автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка и исследование микропроцессорной системы управления приводами двухроторных вибрационных машин

На правах рукописи

Косолапов Дмитрий Сергеевич

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДАМИ ДВУХРОТОРНЫХ ВИБРАЦИОННЫХ МАШИН

Специальность: 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург-2005

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)

Научный руководитель-

кандидат технических наук, доцент Гаврилов С. В. Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Шестаков В.М. кандидат технических наук, Бурмистров А. А.

Ведущая организация - Санкт-Петербургский Институт Проблем

Машиноведения Российской Академии Наук

Защита диссертации состоится «2.Я» 2005г. вй" часов на

заседании диссертационного совета Д212.238.05 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке университета. Автореферат разослан иилш 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Дзлиев С.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Реализация современных вибрационных технологий предъявляет качественно новые требования к электротехническому оборудованию, в первую очередь к электроприводам вибрационных машин. Вибромашины широко используются в различных отраслях промышленности: в горнорудной, горно-химической, угольной, при производстве строительных материалов и в ряде других отраслей.

Вибрационные машины, в которых колебания рабочего органа порождаются двумя центробежными возбудителями, детально изучены в работах И.И. Блехмана, Б.П. Лаврова, Р.Ф. Нагаева, задачи управления вибромашинами освещены в работах А.Л. Фрадкова, В.М. Шестакова, О.П. Томчиной. На сегодняшний день подавляющее большинство вибромашин не имеет автоматического (или автоматизированного) управления параметрами вибрации. Некоторое регулирование параметров колебаний осуществляется либо изменением величены дебалансов вращающихся роторов, либо изменением жесткости упругих элементов. Таким образом, большие потенциальные возможности регулирования параметров вибрации за счет управления электроприводами остаются нереализованными.

Узкие диапазоны существующих способов регулирования препятствуют требующемуся на сегодняшний день расширению технологических режимов и ограничивают область эффективного применения вибромашин. Существенное расширение указанных диапазонов и повышение технологичности работы вибромашин можно достичь за счет автоматического регулирования параметров движения со стороны электроприводов. Таким образом, актуальной задачей является разработка замкнутых систем управления электроприводами вибромашин, основанная на современных достижениях в теории управления и на появлении высокоэффективных средств силовой электроники, контрольно-измерительной и вычислительной техники.

Объектом исследования является система электроприводов двухроторных вибрационных машин, в которых колебания рабочего органа достигаются вращением дебалансных роторов.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности двухроторных вибрационных машин за счет разработки управления системой электроприводов вибровозбудителей.

Для достижения этой цели автором решается задача разработки автоматического управления системой электроприводов двухроторных дебалансных вибровозбудителей.

Разрабатываемое управления должно обеспечивать: - достижение заданной частоты колебаний рабочего органа 10-25 Гц;

- грубость рабочих режимов колебаний к изменению параметров вибромашины и действию возмущений со стороны перерабатываемого

материала;

- автоматическое регулирование частоты колебаний рабочего органа;

- снижение требований к мощности электродвигателей вибровозбудителей.

Обеспечение указанных требований открывает возможность создания высокоэффективных вибромашин за счет управления со стороны электроприводов вибровозбудителей, учитывающего особенности собственной динамики машин и технологические режимы их работы.

Положения выносимые на защиту:

1. Принципы построения управления системой электроприводов двухроторных вибромашин и требования к электроприводам, полученные с учетом выявленных нелинейных взаимосвязей динамики системы.

2. Алгоритмы управления электроприводами вибромашин в различных режимах работы.

3. Результаты экспериментального исследования эффективности управления электроприводами вибромашин для различных режимов работы.

4. Технические решения, использованные при реализации системы управления электроприводами вибромашин.

Методы исследования. Для решения поставленной задачи в работе использована комплексная методика исследования, включающая в себя методы теории систем автоматического управления, методы теории колебаний, теории электропривода и методы математического моделирования.

Научная новизна представляемой диссертационной работы заключается в следующем:

1. Выявлены нелинейные взаимосвязи динамики электромагнитных и механических процессов в электроприводах вибромашин для различных режимов работы, позволяющие анализировать различные эффекты и явления, происходящие в нелинейных колебательных системах.

2. Сформулированы требования к электроприводам вибромашин с учетом взаимосвязи динамических процессов и технологических режимов вибромашин.

3. Разработана двухуровневая структура системы управления электроприводами двухроторных вибромашин.

4. Предложены алгоритмы управления электроприводами, обеспечивающие разгон вибровозбудителей и плавный выход в технологический режим работы.

5. Предложены алгоритмы управления электроприводами вибромашин, обеспечивающие робастность технологического режима работы.

' ''' « ч»

Практическая ценность работы заключается в последовательном решении ряда взаимосвязанных задач по разработке и технической реализации систем управления электроприводами вибрационных машин - от анализа режимов работы электроприводов вибромашин до синтеза и реализации двухуровневой системы управления двухроторной вибромашиной.

Все представленные результаты работы были экспериментально подтверждены в ходе испытаний на вибрационном стенде СВ-2.

Апробация работы. Основные теоретические и практические положения диссертации были изложены:

- на VI конференции молодых ученых «Навигация и управление движением», Санкт-Петербург, 18 марта 2004;

- на 15-ой научно-технической конференции «Экстремальная робототехника», Санкт-Петербург, 7 апреля 2004;

- на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (№ 56, 57) Санкт-Петербург, 2003,2004 гг.;

- на научных семинарах кафедры САУ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 2002-04 гг. Часть результатов была использована в НИР «Центр коллективного

пользования «Мехатронные вибрационные и мобильные системы», выполненной в рамках Федеральной Целевой Программы "Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки" (проекты А-0151 и № 226).

Основные результаты получены в ходе выполнения НИР «Развитие мехатронного подхода к построению автоматических приводов сложных электромеханических систем» в рамках гранта 2003 года для поддержки научно-исследовательской работы аспирантов государственных образовательных учреждений высшего профессионального образования Министерства образования Российской Федерации.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 научных работ, из них 6 статей и тезисы к двум докладам на международных научно-технических конференциях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, одного приложения и списка литературы, включающего 88 наименований. Основная часть изложена на 140 страницах машинописного текста. Работа содержит 48 рисунков и 1 таблицу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности темы, цели и задачи диссертационной работы, а также основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена обзору основных типов современных вибрационных машин, приведены сведения об области их применения, а также перечислены их основные достоинства и недостатки с точки зрения управления. Рассмотрены типы электроприводов, использующихся и перспективных для применения в вибрационной технике. В этой главе также приведены требования к электроприводам различных типов вибромашин. В завершение главы сделан аналитический обзор микропроцессорных средств, перспективных для применил в современных системах управления вибрационными машинами.

Целесообразно выделить класс вибрационных машин, обособленных одним типом привода, или более строго, способом возбуждения колебаний. Таким образом, вибрационная машина - это машина с вибрационным приводом, который, в отличие от жесткого кинематического привода, называют динамическим (или силовым). Значительная часть вибрационных установок оснащена электромеханическими вибровозбудителями, выполненными на основе несбалансированных роторов (дебалансов), приводимых во вращение электроприводом. В подавляющем большинстве конструкций вибрационных машин используют центробежные (дебалансные) вибровозбудители с вращающейся неуравновешенной массой (инерционным элементом). В значительном числе, если не в большинстве, вибрационных машин и установок применяется не один, а несколько вибраторов, установленных либо на одном общем несущем теле (вибрирующем органе машины), либо на двух или более тем или иным способом связанных телах. В данной диссертационной работе рассматривается класс двухроторных вибромашин с самосинхронизирующимися вибровозбудителями.

Рис. 1. Типовая двухроторная вибромашина рассматриваемого класса.

Применение нескольких относительно маломощных вибраторов вместо одного более мощного обусловлено необходимостью рассредоточить возмущающую силу по вибрирующему органу значительных размеров. Кроме того, использование нескольких вибраторов вместо одного вызвано стремлением уменьшить нагрузку на каждый подшипник вибраторов, распределив ее на большее число подшипников. Такая задача возникает в тяжелых промышленных машинах, максимальный размер которых (в случае использования одного вибратора) ограничивается максимальной работоспособностью освоенных промышленностью подшипников качения.

Задача, ставящаяся перед приводами вибромашин, традиционно сводилась к обеспечению требуемой для технологического процесса скорости вращения неуравновешенных роторов, которые возбуждают колебания рабочего органа установки. Колебания рабочего органа технологически должны происходить вдоль заданного направления. Для обеспечения колебаний вдоль этого направления в вибромашине используются, как правило, два ротора, не имеющих кинематической связи друг с другом. При этом для компенсации порождаемых ими вынуждающих сил, действующих в "нерабочем" направлении, от роторов требуется синхронизация, как скоростей, так и фаз вращения. Если скорости вращения задаются соответствующими напряжениями на двигателях приводов, то синхронизация фаз вращения специально не регулируется. Она происходит вследствие природных законов и имеет характер самосинхронизации. Но на сегодня использование только эффекта самосинхронизации уже недостаточно, т.к. не позволяет реализовывать желаемые технологические режимы. Следующим шагом в развитии вибромашин является применение управляемой синхронизации. Для этого имеются все необходимые предпосылки: математический аппарат для описания явлений синхронизации в сложных динамических системах, алгоритмы управления колебательными системами и хаосом, микропроцессорные средства для реализации этих алгоритмов в реальном времени и, наконец, управляемые электрические приводы, способные качественно реализовать синтезированные алгоритмы.

Современные темпы развития микропроцессорной техники наряду с постоянно повышающимися требованиями к техническим и эксплуатационным показателям электропривода вынуждают разработчиков • обратить внимание на системы с цифровым управлением. В отношении

управления промышленными вибромашинами также намечаются тенденции к переходу на системы управления, включающие в себя микроконтроллеры.

Для построения современных систем управления электроприводами наиболее перспективными представляются специализированные микроконтроллеры. Они сочетают мощное ядро с высокой производительностью в реальном масштабе времени, развитую периферию, большое количество входов/выходов.

Во второй главе рассматриваются вопросы составления математической модели типовой вибромашины рассматриваемого класса.

Также анализируется влияние нелинейных и нестационарных возмущающих факторов, характерных для данного типа вибромашин. Приводится методика конструирования моделей.

Особенностью алгоритма конструирования моделей является учет взаимосвязей механических и электромагнитных процессов на начальном этапе построения модели, что позволяет «не потерять» информацию важную для анализа и управления.

Современные вибромашины представляют собой системы с большим числом степеней свободы. Причем, в этих машинах электромагнитные и механические процессы взаимосвязаны сложным образом. Большая размерность и нелинейный характер объекта управления приводят к тому, что построение математической модели "вручную" становится практически невозможным. При использовании систем автоматических вычислений получается необозримая система громоздких нелинейных дифференциальных уравнений, интегрирование которой является самостоятельной проблемой, далекой на сегодняшний день от практического решения. В связи, с чем построение математических моделей таких систем и их компьютерная реализация являются на сегодня одной из основных задач, возникающих при использовании вибромашин и управлении ими.

Для построения математической модели динамики вибромашины использован агрегативный подход, существенно упрощающий решение задач динамики многозвенных технических систем. Согласно этому подходу приводятся матричные алгоритмы компьютерного конструирования числовой формы высокоадекватных уравнений динамики движения вибромашин. Описание построения по данному алгоритму и исследования в среде МАТЬАВ модели динамики типовой вибромашины рассматриваемого класса включает в себя несколько этапов: от составления графа системы до проверки адекватности полученной модели.

Граф вибромашин представлен на рис. 2. Исследуемая система состоит из несущего тела (носителя 11) и двух неуравновешенных роторов (12, 22), произвольно расположенных на основании и вращающихся вокруг осей, произвольно направленных в пространстве. Система имеет кинематическую схему типа "ежик".

Рис 2. Граф машины. Исследования компьютерной модели

динамики типовой вибромашины и экспериментальная проверка показали необходимость создания единой мехатронной модели путем добавления к "механическим" обобщенным координатам обобщенных координат "электрического" происхождения по методике, приведенной в главе 2.

По этой методике получена математическая модель динамики вибрационной машины с учетом электронной и электрической подсистем. К

механическим обобщенным координатам о",о",о",0",0",0",добавлены обобщенные координаты электрического происхождения :

я={о\\о\\о]\е\\в1\в1\е?,в1\$1&)т. (1)

Уравнения функционирования мехатронной системы в обобщенных координатах имеет вид:

х=/(х,1,и), х=со1^,с}} , (2)

Я=А-*Ш-ВШ)+Тг +Трг +т/а +Т/р+Тт +Т„ +те +щ ,

где В(д, ¿¡) - функциональная матрица, Т- обобщенные силы тяготения, трения и электромеханической системы, II- обобщенные силы управления на осях ротора.

Проверка адекватности полученной типовой компьютерной модели проведена для конкретного вибрационного стенда, подробное описание которого дается в главе 4.

Проверка соответствия проводится в два этапа:

1. Программный расчет основных инвариантов, в первую очередь, полной энергии системы, а также расчет ряда механических характеристик несколькими способами параллельно.

2. Сравнение с экспериментом, проведенном на вибрационном стенде.

Модель позволяет выявлять и анализировать даже относительно слабые

динамические связи между вибровозбудителями на фоне динамических процессов большой мощности. Результаты компьютерного моделирования очень близки к экспериментальным результатам, полученным на реальной установке.

Таким образом, математическое описание динамики вибромашины представлено в виде существенно нелинейной модели высокой размерности (20 и более), в которой учтены взаимосвязи динамических характеристик механической и электромагнитной подсистем.

В третьей главе излагаются основы построения систем автоматического управления электроприводами вибромашин и приводятся алгоритмы работы вибромашин в различных режимах. Даются рекомендации для расчета параметров управления приводами вибромашин в выбранных режимах.

Рассмотрена задача выведения двух вибовозбудителей в область их синхронного движения при произвольных начальных условиях.

Большинство задач, возникающих при синтезе нелинейных систем управления, относятся к задачам стабилизации и слежения. В таких задачах цель управления можно выразить через отклонения текущего состояния объекта х(0 от некоторой заданной траектории. В настоящее время растет интерес к задачам управления хаотическими и периодическими колебаниями, которые не приводятся непосредственно к традиционным задачам стабилизации и слежения. К таким задачам относится и синтез управления приводами вибромашин.

Для синтеза законов управления выделим в рабочем цикле вибромашины три режима: пуск, разгон электроприводов до околорабочих скоростей и технологический режим с заданной частотой колебаний рабочего органа. Требования к системе управления в этих режимах во многом противоречивы, а именно: при пуске и начальном разгоне необходимо навязывать роторам динамику движения со стороны приводов, дальнейший разгон производить с учетом собственной динамики вибромашины, а в технологическом режиме целесообразно максимально использовать собственную динамику системы.

Показано, что в режиме пуска и прохождения через резонансную зону эффективным решением является использование локальных регуляторов для электроприводов с глубокой обратной связью. Локальные регуляторы реализуют ПИД- или ПИ- закон управления с постоянными коэффициентами. При этом необходимо учитывать ограничения электроприводов, в первую очередь по току.

Синтез алгоритма управления электроприводами для режима разгона сформулируем как задачу поиска закона изменения управляющего воздействия, обеспечивающего достижение цели при ограничении на энергию движения механической части вибромашины. При этом цель управления формализуем как приближение механической энергии Н(р(1),ц(()) свободной системы к поверхности заданного уровня энергии Н*:

Я(р(<),9(0)при г-* оо, (3) где р=р(0 - вектор обобщенных импульсов, 4=^(1}- п-вектор обобщенных координат.

Введем целевую функцию

0(/>,*) = у(Я(р,9)-Н')1. (4)

Первый этап синтеза закона управления состоит в вычислении скорости изменения целевой функции (4) вдоль траектории объекта управления в предположении, что система консервативна:

е (р,д) = (Я - Я - )Н . (5)

Далее, в соответствии со схемой скоростного градиента, выражение для управляющего момента принимает следующий вид:

М =~^ки{Н -Я>. (6)

На практике расчет управляющих сигналов по формулам (6) может оказаться сложным из-за необходимости измерения всех переменных состояния. Формирование сигналов управления в реальном времени требует высокого быстродействия алгоритмов обработки информации, поступаюи^ц с датчиков. Кроме того, установка датчиков перемещения у и скорости перемещения У несущего тела является сложной технической задачей. Одним из путей решения указанной проблемы является учет в Н(р(1),д(ф

только энергии вращения дебалансных роторов, т.к. по сравнению с эн ргией носителя она значительно больше. Моделирование и э;<с ;е{ ямент подтвердили, что на этапе разгона энергия растет пргкх чески

пропорционально со2, поэтому закон управления (6) можно записать га1 :

•2 9

М=кн{со -в> )а>. (7)

Закон управления (7) не годится для запуска и начальной рас .рутки вибровозбудителей, так как в начальный момент времени возденет ие со стороны электроприводов отсутствует. Поскольку на начальном > чистке траектории целесообразно вращать роторы с максимальным усилием, модифицируем закон управления таким образом:

М = кн (й>*2 - СО2 )(&>' - со). (8)

Учтем, что в системе управления электроприводами вибровозбуд далей сигналом управления является не момент, а напряжение, подаваегое на электропривод вибровозбудителя. Поэтому подставим выражени1 для управляющего момента (8) в систему уравнений электропривод?, и пс тучи« систему дифференциальных уравнений: + Я,1 + сеа> =и;

с*1 = JгшгP<0 + kн(<0'г -й>2Хй>* -ю).

Преобразуя систему уравнений (9), получим управляющего напряжения:

и = - а>) + к2(а))р(<о' - со)

(9)

выражен»: для

(Ю)

гДе*,=(Я„А(«Л

со2)) , к2 =(4

ст

оио т

Рис. 3. Изменение управляющего момента при пуске вибромашины.

Выражение (10) Я1 ляется законом управления с переменными коэффици знтами кх,кг, которые зависит от скорости врадценкя

электропривода а> таким образом, что с приближением со к заданной скорости а' коэффициенты кх,кг

уменьшаются пропэраио гально квадрату разности этих скоростей. Закон упра Jлeния (10) состоит из двух :астей: пропорциональной и

дифференциальной, при1 см, с изменяемыми коэффицгеь гами

Изменение управляющего момента М в зависимости от скорости со в соответствии с разработанной концепцией управления показано на рис. 3. Первый отрезок траектории представляет собой начальный участок, на котором электродвигатель работает с максимальным моментом, обеспечивая разгон дебалансных роторов. Далее вступает в действие полученный закон управления (10), который обеспечивает постепенное ослабление глубины обратной связи. При приближении скорости вращения а к скорости асо' где (0<а<1), система управления обеспечивает переход электроприводов к разомкнутой структуре управления, рассчитанной на компенсацию энергии, расходуемой при работе вибромашины, и максимальное проявление эффективности самосинхронизации вращающихся роторов вибровозбудителей.

Структура системы управления электроприводами вибромашины, отвечающая данной концепции, изображена на рис. 4. Механическая часть представляет собой вибровзвешенную платформу, на которой расположены два дебалансных ротора с электроприводами. Блок управления включает в себя два локальных регулятора Р1 и Р2 скоростей вращения электроприводов и блок настройки регуляторов БНР, который осуществляет переход от одного закона управления к другому в зависимости от режима вибромашины.

Рис. 4 Структурно-функциональная схема системы управления приводами двухроторной вибрационной машины в режиме пуска.

Соответствующие алгоритмы, записанные в разностной форме, имеют вид:

щ {к)-щ (£-1) = (¿„(о, (к-\)-а, (к)) +

+ ки(~<а,(к)-Ico,(к-\) + со,(к-2))X®L -со*(к)) + кь-со,)-

' щ (к) - и2 (к -1) = (к2р(со2 (к -1) - сог (к)) + + ки {-со, (к) - 2сог (к -1) + сог (к - 2)))(ü>L - со\ (к)) + къ (<у^ - ш,),

где <арс02 текущие значения скорости вращения роторов вибровозбудителей, сом заданное значение скорости вращения роторов вибровозбудителей. В таком виде алгоритм управления легко реализуется в программе для микроконтроллера, т.к. требуется сохранять только последние два значения переменных со и и.

В режиме дальнейшего разгона значения коэффициентов локальных регуляторов начинают изменяться по алгоритму (10), но структура регуляторов остается прежней до момента переключения на разомкнутое управление при достижении скорости аса'.

В случае действия сильных возмущений или наличия значительных различий в характеристиках элементов вибровозбудителей предлагается использовать следующий алгоритм управления электроприводами, обеспечивающий робастность технологического режима вибромашины, а именно, синхронизацию движения вибровозбудителей. Применив алгоритм скоростного градиента с целевой функцией вида:

0(Р,Ч) = \(а(Щр,д)-НУ + /3(<р{ ±ф2)2), (П)

получим закон управления "¡(к) = к*а>1(к) при -сог\<Ао>ра6; ■и]{к)-и1(к-\)=к1р{и>]{к-\)-<01(к)) + к1,(ш1ад- со] {к)) + *14 (<»,(*)-<», {к)) (12) прйр^-со^> Асо^, к1л =0Д2д =1 при(а>, -&>2)>0; иг{к) = к'2а>2(к) при -й?21 < Аа^; ■ иг (к)-и2(к-1) =к2р{со2 (к-1) - оуг (к)) + кг, - со] (,к)) + к2&(а>2 (к) - а, (к)) при\тх -й)2|>Дш^; к1Л = 1,ки = 0 при(а1 -сог) <0.

Рис 5. Структурно-функциональная схема робастной системы управления приводами в технологическом режиме.

Структура робастной системы управления представлена на рис. 5.

Особ.} и остъ ее работы заключается в том, что при малых (допустимых техно огией) отклонениях скоростей вибровозбудителей от заданного значег ия она работает по разомкнутой структуре (задействованы регуляторы Р1.1 ч Р1.2). В случае больших отклонений центральный регулятор перек ючае"! управление на регуляторы Р1 и Р2, реализующие вместе с ПИ-регул: рованнем локальных скоростей еще и пропорциональное регулирование разности скоростей электроприводов. Такое управление сбесп* чивает эффективный возврат в режим синхронизации роторов с

I

Р 1С. 6 Возврат в режим синхронизации скоростей и разности фаз вибровозбудителей.

допус имей точностью Ди Д(рис. 6).

Четвертая глава посвящена реализации микропроцессорной системы управ Iешя электроприводами вибромашин. Представлены

■А

I

X

ч «

Механическая часть

Блок управления

I Электродвигатели 1«_________

Датчики

Скорость вращения роторов —г а. и Р1

о

Положение —» —► о о. К

роторов В

1С

Рис. 7. Структурная схема системы управления вибрационным стендом СВ-2.

экспериментальные исследования алгоритмов упраьления

электроприводами стенда СВ-2.

Вибрационный стенд СВ-2 - это прототип перспективной вибраи юнной машины рассматриваемого класса. Он предназначен для эксперимент льного воспроизведения сложных динамических явлений, характерна с дня двухроторных нелинейных колебательных систем, и отработки эффек -ивных алгоритмов управления колебаниями.

Структура системы управления вибрационного стенда покаана на рис.7. Ее можно разделить на два уровня. Первый уровень упер; вления реализуется на микроконтроллере, а второй - на персональном компь отере в среде МАТЬАВ. Основной задачей первого уровня управления ячляется обеспечение приема сигналов с датчиков, вычисление уровня упрт) тощих воздействий и выдача управляющих сигналов на электроприводы вибровозбудителей. Второй уровень служит для отображения и записи процессов, происходящих при работе вибрационного стенд для исследовательских целей.

Вибрационный стенд СВ-2 состоит из платформы, подвешен; ,ой на виброизоляторах, двух двигателей постоянного тока с дебалансами Дб и Дб2 и блока управления, включающего в себя 16-разрядный микроконтроллер как управляющее устройство. Блок управления представляет собой с «стему с многоуровневыми связями, внешним контуром которой является 1 оятур скорости вращения двигателей.

Программное обеспечение контроллера состоит из трех мс дулей. Первый модуль представляет собой блок логических гоавил, переключающий динамические законы управления в зависимости от р ежима работы вибрационной установки. Второй модуль реализует фучкцию регулятора скорости вращения двигателей. Последний модуль отзе1 ает за прием и обработку сигналов от датчиков. Работа блока построена таким образом, что все три модуля действуют одновременно, что по: здляет вырабатывать управляющее воздействие с частотой 1,5 кГ; при сохранении некоторого запаса вычислительной мощности.

Исследование работы предложенных алгоритмов управления электроприводами на стенде СВ-2 проводилось в несколько эталон, в разных вариантах и с различными заданными значениями разности <} эз прк одинаковых или различных статических моментах дебалансов. Экспериментальные исследования охватывали:

1. Пусковые режимы вибромашин: старт, прохождение резонансной зочы (эффект Зоммерфельда). Эффективность прохождения резонансн ж зоны с помощью алгоритмов предложенных в главе 3.

2. Возникновение и устойчивость эффекта простой синхроь чзации, необходимой для работы вибромашин рассматриваемого класса

3. Возможность снижения мощности приводов при сохранении ффекта синхронизации.

4. Рассмотрение грубости процесса простой синхронизации к возмущениям со стороны нагрузки и со стороны приводов.

Одним из важнейших этапов исследования является вопрос об условиях установления синхронных движений. Дело в том, что выполнение теоретически найденных условий существования и устойчивости синхронных движений вибровозбудителей обеспечивает наличие и устойчивость этого режима при достаточно малых возмущениях, что не всегда выполнимо на практике.

Исследования пусков вибростенда с центральным регулятором проводились с различными начальными условиями. Для того чтобы максимально приблизить вибростенд к реальным условиям работы вибромашины была изменена мощность одного из вибровозбудителей. На рис. 8 приведены результаты испытания алгоритмов, описанных в главе 3: показан пуск вибростенда и выход в рабочий режим. На графике скоростей

(О,

1000

ООО

800 roo еоо

500 400 ЗОО 200 100!

Рис. 8. Скорости вращения и разность фаз роторов вибровозбудителей при старте и разгоне вибромшины с централизованным управлением по скорости.

виден характерный излом, свидетельствующий о переключении алгоритмов.

Для исследования работы системы управления в технологическом режиме была проведена серия опытов, в которых оценивалась реакция системы управления электроприводами на внешние воздействия. Показано, что электроприводы обеспечивают грубость технологического режима.

Анализ проведенного поэтапного комплексного исследования на стенде СВ-2 позволяет утверждать, что алгоритмы управления электроприводами вибрационных машин, представленные в главе 3. работоспособны и могут быть эффективно использованы в вибрационных машинах рассматриваемого класса.

со2

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе проведено исследование теоретических и прикладных вопросов управления электроприводами вибровозбудителей вибрационных машин, в результате которого решена научная задача синтеза алгоритмов автоматического управления, а также предложены методы практической реализации разработанного управления для электроприводов двухроторных вибрационных машин. Проведены экспериментальные исследования предложенного управления на вибрационном стенде. В ходе исследований получены следующие научно-технические результаты:

1. Проведен анализ эффективности применения современных электроприводов в двухроторных вибромашинах с учетом установленных особенностей работы вибромашин рассматриваемого класса. Представлен обзор современных средств управления электроприводами вибромашин.

2. Представлено высокоадекватное математическое описание динамики типовой двухроторной вибромашины, работающей в широком диапазоне технологических режимов. Проведен анализ особенностей работы электроприводов вибромашины в различных режимах.

3. Синтезирована двухуровневая система управления электроприводами вибрационных машин. Построены локальные регуляторы с изменяемыми параметрами для электроприводов вибровозбудителей. Синтезирован центральный регулятор, который обеспечивает логику работы системы управления в зависимости от характера движения рабочего органа вибромашины.

4. Разработана и реализована система управления электроприводами вибростенда СВ-2 на основе 16-разрядного микроконтроллера, включающая в себя программное обеспечение для исследования динамики вибростенда и для отображения и записи хода эксперимента.

5. Проведено поэтапное комплексное исследование эффективности разработанного управления электроприводами вибромашин рассматриваемого класса на стенде СВ-2. Результаты исследования доказали эффективность применения автоматического управления движением вибромашин со стороны электроприводов, а также позволили получить конкретные оценки показателей качества работы вибромашин рассматриваемого класса и требования к техническим характеристикам электроприводов вибровозбудителей.

Опубликованные работы по теме диссертации.

1. Гаврилов C.B., Косолапов Д.С. Разработка системы управления

двухроторного вибростенда: Тезисы докладов// Международная

научно-техническая конференция "XI Бенардосовские чтения", 4-6

июня 2003 г. - Иваново: 2003. - II том с. 19.

2. Джаббаров А.Д., Косолапое Д.С, Кьен Ч.С. Использование рысокоадекватных математических моделей динамики, при анализе < :иогодвигательных мехатронных систем. Труды// Международная зкола-семинар "Адаптивные Роботы-2004", 9-11 июня 2004.- Москва-

1 'анюг-Петербург: 2004,- С. 100-103.

3. Косолапов Д.С. Построение микропроцессорной системы управления вибрационным стендом. Труды// Первая всероссийская научно-

ехяическая конференция с международным участием «Мехатроника, г втоматизация, управление», 28-30 июня 2004, Владимир - Москва: УШ.- С. 395-397.

4. Косолапое Д.С. Информационная система перспективного .иброгрохота. Тезисы докладов// Всероссийская научно-техническая -онференция «Современные информационные технологии в /правлении» 7-10 октября 2003.- Махачкала: 2003.- С. 117.

5. >3han Xuan Kien, Dmitry S. Kosolapov, Aivar D. Djabbarov. Effects and phenornenons in a two-motor vibration machine with microprocessor control 'Эффекты и явления в друхроторной вибромашине с

гакрочонтроллерным управлением).// 10th International Student Olympiad in Automatic Control (Baltic Olympiad).- St. Petersburg: 2004. - C. 84.

6. "агрилов C.B., Косолапов Д.С. Энергосберегающее управление 'триводами вибромашин. Сборник докладов// Вторая Всеросийская гаучная конференция «Управление и информационные технологии УИТ-2004», 21-24 сентября 2004. - Пятигорск: 2004.- Том 2, - С. 127131.

7. '"априлов C.B., Косолапов Д.С. Микроконтроллерное управление :инхронизацией электроприводов. Сборник докладов// Седьмая 'Зс-:российская научно-практическая конференция "Экстремальная )обототехника", 6-7 апреля 2004.- Санкт-Петербург: 2004 - Том 4, С.449-455.

8. "анрилов C.B., Косолапов Д.С. Микропроцессорная система ■ 'правления электроприводами вибрационных машин.// Информационно-измерительные и управляющие системы. - М.: 'адиотехника, 2004 - № 6, - Том 2, - С. 36.

Подписано в печать 27.04.05 Формат 60*84 1/16 Бумага офсетная Печать офсетная Печ л 1,0 Тираж 100 экз. Заказ 31

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательства СПбГЭТУ "ЛЭТИ"

Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ" 197376, С.-Петербург, ул Проф Попова, 5

* f 3 4 3 4

РНБ Русский фонд

2006-4 8828

Введение

ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ СОВРЕМЕННЫХ ВИБРАЦИОННЫХ

МАШИН И СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ.

1.1 Определение рассматриваемого класса вибромашин и анализ их развития.

1.2 Формирование требований к электроприводам вибрационных машин.

1.3 Анализ обобщенных алгоритмов управления электроприводами вибрационных машин.

1.4 Применение электропривода постоянного тока в вибровозбудителях вибромашин.

1.5 Применение электропривода переменного тока в вибровозбудителях вибромашин.

1.6 Применение вентильно-индукторных приводов в вибровозбудителях вибромашин.

1.7 Анализ современных микроконтроллерных средств управления электроприводами вибрационных машин.

Результаты по главе

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ВИБРОМАШИН.

2.1 Комплексная технология построения математических моделей электромеханических систем вибромашин

2.2 Математическая модель динамики типовой вибрационной машины.

2.3 Учет динамики электронной и электромагнитной подсистем в модели вибрационной машины. Методика соединения электронной, электрической и механической подсистем.

2.4 Математическая модель электроприводов роторов вибровозбудителей.

2.5 Математическая модель функционирования вибрационной машины с учетом электронной и электрической подсистем.

2.6 Проверка адекватности математической модели динамики вибромашины.

2.7 Построение упрощенной модели динамики вибромашины

Результаты по главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ ВИБРАЦИОННЫХ МАШИН.

3.1 Проблемы и задачи управления электроприводами вибрационных машин.

3.2 Типовые режимы работы двух роторной не управляемой вибрационной машины.

3.3 Проблема возбуждения колебаний. Эффект Зоммерфельда.

3.4 Синтез обобщенного алгоритма управления приводами вибрационной машины.

4i 3.5 Синтез алгоритма управления электроприводами вибромашин для микроконтроллерных систем управления

3.6 Синтез координатно-параметрического управления приводами вибромашин, для прохождения резонансной зоны

3.7 Синтез алгоритмов управления для рабочих режимов вибрационных машин.

3.8 Обеспечение грубости синхронизации вибровозбудителей. Результаты по главе

ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

НА ВИБРАЦИОННОМ СТЕНДЕ.

4.1 Краткая техническая характеристика механической части вибрационного стенда СВ-2.

4.2 Реализация микропроцессорной системы управления вибрационным стендом СВ-2.

4.3 Исследование с применением математической модели динамики вибромашины.

4.4 Экспериментальные исследования на вибрационном стенде.

4.5 Исследование неуправляемых режимов пуска вибрационного стенда.

4.6 Исследования неуправляемых технологических режимов вибрационного стенда.

4.7 Исследования синхронизации двух вибровозбудителей.

4.8 Исследования пуска двухроторного вибростенда с локальным управлением по скорости электродвигателей.

4.9 Исследования пуска двухроторного вибростенда с вибростенда с системой управления содержащей центральный регулятор.

4.10 Исследования рабочих режимов двухроторного вибростенда с системой управления содержащей центральный регулятор.

4.11 Исследование автоматического управления частотой колебаний рабочего органа.

Результаты по главе 4.

Реализация современных вибрационных технологий предъявляет качественно новые требования к электротехническому оборудованию, в первую очередь к электроприводам вибрационных машин. Вибромашины широко используются в различных отраслях промышленности: в горнорудной, горно-химической, угольной, при производстве строительных материалов и в ряде других отраслей.

Вибрационные машины, в которых колебания рабочего органа порождаются двумя центробежными возбудителями, детально изучены в работах И.И. Блехмана, Б.П. Лаврова, Р.Ф. Нагаева, задачи управления вибромашинами освещены в работах A.JI. Фрадкова, В.М. Шестакова, О.П. Томчиной. На сегодняшний день подавляющее большинство вибромашин не имеет автоматического (или автоматизированного) управления параметрами вибрации. Некоторое регулирование параметров колебаний осуществляется либо изменением величины дебалансов вращающихся роторов, либо изменением жесткости упругих элементов. Таким образом, большие потенциальные возможности регулирования параметров вибрации за счет управления электроприводами остаются нереализованными.

Узкие диапазоны существующих способов регулирования препятствуют требующемуся на сегодняшний день расширению технологических режимов и ограничивают область эффективного применения вибромашин. Существенное расширение указанных диапазонов и повышение технологичности работы вибромашин можно достичь за счет автоматического регулирования параметров движения со стороны электроприводов. Таким образом, актуальной задачей является разработка замкнутых систем управления электроприводами вибромашин, основанная на современных достижениях в теории управления и на появлении высокоэффективных средств силовой электроники, контрольно-измерительной и вычислительной техники.

Целью настоящей диссертационной работы является повышение эффективности работы вибрационных машин за счет расширения технологических режимов. Расширение технологических режимов включает в себя: возможность вибромашины перейти с одного технологического режима на другой, используя средства управления электроприводами и повышение грубости рабочих режимов. Одним из путей достижения поставленной цели является разработка системы управления электроприводами вибромашин.

Основная задача данной диссертационной работы - это разработка системы управления электроприводами вибромашин для повышения эффективности работы вибромашин. Система управления должна обеспечивать выполнение следующих условий:

- достижение заданных режимов, умение преодолевать резонансные зоны, обеспечивая при этом должную безопасность работы вибрационной установки;

- расширение технологических режимов вибромашин, обеспечивая колебания рабочего органа в переделах 10-25 Гц;

- стабилизацию параметров колебаний рабочего органа при вариации массы перерабатываемого материала;

- повышение эффективности рабочих режимов вибромашин за счет использования особенностей динамики вибромашин.

Для синтеза законов управления выделим в рабочем цикле вибромашины три режима: пуск, разгон электроприводов до околорабочих скоростей и технологический режим с заданной частотой колебания рабочего органа. Требования к системе управления в этих режимах во многом противоречивы, а именно: при пуске и начальном разгоне необходимо навязывать роторам динамику движения со стороны приводов, дальнейший разгон производить с учетом собственной динамики вибромашины, а в технологическом режиме целесообразно максимально использовать собственную динамику системы.

Основная сложность в разработке такой системы управления заключается в:

- нелинейности динамических характеристик механической части;

- колебательных режимах работы с проявлением сильных резонансов;

- динамической взаимосвязи по входам.

Последние исследования в этой области показали, что для осуществления эффективного управления необходимо также учитывать взаимосвязь динамики механических и электромагнитных процессов, то есть рассматривать вибрационную установку как мехатронный объект.

Проектирование системы автоматического регулирования базируется на подходе к исследованию многодвигательных электромеханических систем со сложной кинематикой. Этот подход целесообразно называть мехатронным, поскольку он включает в себя методы построения высокоадекватных моделей динамики систем с учетом неразрывной связи механических и электромагнитных процессов в системе, результаты теории управления и вибрационной механики, а также современные микроконтроллерные средства управления.

Достигнутый на сегодня уровень развития теории управления, теории колебаний, теории электроприводов, в совокупности с уровнем технических средств управления, электроники и электрических машин позволяет утверждать о реальности создания вибрационных машин с регулируемыми параметрами средствами автоматического управления.

Некоторые из перечисленных задач решались в работах проф. Н.Х.Базарова [10,11], ученых Санкт-Петербургского политехнического университета А. С. Кельзона, Л. М. Малинина, А. А. Первозванского [48,65], работах профессоров ИПМаш РАН И. И. Блехмана [17, 18, 19], Б.П. Лаврова [53], А. Л. Фрадкова [77,78,91], Санкт-Петербургского института машиностроения В. М. Шестакова, О. П. Томчиной, О. Л. Нагибиной [75,86,87,90,92], а также в работах ряда зарубежных авторов [29, 93]. Кроме того, необходимо отметить труды в областях, близких к исследуемой: это системы приводов с упругими связями и следящие системы. Здесь большая роль принадлежит таким ученым, как проф. Ю. А. Борцов [23, 25, 26], В. JI. Вейц [30,31,32,33], С. А. Ковчин [50,52], А. Е. Козярук, Л. Н. Рассудов, В. А. Новиков, О. А. Соколов, Г. Г. Соколовский, В.В. Путов, Н. Д. Поляхов и др.

При решении вышеизложенных задач, а также для экспериментальной проверки полученных результатов, в качестве исследовательской установки был выбран стенд СВ-2, находящийся в государственном электротехническом университете и разработанный группой специалистов ИПМАШ РАН, СПбГЭТУ, СПбГБТУ, СпбИМаш в процессе выполнения Федеральной целевой программы «Интеграция» (проект А-0151 и № 226). Стенд предназначен для демонстрации механических эффектов и приемов управления вращательными и колебательными движениями, выполнения работ по исследованию вибрационных процессов и машин, а также может использоваться как электромеханическая модель при решении задач управления, в том числе автоматического и программируемого, в составе комплекса, включающего микропроцессор и компьютер. Данный стенд является двухроторным, что позволяет существенно расширить диапазон его работы, и, соответственно, возможности исследования колебательных режимов мехатронных систем.

В соответствии с изложенными задачами диссертационная работа включает следующие основные направления исследований:

1. Анализ проблем управления электроприводами современных вибрационных машин. Обзор типов электроприводов, применяющихся в вибромашинах и средств управления ими.

2. Создание математического описания и построение необходимой математической модели динамики двухроторной вибрационной машины для последующего исследования в процессе имитационного моделирования на ЭВМ.

3. Разработка концепции построения микропроцессорной системы управления приводами двухроторной вибромашины. Реализация микропроцессорной системы управления приводами вибромашины.

4. Разработка и исследование алгоритмов управления вибромашинами в режимах пуска, прохождения резонансной зоны и рабочих режимах.

5. Экспериментальные исследования алгоритмов управления приводами вибромашин на вибрационном стенде СВ-2.

Научная новизна представляемой диссертационной работы заключается в следующем:

1. Выявлены нелинейные взаимосвязи динамики электромагнитных и механических процессов в электроприводах вибромашин для различных режимов работы, позволяющие анализировать различные эффекты и явления, происходящие в нелинейных колебательных системах.

2. Сформулированы требования к электроприводам вибромашин с учетом взаимосвязи динамических процессов и технологических режимов работы вибромашин.

3. Разработана двухуровневая структура системы управления электроприводами двухроторных вибромашин.

4. Предложены алгоритмы управления электроприводами, обеспечивающие разгон вибровозбудителей и плавный выход в технологический режим работы.

5. Предложены алгоритмы управления электроприводами вибромашин, обеспечивающие робастность технологического режима работы.

Практическая ценность работы заключается в последовательном решении ряда взаимосвязанных задач по разработке и технической реализации систем управления электроприводами вибрационных машин - от анализа режимов работы электроприводов вибромашин до синтеза и реализации централизованной системы управления двухроторной вибромашиной. и

Основные теоретические и практические положения диссертации были изложены:

1. На VI конференции молодых ученых «Навигация и управление движением» Санкт-Петербург, 18 марта 2004г.

2. На 15 научно-технической конференции «Экстремальная робототехника» Санкт-Петербург 7 апреля 2004г.

3. На ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ЭТУ-ЛЭТИ (№56, 57) Санкт-Петербург, 2003, 2004 гг.

4. На научных семинарах кафедры САУ ЭТУ-ЛЭТИ 2001 -04г.

5. Часть результатов была использована в НИР Центр коллективного пользования «Мехатронные вибрационные и мобильные системы», выполненной в рамках Федеральной Целевой Программы "Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки" (проекты А-0151 и № 226).

6. Основные результаты изложены в ходе выполнения НИР «Развитие мехатронного подхода к построению автоматических приводов сложных электромеханических систем» в рамках гранта 2003 года для поддержки научно-исследовательской работы аспирантов государственных образовательных учреждений высшего профессионального образования Министерства образования Российской Федерации.

Основные результаты диссертационной работы отражены в следующих печатных работах:

1. Гаврилов С.В., Косолапов Д.С. Разработка системы управления двухроторного вибростенда: Тезисы докладов// Международная научно-техническая конференция "XI Бенардосовские чтения", 4-6 июня 2003 г. - Иваново: 2003. - II том с. 19.

2. Джаббаров А.Д., Косолапов Д.С, Кьен Ч.С. Использование высокоадекватных математических моделей динамики, при анализе многодвигательных мехатронных систем. Труды// Международная школа-семинар "Адаптивные Роботы-2004", 9-11 июня 2004.- Москва-Санкт-Петербург: 2004.- С. 100-103.

3. Косолапов Д.С. Построение микропроцессорной системы управления вибрационным стендом. Труды// Первая всероссийская научно-техническая конференция с международным участием «Мехатроника, автоматизация, управление», 28-30 июня 2004, Владимир - Москва: 2004.- С. 395-397.

4. Косолапов Д.С. Информационная система перспективного виброгрохота. Тезисы докладов// Всероссийская научно-техническая конференция «Современные информационные технологии в управлении» 7-10 октября 2003.- Махачкала: 2003.- С. 117.

5. Chan Xuan Kien, Dmitry S. Kosolapov, Aivar D. Djabbarov. Effects and phenomenons in a two-motor vibration machine with microprocessor control (Эффекты и явления в друхроторной вибромашине с микроконтроллерным управлением).// 10th International Student Olympiad on Automatic Control (Baltic Olympiad).- St. Petersburg: 2004. -C. 84.

6. Гаврилов C.B., Косолапов Д.С. Энергосберегающее управление приводами вибромашин. Сборник докладов// Вторая Всеросийская научная конференция «Управление и информационные технологии УИТ-2004», 21-24 сентября 2004. - Пятигорск: 2004.- Том 2, - С. 127131.

7. Гаврилов С.В., Косолапов Д.С. Микроконтроллерное управление синхронизацией электроприводов. Сборник докладов// Седьмая Всероссийская научно-практическая конференция "Экстремальная робототехника", 6-7 апреля 2004,- Санкт-Петербург: 2004 - Том 4, С.449-455.

8. Гаврилов С.В., Косолапов Д.С. Микропроцессорная система управления электроприводами вибрационных машин.// Информационно-измерительные и управляющие системы. - М.: Радиотехника, 2004 - № 6, - Том 2, - С. 36.

Достоверность научных положений и выводов, сформулированных в работе, подтверждается результатами имитационного моделирования динамики двухроторной вибромашины с использованием программы MATLAB и SIMULINK, а также экспериментальными исследованиями на исследовательском вибрационном стенде СВ-2.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе проведено исследование теоретических и прикладных вопросов управления электроприводами вибровозбудителей вибрационных машин, в результате которого решена научная задача синтеза алгоритмов автоматического управления, а также предложены методы практической реализации разработанного управления для электроприводов двухроторных вибрационных машин. В ходе исследований получены следующие научно-технические результаты:

1. Проведен анализ электродвигателей, используемых и перспективных для применения в приводах вибровозбудителей, с учетом установленных особенностей работы вибрационных машин. Представлен обзор современных средств управления электроприводами вибромашин.

2. Представлено высокоадекватное математическое описание динамики типовой двухроторной вибромашины, работающей в широком диапазоне технологических режимов. Предложен метод включения в математическую модель механической части математических моделей электрических и электронных подсистем вибрационной машины. Приведена полная математическая модель динамики типовой вибрационной машины с учетом электрических и электронных подсистем.

3. Разработаны структурная и функциональная схемы системы управления вибрационным исследовательским стендом СВ-2, использующимся в качестве прототипа перспективной вибрационной машины. Разработаны микропроцессорный блок управления на основе 16-ти разрядного микроконтроллера и программное обеспечение для исследования динамики вибростенда. Реализована микропроцессорная система управления вибрационным стендом СВ-2 и создано программное обеспечение в среде MATLAB, для отображения и записи хода эксперимента.

4. Синтезирована двухуровневая система управления динамикой вибрационных машин. На основе анализа режимов работы вибромашин построены локальные регуляторы для электроприводов вибровозбудителя. Синтезирован блок логических правил, который настраивает локальные алгоритмы в зависимости от характера движения рабочего органа вибромашины.

5. Проведено поэтапное комплексное исследование динамики вибромашин рассматриваемого класса в различных режимах на экспериментальном стенде СВ-2. Результаты исследования доказали эффективность применения автоматического управления движением вибромашин со стороны электроприводов, а также позволили получить конкретные оценки показателей качества работы вибромашин рассматриваемого класса и технические характеристики электроприводов вибровозбудителей.

1. Автоматизированный электропривод. Под ред. Н.Ф. Ильинского, М. Г. Юнькова. М., Энергоатомиздат, 1990.

2. Алексеев. Н. М., Айс Н. и др. Трибология и приложения: опыт США и стран СНГ. М.: Машиностроение, 1993.

3. Андриевский Б. Р., Стоцкий А.А., Фрадков А. Л. Алгоритм скоростного градиента в задачах управления и адаптации. Обзор // Автоматика и телемеханика. 1988. №12. С. 3-39.

4. Андриевский Б.Р., Блехман И.И., Борцов Ю.А., Гаврилов С.В. и др. Управление мехатронными вибрационными установками.- СПб.: Наука, 2001.-278 с.

5. Андриевский Б.Р., Гаврилов С. В., Нагибина О. Л., Томчина О. П., Шестаков В.М. Теория цифровых и нелинейных систем автоматического управления: Методические указания /Под ред. В. М. Шестакова. Спб.: Ипмаш РАН; 2000. Препринт 154. 59с.

6. Андриевский Б.Р., Гузенко П. Ю., Фрадков А. Л. Управление колебаниями механических систем методом скоростного градиента. // Автоматика и телемеханика. 1996. №4. С. 4-17.

7. Андриевский Б.Р., Фрадков А.Л., Избранные главы теории автоматического управления с примерами на языке MATLAB. Спб.: Наука, 1999. 467с.

8. Андриевский Б.Р., Фрадков А.Л., Элементы матиматического моделирования в программных средах MATLAB 5 и Scilab. Спб.: Наука, 2001.

9. ЮБарашин. А. В., Новиков В. А, Соколовский Г. Г., Управление электроприводами. JL: Энергоиздат, 1982.

10. Башарин А. В., Новиков В. А., Соколовский Г. Г. Управление электроприводами. JL: Энергоиздат, 1982.

11. Башарин А.В., Постников Ю. В. Примеры автоматизированного электропривода на ЭВМ. Ленинград, Энергоатомиздат,1990.

12. Блехман И.И Проблема синхронизации колебательных и вращательных движений. Труды по теории и применению явлений синхронизации в машинах и устройствах. Изд-во "Минтис". Вильнюс, 1966.

13. Блехман И.И. Вибрационная механика. М., 1994.

14. Блехман И.И. Проблема синхронизации динамических систем. Прикл. матем. и мех. 1964, вып.2.

15. Блехман И.И. Синхронизация в природе и технике. М., 1981.

16. Блехман И.И. Синхронизация динамических систем.- М.: Наука, 1971.

17. Блехман И.И. Что может вибрация? О "вибрационной механике" и вибрационной технике. М., 1988.

18. Блехман И.И., Нагаев Р.Ф. Оптимальная стабилизация синхронных движений механических вибраторов. Горький. 1967г.

19. Блехман И.И., Поляков В.И., Ходжаев К.Ш. Синтез форм вынужденных колебаний и настройка многоприводных резонансных вибрационных машин. Инженерный журнал. 1967 №6.

20. Блехман И.И., Джанелидзе Г.Ю., Исследование вынужденных колебаний некоторых вибрационных машин со многими вибраторами.

21. Блехман И.И.,. Ладыженский Л.А, Поляков В.И. и др. Колебания резонансных многоприводных вибрационных машин. Инженерный журнал. 1967 №5.

22. Борцов Ю.А., Гаврилов С.В. и др. Динамика электромеханических систем вибрационных установок // Электричество, 2001. №1, с.31-36.

23. Борцов Ю.А., Гаврилов С.В. и др. Динамика электромеханических систем вибрационных установок // Электричество, 2001. №1, с.31-36.

24. Бродин В. Б. Системы на микроконтроллерах и БИС программируемой логики. Эком. 2001.

25. Бродин В.Б., Шагурин И.И. Микроконтроллеры. Архитектура, программирование, интерфейс. Справочник. Эком. 1999.

26. Бычков Ю.А., Щербаков B.C. Аналитически-численный метод расчета динамических систем. Энергоатомиздат.

27. Вайсберг JI.A. Проектирование и расчет вибрационных грохотов.- М.: Недра, 1986. 144с.

28. Вейц B.JL, Вербовой П.Ф., Кочура А.Е., Куценко Б.Н. Нелинейные задачи динамики автоматизированного электромеханического привода.-Киев: ИЭД, 1986.

29. Вейц B.JL, Коловский М.З., Кочура А. Е. Динамика управляемых машинных агрегатов. М.: Наука, 1984.

30. Воротников В.И. Задачи и методы исследования устойчивости и стабилизации движения по отношению к части переменных: направление исследования, результаты, особенности // Автоматика и телемеханика. 1993 №3.

31. Воротников В.И. Устойчивость динамических систем по отношению к части переменных. М. Наука 1991.

32. Гаврилов С.В., Косолапов Д.С. Разработка системы управления двухроторного вибростенда.// Тез.докл. Международной научно-технической конференции "XI Бенардосовские чтения 4-6 июня 2003 г., Иваново, РФ II том стр. 19.

33. Гортинский В.В. Хвалов Б.Г. Об одном способе управления запуском колебательной системы с инерционным возбудителем. Механика машин. М. Наука 1981 Вып. 58.

34. Горячева И.Г., Добычин М.Н. Контактные задачи в трибологии. М.: Машиностроение, 1988.

35. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы "ATMEL". Додэка. 2004.

36. Егоров В. Н., Шестаков В. М. Динамика систем электропривода. Л.: Энергоатомиздат, 1983.

37. Изерман Р. Цифровые системы управления Москва. Мир. 1984г. 541с.

38. Калишук. А. К. Элементарный способ изучения динамических свойств систем Журнал техн. физика. 1939 Т.4 вып 8.

39. Кельзон А.С. Малинин Л.М. Управление колебаниями роторов. СПб Политехника 1992.

40. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода. Спб., Энергоатомиздат, 1994.

41. Ковчин С. А., Сабинин Ю. А. Теория электропривода. СПб.: Энергоатомиздат, 2000.

42. Ковчин С.А. Теория электропривода: Учебник / Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. СПб.: Энергоатомиздат, 2000. - 496 с.

43. Коноплев В. А. Агрегативные модели механики систем твердых тел // Доке. АН СССР. Механика. 1990. Т 314, № 4. с. 809-813.

44. Коноплев В.А. Агрегативная механика систем твердых тел. СПб.: Наука, 1996. 166с.

45. Коноплев В.А. Алгебраические методы в механике Галилея. СПб.: Наука, 1999. 268с.

46. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. М., Высшая школа, 1987.

47. Косолапов Д.С. Построение микропроцессорной системы управления вибрационным стендом. Первая всероссийская научно-техническая конференция с международным участием.«Мехатроника автоматизация управление» 28-30 июня 2004, Владимир, 2004., 395с.

48. Косолапов Д.С. Информационная система перспективного виброгрохота. Тез. докл. Всеросийская научно-техническая конференция «Современные информационные технологии в управлении» 7-10 октября 2003, Махачкала, 2003 с. 117.

49. Крагельский И. В. и др. Узлы трения: Справочник. М.: Машиностроение, 1984.

50. Кузьминов А.Ю. Интерфейс RS232. Связь между компьютером и микроконтроллером. "Радио и связь"., 2004.

51. Лавров Б.П., Шестаков В.М., Томчина О.П., и др. Динамика электрических систем вибрационных установок Электричество, №1.

52. Ланда П. С. Нелинейные колебания и волны. М.: Наука, Физматлит, 1997. 496 с.

53. Методы робастного нейро-нечеткого и адаптивного управления. Под ред. д.т.н. Н. Д. Егупова. М., МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002.

54. Мун Ф. Хаотические колебания. М.: Мир, 1990.

55. Неймарк Ю. И., Ланда П. С. Стохастические и хаотические колебания. М.: Наука, 1987. 424 с.

56. Перель Л.Я., Филатов А. А. Подшипники качения: Справочник. М.: Машиностроение, 1992.

57. Предко М. Руководство по микроконтроллерам в 2-х тт. Постмаркет. 2001.

58. Разработка методов нелинейного и адаптивного управления в механике. //Сводный отчет по проекту 2.1-589 ФЦП «Интеграция», д.т.н., проф. В. М. Шестаков -ИПМАШ РАН, СПб., 1998.

59. Ремизевич Т.В. Микроконтроллеры для встраиваемых приложений: от общих подходов к семействам НС05 и НС08 фирмы Motorola. Додэка. 2000.

60. Рудаков В.В., Столяров И. М., Дартау В.А. Асинхронные электроприводы с векторным управлением. Л.: Энергоатомиздат, 1987.

61. Сандлер А. С., Сарбатов Р. С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. М.: Энергия 1974.

62. Сандлер А.С., Сарбатов Р. С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. М.: Энергия, 1974.

63. Следящий привод. Под ред. Б.К. Чемоданова. М., Энергия, 1976.

64. Тимошенко С. П. Теория колебаний в инженерном деле. М.: ОНТИ, 1934.

65. Фрадков А.Л. Адаптивное управление нелинейными колебаниями // Алгоритмическое обеспечение процессов управления в механике и машиностроении: Тез. Докл. М. 1994.

66. Черноусько Ф.Л., Акуленко Л.Д. Соколов Б.Н. Управление колебаниями М. Наука 1980.

67. Шагурин И.И. Современные микроконтроллеры и микросхемы Motorola. Горячая линия-Телеком. 2004.

68. Шенфельд Р., Хабигнер Э. Автоматизированные электроприводы. Л.: Энергоиздат, 1985.

69. Шестаков В. М., Алексеев Д. В., Епишкин А. Е. Построение и оптимизация взаимосвязанных электромеханических систем двухроторных вибрационных установок. //Электричество. 2002 №10.

70. Шестаков В. М., Алексеев Д. В., Епишкин А. Е., Нагибина О. Л. Оптимизация динамических режимов работы взаимосвязанных электромеханических систем испытательных вибростендов // Электротехника. 2003 №5.

71. Шестаков В. М., Епишкин А. Е., Динамика электромеханической системы вибрационной установки при работе в зоне резонанса. // Сб. науч. трудов. «ПИМаш 70 лет» Вып. 2. Спб.: ПИМаш, 2000. . ■ •

72. Шестаков В.М., Томчина О. П., Нагибина О. JL, Нечаев К. В. Управление колебаниями электромеханической системы при неполном измерении вектора состояния.- сб. науч. Тр. «Задачи анализа и синтеза нелинейных колебательных систем».-ИПМАШ РАН, СПб, 1999.

73. Шиманов С.Н. К теории колебаний квазилинейных систем. Прикл. матем. и мех., 1954, №2.

74. Andrievsky В., Fradkov A. Feedback resonance in signale and coupled 1-DOF oscillators //Intern. J. of Bifurcations and Chaos. 1999. N 10. P. 2047-2058.

75. Andrievsky B.R., Fradkov A. L. Information transmission by adaptive synchronization with chaotic carrier and noisy channel // Proc. 39th IEEE Conf. Decisions and Control. Sydney, 12-15 Dec., 2000. H. 1025-1030.

76. Blekhman I.I. Synchronization in science and technology. New-York: ASME Press, 1988.

77. Blekhman I.I. Vibration mechanics. Singapore: World Scientific, 2000.

78. Blekhman I.I., Landa P.S., Rosenblum M.G. Synchronization and chaotization in interacting dynamical systems // Applied Mechanics reviews. 1995. Vol. 48, N11. Part I.P.733-752.

79. Chan Xuan Kien, Dmitry S. Kosolapov, Aivar D. Djabbarov. Effects and phenomenons in a two-motor vibration machine with microprocessor control. 10th International Student Olympiad on Automatic Control (Baltic Olympiad). St. Petersburg. 2004.

80. Fradkov A. L. Swinging control of nonlinear oscillations // Intern. J. Controll. 1996. Vol. 64, n 6. p. 1189-1202.

81. Fradkov A. L. Feeedback resonance in nonlinear oscillators // Proc. 5th European Contr. Conf. Karlsruhe, Aug. 31 -Sep.3,1999

82. Fradkov A. L. Nonlinear adaptive control: regulator — tracking- oscillatinsj//.; Proc. 1st IF AC Workshop "New trends in the design of control systems". Smolenice, 1994. p. 426-431.

83. Fradkov A. L., Makarov I. A., Shiriaev A. S., Tomchina O. P. Control of oscillations in Hamiltonain system // Proc. 4th European Contr. (ECC'97). Brussels, 1997. TH-M-G-6.