without the use of the controller was compared.