автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Разработка нелинейной системы управления нагрузкой электропривода резания проходческого комбайна

На правах рукописи Ь1 < < /

Иванов Александр Сергеевич

РАЗРАБОТКА НЕЛИНЕЙНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НАГРУЗКОЙ ЭЛЕКТРОПРИВОДА РЕЗАНИЯ ПРОХОДЧЕСКОГО КОМБАЙНА

Специальность 05.13.06 «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 5 ДЕ!( 20'0

Новокузнецк-2010

004617770

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет»

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Пугачёв Емельян Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Островлянчик Виктор Юрьевич

кандидат технических наук, доцент Целебровский Игорь Юрьевич

Ведущая организация

ГОУ ВПО «Кузбасский государственный технический университет», г. Кемерово

Защита диссертации состоится «27» декабря 2010 г. в 1500 часов на заседании диссертационного совета Д.212.252.02 в ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» по адресу 654007, г. Новокузнецк, Кемеровской области, ул. Кирова, д. 42, СибГИУ, ауд. ЗП. ФАКС: (3843)46-57-92 E-mail: sec_nr@sibsiu.ru, sibsiuprk@gmail.com

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «СибГИУ»

Автореферат разослан «25» ноября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.Ф. Евтушенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Проходческие комбайны являются одним из основных механизированных способов при проведении подготовительных работ. Практика эксплуатации проходческих комбайнов показывает, что значительная доля отказов приходится на электропривод резания, оснащенного нерегулируемым асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором. Сложные горно-геологические условия и стохастический характер изменения нагрузок способствуют появлениям перегрузок и стопореаия электродвигателя привода резания, время возникновения которого составляет 0,3-0,4 секунды в зависимости от состояния резцов и скорости подачи. Данное условие в значительной степени является сдерживающим фактором повышения производительности проходческих комбайнов.

В настоящее время наиболее эффективным способом регулирования и ограничения нагрузок электропривода резания является применение регулируемого привода подачи исполнительного органа. Синтез существующих систем управления нагрузкой электропривода резания на основе регулируемого привода подачи осуществляется, как правило, по приближенным линейным моделям, что приводит к потере качества управления. При таком подходе достижение заданного качества процесса управления осуществляется за счет ограничения функциональных возможностей привода подачи. Под ограниченной функциональной возможностью понимается намеренное накладываемое ограничение на работу одного из узлов привода подачи, например, ограничение хода плунжера золотникового распределителя пределами ± 20 % для обеспечения линейности его характеристики.

Таким образом, имеет место противоречие между применяемым аппаратом синтеза, функциональными возможностями привода подачи и эффективностью управления нагрузками электропривода резания, которое можно разрешить посредством применения нелинейных управляющих систем, учитывающих изменения динамики привода подачи и горно-геологических условий.

Изложенное выше в полной мере определяет актуальность задач, решаемых в данной диссертационной работе.

Цель работы. Развитие подхода к разработке систем управления нагрузкой электропривода резания проходческого комбайна на основе упрощенной нелинейной модели объекта управления.

Задачи диссертационной работы. Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи исследования:

• Анализ условий эксплуатации проходческих комбайнов и выполненных исследований в области синтеза систем управления нагрузкой электропривода резания проходческих комбайнов.

• Разработка структуры модели канала формирования нагрузок электропривода резания проходческого комбайна, учитывающей пространственное перемещение исполнительного органа, конструктивные особенности привода подачи, нелинейные характеристики и неопределенности параметров электрогидравлических золотниковых распределителей, а также процесс разрушения

горного массива, с целью синтеза алгоритмов управления и оценки их эффективности.

• Синтез структуры и алгоритма работы нелинейного регулятора скорости подачи в системе управления нагрузкой электропривода резания, позволяющего компенсировать нелинейность характеристик привода подачи, обладающего нечувствительностью по отношению к неопределенности параметров золотникового распределителя и забоя и обеспечивающего стабилизацию тока электродвигателя привода резания при пространственном перемещении исполнительного органа.

• Проверка работоспособности синтезированной нелинейной системы управления нагрузкой электропривода резания в специализированной вычислительной среде БшшкйопХ.

Методы исследований. Для достижения поставленных задач в работе использованы методы теории автоматического управления, теории механизмов и машин, теорий гидро- и электропривода, аппарат линейной алгебры и дифференциальных уравнений. Математическое и имитационное моделирование выполнено в системах МАТСАБ, МАТЬАВ/ЗтиПпк и БшикйопХ.

Научная новизна диссертационной работы.

1. Комплексная и упрощенная математические модели канала формирования нагрузок электропривода резания при пространственном перемещении исполнительного органа, отличающиеся от известных тем, что учитывают конструктивные особенности привода подачи при модернизации гидравлической схемы привода подачи, нелинейные характеристики и параметры электрогидравлических золотниковых распределителей и забоя, характеризующиеся неопределенностью.

2. Условие согласования скоростей перемещения поршней правого и левого гидроцилиндров привода подачи исполнительного органа проходческого комбайна, обеспечивающее снижение давления жидкости в сливных полостях гидроцилиндров более чем в два раза, что позволяет более эффективно использовать источник гидравлической энергии.

3. Методика синтеза нелинейного регулятора скорости подачи для управления сложным динамическим объектом с запаздыванием «гидравлический привод подачи — забой», отличающаяся тем, что синтез регулятора выполнен на основе упрощенной нелинейной модели «электрогидравлический золотниковый распределитель - силовой гидроцилиндр» 5 порядка, содержащей время запаздывания и средние значения параметров электрогидравлического золотникового распределителя и забоя.

4. Структура и алгоритм работы нелинейного регулятора скорости подачи исполнительного органа в системе управления нагрузкой электропривода резания проходческого комбайна, отличающиеся тем, что позволяют компенсировать нелинейность характеристик привода подачи, обладают нечувствительностью по отношению к неопределенности параметров золотникового распределителя и забоя и обеспечивают стабилизацию тока электродвигателя привода резания при пространственном перемещении исполнительного органа за счет формирования нелинейных компенсирующих функций.

Достоверность научных результатов. Достоверность полученных результатов и выводов подтверждается использованием традиционных математических методов, сопоставимостью результатов исследований с существующими положениями теории автоматического управления; полученной погрешностью результатов имитационного моделирования в средах МАТЬАВ/БтиПпк и БЬ тиМюпХ относительно экспериментальных данных, которая не превышает 9%.

Практическая значимость работы. Результаты диссертационной работы могут быть использованы:

• на этапе разработки опытных образцов систем управления нагрузкой, ограничения и защит электропривода резания проходческого комбайна в специализированной среде БтиЫюпХ, с использованием разработанных компонент и моделей, к которым относятся: комплексная модель электропривода резания и привода подачи; компонента, реализующая функции нелинейного регулятора скорости подачи и условия согласования скоростей перемещения поршней гидроцилиндров привода подачи; компонента, реализующая процесс разрушения горного массива;

• для обучения студентов и повышения квалификации специалистов в области автоматизации проходческих работ.

Реализация результатов работы. Разработанные имитационная модель проходческого комбайна в специализированной среде БшиЫюпХ и метод синтеза нелинейного регулятора переданы ООО «Научно - производственной фирме «ИНТЕХСИБ» (г. Новокузнецк) в качестве инструмента для проектирования систем управления нагрузкой электропривода резания проходческих комбайнов. Научные результаты и практические рекомендации используются в учебном процессе ГОУ ВПО «СибГИУ» при обучении студентов по специальностям 140601- Электромеханика и 150402 - Горные машины и оборудование.

Предмет зашиты и личный вклад автора. На защиту выносятся

1. Комплексная и упрощенная математические модели канала формирования нагрузок электропривода резания при пространственном перемещении исполнительного органа с учетом модернизированной гидравлической схемы привода подачи.

2. Условие согласования скоростей перемещения поршней правого и левого гидроцилиндров привода подачи исполнительного органа проходческого комбайна.

3. Методика синтеза нелинейного регулятора скорости подачи для параметрически неопределенного объекта управления с запаздыванием «гидравлический привод подачи - забой».

4. Структура и алгоритм работы нелинейного регулятора скорости подачи исполнительного органа в системе управления нагрузкой электропривода резания.

Апробация результатов работы. Основные теоретические и практические положения диссертации обсуждались на ежегодных международных научно-практических конференциях «Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов» (г. Новокузнецк, 2008- 2010), XIII Международной научно-практической конференция «Природные и интеллектуальные

ресурсы Сибири» (г. Кемерово, 2010), IV Всероссийской научно-практической конференция «Автоматизированный электропривод и промышленная электроника в образовании, науке и производстве» (г. Новокузнецк, 2010), всероссийских научных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения», (г. Новокузнецк, 2008-2010), научно-технических семинарах кафедры Электромеханики СибГИУ (г. Новокузнецк, 2009-2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, из них 1 статья в журналах, рекомендуемых ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения, списка литературы, включающего 127 наименований. Основная часть диссертации изложена на 142 страницах машинописного текста. Диссертация содержит 44 рисунков, 3 таблицы и 2 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели, задачи и методы исследования, научная новизна, практическая значимость, достоверность и апробация результатов диссертации. Дана характеристика публикаций, структуры и объема работы.

В первой главе дается анализ условий эксплуатации электропривода резания проходческого комбайна. Приводится анализ и оценка существующих систем управления нагрузкой электропривода резания проходческого комбайна. Рассмотрены современные методы синтеза нелинейных систем.

В исследованиях В.А. Бреннера, A.B. Докукина, А.Б. Логова, А.Н. Коршунова, Ю.Д. Красникова, В.И. Нестерова, П.Н. Палева, В.И. Солода и др. отмечается, что существенное влияние на перегрузки электродвигателя привода резания оказывают условия эксплуатации проходческих комбайнов.

Результаты проведенного сравнительного анализа систем управления нагрузкой электропривода резания проходческого комбайна посредством регулирования скорости подачи показали, что данные системы реализованы по принципу подчиненного регулирования координат, при котором контур скорости подачи выполняет функцию управления нагрузкой, а заданием для внутреннего контура (скорости подачи) служит выходной сигнал регулятора тока внешнего контура.

Известны методики синтеза регуляторов скорости подачи в системе управления нагрузкой электропривода резания, в которых синтез осуществляется по приближенным линейным моделям взаимодействия привода подачи и забоя (В.И. Вавиловский, А.Т. Мещерин, Ю.А. Мещерина). При этом происходит потеря качества процесса управления вследствие того, что синтезированные линейные регуляторы скорости подачи не учитывают изменение параметров привода подачи при эксплуатации проходческих машин.

Существенное влияние на формирование нагрузок электропривода резания оказывают конструктивные особенности механизма подачи исполнительного органа. При этом обоснованным является модернизация гидравлической схемы

механизма поворота исполнительного органа с целью более эффективного использования источника гидравлической энергии.

Ввиду вышесказанного возникает необходимость в разработке комплексной модели взаимодействия электропривода резания, привода подачи и забоя при пространственном перемещении исполнительного органа с учетом модернизированной гидравлической схемы привода подачи.

В результате проведенного сравнительного анализа современных методов синтеза систем автоматического управления, в развитие которых значительный вклад внесли отечественные ученые Б.Р. Андриевский, А.А. Бобцов, С.В. Емельянов, А.А. Красовский, П.Д. Крутько, С.К. Коровий, В.В. Солодовников, И.В. Мирошник, В.О. Никифоров, A.JI. Фрадков, Я.З. Цыпкин, В.А. Якубович, а также их зарубежные коллеги С. Byrnes, S. Dubowsky, A. Isidori, Z. Jiang, I. Kanellakopoulos, Y.D. Landau, R. Marino, P. Tomei, J. Tsinias и др. установлено, что в настоящее время разработан ряд эффективных методов исследования и синтеза систем управления для сложных динамических объектов. Из всего разнообразия современных методов синтеза систем автоматического управления представляет интерес метод точной линеаризации1 (feedback linearization, см. работы С. Byrnes, A. Isidori, P. Tomei и др.), отличающийся от других практически полной формализацией процесса построения закона управления. При этом «гидравлический привод подачи - забой» как объект управления имеет время запаздывания, характеризующее процесс стружкообразования, что осложняет применения данного метода для синтеза регулятора скорости подачи исполнительного органа в системе управления нагрузкой электропривода резания.

На основании результатов проведенного анализа условий эксплуатации проходческих комбайнов, существующих систем управления нагрузкой электропривода резания и современных методов синтеза, представленных в теории автоматического управления, определены цели и задачи диссертационного исследования.

Вторая глава посвящена разработке комплексной и упрощенной математических моделей канала формирования нагрузок электропривода резания при пространственном перемещении исполнительного органа с учетом модернизированной гидравлической схемы привода подачи, разработке условия согласования скоростей перемещения поршней правого и левого гидроцилиндров механизма поворота.

Комплексная нелинейная математическая модель канала формирования нагрузок электропривода резания при пространственном перемещении исполнительного органа с учетом модернизированной гидравлической схемы привода подачи разработана на основании теорий механизмов и машин, гидро- и электропривода. Данная модель включает в себя модели асинхронного электродвигателя, трансмиссии, забоя и привода подачи.

1 Термин точная линеаризация является условным. В основу данного метода положен компенсационный подход с использованием аппарата дифференциальной геометрии см. Мирошник И.В. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами / И.В. Мирошник, В.О. Никифоров, А.Л. Фрадков. - СПб.: Наука, 2000 г. - 549 с.

В ходе структурной декомпозиции комплексной модели выделены следующие локальные модели: «электропривод резания - забой»; «гидравлический привод подачи - забой». При этом из модели «гидравлический привод подачи

- забой» выделены локальные модели «электрогидравлический золотниковый распределитель - силовой гидроцилиндр» («ЭГЗ-ГЦ») связи между которыми отражают основные кинематические особенности привода подачи. Данные модели учитывают конструктивные особенности привода подачи, нелинейные характеристики и неопределенность параметров ЭГЗ (коэффициент вязкого трения золотникового распределителя й + е0) и забоя (энергозатратность разрушения горного массива Ь1 ± £Ь1), а также процесс разрушения горного массива. Упрощение моделей «ЭГЗ-ГЦ» осуществлялось посредством понижения порядка дифференциальных уравнений. При этом была установлена максимальная относительная погрешность разработанной комплексной модели канала формирования нагрузок электропривода резания относительно экспериментальных данных при известных внешних воздействиях (управляющем и возмущающем), которая не превышала допустимого значения, равного 10%. Понижение порядка моделей «ЭГЗ-ГЦ» осуществлялось посредством последовательного отбрасывания высших производных. В том случае, если максимальная относительная ошибка упрощенной модели не превышала допустимого значения, то процедура повторялась. Упрощенная модель канала формирования нагрузок электропривода резания представлена в виде структурной схемы на рисунке 1.

На рисунке 1 введены следующие обозначения: ш'л, а),'10Л - аналоги угловых скоростей кинематических звеньев исполнительного органа; т - время образования единичной стружки; п,/?к, ¿стр - соответственно количество резцов, радиус коронки, длина стрелы; Ктр, Ттр, £ - параметры трансмиссии; Кщ, ТМ,ТЭ

- параметры электродвигателя; хп,хл, хпод - соответственно вектора состояний моделей «ЭГЗ-ГЦ», описывающих перемещения поршней гидроцилиндров привода подачи; /п(хп), /л(хл), /под(хпод) - вектор-функции; т9п, дл, т9под

- скорости поршней гидроцилиндров; хр - вектор состояния модели электропривода резания; Мсп, Мср - соответственно моменты сопротивления подаче и резанию исполнительного органа.

Упрощенные математические модели «ЭГЗ-ГЦ», описывающие перемещения поршней гидроцилиндров привода подачи, имеют одинаковую структуру и отличаются исключительно собственными параметрами. При этом модель «ЭГЗ-ГЦ», описывающая перемещение правого поршня представлена аффинной моделью вида:

*п(Х) =/п(Хп>0 + 0пип(О, (1)

где хп(С) - вектор состояния и дп - входная матрица системы, которые определяются в виде:

*п(0 - [5п(0^зпол(0<РнТа)^„(0,х1"(0]г,5п - (0,^,0,0,07.

В качестве выходной переменной принимается скорость поршня:

у„(0 = «„(0. (2)

Рисунок 1 - Структурная схема упрощенной модели канала формирования нагрузок электропривода резания при пространственном

перемещении исполнительного органа

Вектор-функция /п(хп, £) имеет следующий вид: /

Уп С^п> О —

гк

"Днестр

---X,

^заб^тп-^ш

"С

<У,

зол (О пов (О

<УП

\

№+Г2) Г, Г,

1

туг2

МО

+ ^п(0

/

где Д,, Куп— параметры электрогидравлического золотникового распределителя; Рн, Рна®, лг3пол, - соответственно давление в напорной линии и давление со стороны нагрузки, перемещение плунжера; Вза6 - коэффициент передачи нагрузки с забоя на поршень гидроцилиндра; Нт, 5порш - соответственно радиус турели и площадь поршня; а - нелинейный коэффициент передачи нагрузки; Тпл — конструктивный коэффициент ЭГЗ; Г1; Т2 - малые постоянные времени;

25 Г?)

х"(0 ~ фиктивная переменная; а)П0В(С) = |---"—-—_ • $„(!:) - угловая ско-

^-(ь^-БЦю)2

рость подачи.

Конструктивная особенность механизма поворота исполнительного органа, заключающаяся в том, что скорости поршней гидроцилиндров при повороте исполнительного органа оказываются отличными (рисунок 2), способствует затратам дополнительной энергии. С целью более эффективного использования источника гидравлической энергии произведен кинематический анализ механизма поворота исполнительного органа с использованием методов теории механизмов и машин. В результате проведенного анализа установлено, что механизм поворота обладает избыточной кинематической связью.

При этом выявлено, что нега-

-0.2 0 0.2 04

Угол поворота, ряд

Рисунок 2 — График зависимостей скоростей перемещений поршней левого и правого гидроцилиндров механизма поворота тивное влияние избыточной кинематической связи на работу механизма поворота исполнительного органа можно компенсировать за счет применения двух

ЭГЗ при условии согласования линдров, представленного в виде:

д

и п _

скоростей перемещения поршней гидроци-

■0п

(3)

где дп , дп - скорости перемещений левого и правого поршней; а, Ь - конструктивные параметры турели; 5П, 5Л - расстояния между шарнирными креплениями правого и левого гидроцилиндров на раме и турели.

Разработанное условие согласования скоростей перемещения поршней гидроцилиндров позволяет осуществить модернизацию гидравлической схемы привода подачи.

Третья глава посвящена разработке системы управления нагрузкой электропривода резания по принципу подчиненного регулирования координат. Приводится оценка влияния неопределенности параметров ЭГЗ и забоя на процесс управления нагрузкой электропривода резания.

Задача синтеза структуры и алгоритма работы нелинейного регулятора скорости подачи исполнительного органа в системе управления нагрузкой электропривода резания проходческого комбайна представлена следующим образом. Исходные данные и условия задачи: 1) известные методы синтеза регуляторов скорости подачи (В.И. Вавиловский, А.Т. Мещерин, Ю.А. Мещерина); 2) известный метод синтеза регуляторов, использующий аппарат дифференциальной геометрии (С. Byrnes, A. Isidori, P. Tomei и др.); 3) упрощенная нелинейная математическая модель канала формирования нагрузок электропривода резания, содержащая нелинейные дифференциальные уравнения со средними значениями параметров ЭГЗ и забоя, звенья чистого запаздывания; 4) требования к технологическому процессу разрушения горного массива, представленные в следующем виде: J0°i|fl(t)dt -» const, limt_,tn £Эд(() -» О, где /Эд - ток электродвигателя; tn = 0,4 секунды - время переходного процесса; £эд (t) - рассогласование контура стабилизации тока электродвигателя; limt_t £а)с(0 0, где йос - скорость подачи; < 0,¡секунды; еШс(0 - рассогласование контура скорости подачи. Требуется 1) синтезировать нелинейный регулятор скорости подачи; 2) оценить чувствительность нелинейного регулятора скорости подачи по отношению к неточности модели объекта управления, а также к параметрам привода подачи и забоя; 3) разработать структуру регулятора скорости подачи, позволяющего стабилизировать нагрузки электропривода резания проходческого комбайна при пространственном перемещении исполнительного органа; 4) оценить эффективность разработанной системы управления нагрузкой электропривода резания.

Методика решения задачи. Методика синтеза нелинейного регулятора скорости подачи представлена в следующем виде. Синтез нелинейного регулятора скорости подачи основывается на использовании метода точной линеаризации. Идея метода заключается в преобразовании координат исходной нелинейной модели, в которых модель становится линейной или эквивалентной. При этом оказывается возможным сформировать управляющее воздействие, позволяющее компенсировать нелинейные характеристики объекта управления.

Координатное преобразование нелинейной модели определяется в форме:

Тп(*п. О - 2П(О = , *„ (0 = T~\zn, t), (4)

где iyi9n(t),p = 0,1,2 - производные Ли скорости перемещения поршня вдоль векторного поля /.

При использовании указанного метода исходная нелинейная модель (1,2) разбивается на уравнения внешней (4) и внутренней динамики. В связи с тем, что ранг полученной матрицы (4) меньше размерности упрощенной модели (1,2), то в системе присутствует внутренняя динамика. В данном случае в качестве переменных, описывающих внутреннюю динамику, выбраны и р,"",в (Лг — S„, Л2 = Рн°г )• При данном подходе модель, эквивалентная исходной нелинейной модели (1-2), в новых координатах запишется в форме:

i?i(0 = ТгТг • z3(t) + (7'i + тг) • z2(t) + Zl(t), (5)

. 2 (t) = "W. . / . Zi(t) _ . Zi(f _ T)

/0 1 0 \ /2i(t)\ /0\ ¿п(0 = о 0 1 Z2(t) + 0 (an(x„(t)) + Ьп(*„(0Х), (7)

\0 0 0 / \z3(t)J Vl/

y„(t) - Zi(0 = 0„(O- (8)

При этом вектор выходных величин (8) совпадает с вектором выходных величин (2), а нелинейные функции an(xn,t) и bn(xn,t) определяются следующим образом:

an(xn,i) = L^n(t), Ьп(хп, 0 = Lg{l?f i9n(t))- (9)

Тогда выбор оператора управляющего воздействия в виде:

«п(0 = (-«п(*п.О + Уп(0). (10)

приводит модель (7) к линейному виду посредством компенсации нелинейных функции ап(хп, t), bn(x„, t), где url(t) - новое управляющее воздействие.

Формирование заданного переходного процесса выходной переменной $n(t) осуществлялось методами модального управления. При этом структура корректирующего устройства выбрана в виде:

»n(t) = V£n(tX (И)

где £n(t) - рассогласование; Ку - вектор-строка, коэффициенты которого определены на основании расположения корней эталонного характеристического уравнения.

В виду того, что переменная р,"™ вектора состояния оказывается технически не измеряемой, то в регулятор скорости перемещения поршня введена оценка данной переменной, которая осуществляется по производным скорости перемещения поршня и непосредственно измеряемой переменной х"ол .При этом контур регулирования скорости перемещения поршня может быть представлен структурной схемой, изображенной на рисунке 3.

Ввиду того, что полученная модель в новых координатах (5-8) является эквивалентной исходной нелинейной модели (1-2), то становится возможным исследовать устойчивость синтезированного контура управления скоростью перемещения поршня по линейному приближению в новых координатах.

с=гх>|:

Нелинейный регулятор

■ V»

<\|=51

К ,,,.„„ Ь

у р-""'*

-а,(хг)-<-Уп

.1

|Ч =

ЭП-ГЦ

т-7Г-

Ь = <?00

Уп

Для этой цели нелинейная составляющая (6) модели (5-8) линеаризована путем разложения в ряд Тейлора. В связи с тем,

Рисунок 3 - Структурная схема контура управления скоростью что в рас-перемещепия правого поршня с нелинейным регулятором сматривае-

мом случае требуется обеспечить лишь устойчивость внутренней динамики (56), то необходимость в компенсации времени запаздывания отсутствует. При этом преобразованная модель с учетом введенных обратных связей (11) и линеаризованного уравнения (6) запишется в форме:

¿Г(0 = ¿Г • *пэкв(0 + тг ■ *пэкв(£ - Т) + ВГ ■ у3(0, (12)

где 2{Г(0 = [21(0,22(1)>2з(0,111С1),ч2(0]г; А™", Т™», - параметрические матрицы модели в новых координатах; у3(1) - заданное значение выходной координаты.

Необходимым условием устойчивости синтезированного контура скорости перемещения поршня является отсутствие положительных корней характеристического уравнения вида:

О

В (Л) = йег

Ми - ЛЕи

< ¿21

А22 + Г22е-Лт - ХЕ,

(13)

где Ап - параметрическая матрица модели внешней динамики размерностью р X р; А21 - параметрическая матрица переменных внешней динамики, входящих в состав внутренней динамики; А22 ~ параметрическая матрица модели внутренней динамики размерностью (п — р) X (п — р); п - порядок исходной нелинейной системы; р - порядок модели внешней динамики. Т22 - параметрическая матрица, звеньев запаздывания; £11; Е22 - единичные матрицы.

В таком случае нелинейный регулятор скорости подачи представляет собой совокупность из трех регуляторов скоростей перемещений поршней гидроцилиндров привода подачи.

Оценка работоспособности синтезированного регулятора скорости подачи исполнительного органа производилась на разработанной имитационной модели канала формирования нагрузок электропривода резания в системе МАТЬАВ/ЗтиПпк. Результаты моделирования при скачкообразных изменениях управляющего и возмущающего воздействий представлены на рисунках 4,5. Входным воздействием имитационной модели является последовательность скачкообразных воздействий изменения скорости подачи. Возмущающим воздействием является циклическая последовательность скачкообразных изменений крепости разрушаемого массива по шкале профессора М.М. Протодьяко-нова.

ft

Время, с Время, с

Рисунок 4 - Реакция контура скорости подачи при скачкообразных изменениях задания и крепости забоя

Рисунок 4 иллюстрирует монотонный характер изменения скорости подачи в системе с нелинейным регулятором и отсутствие перерегулирования, что является наиболее предпочтительным при работе электропривода резания.

В рассматриваемом случае время переходного процесса составляет не более 0.1 секунды, что позволяет в дальнейшем рассматривать контур скорости подачи, замкнутый отрицательной обратной связью, в виде линейного звена, обладающего малой инерционностью. При этом входные напряжения обмоток управления правого и левого ЭГЗ изменяются монотонно, что свидетельствует о плавном перемещении плунжеров (рисунок 5).

Важной задачей является оценка чувствительности нелинейного регулятора скорости подачи по отношению к неточности модели объекта управления, а также к параметрам привода подачи (коэффициент вязкого трения золотникового распределителя D ±eD) и забоя (энергозатратность разрушения горного массива Ъг ± ebi). В таком случае нелинейная модель (1-2) описывается следующей системой уравнений:

*Л(0 = /п(*п. 0 + 8(*п. 0 + 5п«п(0. (14)

где 8(х„, t) = [5j (хп, t), S2(xn, t), ¿3(xn, t), 34(x„, t), S5(xn, t)]T - неизвестная вектор-функция, зависящая от времени и переменных вектора состояния

Согласно предложенной методики (4-13) оператор управляющего воздействия запишется в виде:

"п(0 = (-<*„(*„.О + "п(0 - Ыхв. 0), (15)

где ip(xn, t) - нелинейная функция, отражающая изменение динамики объекта управления.

Тогда выбор управляющего воздействия vn(f) с учетом соотношений:

Правый ЭГЗ TW, „ i.....

ЩЩ-

Левый ЭГЗ UU : Ulj

rUlr* HJlr | |

n-Jlif ; ; : ^iJlr'

F i 1 i L i i

Время, с

Рисунок 5 - Напряжение на обмотках управления ЭГЗ при повороте исполнительного органа

Уц(0 > ап(хт 0 • + Д «„(О > ап(хп, 0 • (1 - -Ц (16)

позволяет обеспечить нечувствительность контура управления к изменению параметров объекта управления, где к = ^ ~ максимальная относительная погрешность упрощенной модели «ЭГЗ-ГЦ»; ерег - заданная относительная ошибка регулирования выходной координаты.

Как отмечалось выше модель привода подачи включает параметрическую неопределенностью вязкого трения плунжера О ±е0 и нелинейную расходную характеристику ЭГЗ, влияющую на коэффициент Т*, поэтому необходимо проанализировать влияние вариаций данных параметров на ток электродвигателя привода резания. На рисунке 6 представлены переходные процессы тока электродвигателя пои различных вариациях параметров ЭГЗ 13 и Гпл.

Максимальное значение тока электродвигателя отличается не более чем на 3% от минимального, что говорит о нечувствительности синтезированных регуляторов к изменению параметров ЭГЗ.

Разработка структуры нелинейного регулятора скорости подачи осуществлялась по следующей схеме. Настройка контура регулирования тока электродвигателя привода резания производилась на технический оптимум с компенсацией наибольших постоянных времени контура. В качестве регулятора контура тока (РТ) предложен классический ПИД-регулятор:

- кр [гэд(0 + 7-д^Р], (17)

где /ср, Ги, Гд - параметры ПИД-регулятора.

При этом регулятор скорости подачи при пространственном перемещении исполнительного органа (рисунок 7) дополняется следующими соотношениями для механизмов поворота и подъема соответственно:

Время, г

ш;

зад _

= .Ш:

-да2

р - ю2>

(18) (19)

где й>3(0 - выходная величина ПИД-регулятора; соа- параметры, регулируемые оператором (комбайнером).

На рисунке 8 представлены результаты компьютерного моделирования изменения тока электродвигателя привода резания в составе системы управления нагрузкой электропривода резания при изменении крепости забоя с 1 до 5 по шкале проф. М.М. Протодьяконова, подтверждающие, что синтезированный нелинейный регулятор скорости подачи позволяет получать заданные переходные процессы тока электродвигателя привода резания в условиях изменяющей-

ся нагрузки (крепости забоя) при пространственном перемещении исполнительного органа.

Рисунок 7 - Структурная схема системы управления нагрузкой при пространственном перемещении исполнительного органа

Оценка эффективности разработанной системы управления нагрузкой электропривода резания осуществлялась в сравнении с альтернативными регуляторами скорости подачи (классический ПИД-регулятор и ПИД-риулятор с подстройкой параметров на основе нечеткой логики).

Время, с Время, с

Рисунок 8 - Переходные процессы тока электродвигателя и напряжений ЭГЗ при скачкообразном изменении крепости породы (1,2,3 - соответственно ЭГЗ механизмов подъема и поворота)

Оценка эффективности производилась в трех режимах работы электропривода резания:

• «вруб» исполнительного органа при коэффициенте крепости породы í=2 по шкале проф. М.М. Протодьяконова;

• переход с легкого режима работы электропривода резания на тяжелый при изменении крепости породы от £=2 до ¥=4;

• переход с тяжелого режима работы электропривода резания на легкий при изменении крепости породы с {=4 до {=2.

Количество затраченной энергии при этом оценивалось по значению функционала:

Уэд = /оПгэд(0^. (20)

Результаты, приведенные в таблице 1, показывают, что перерегулирование тока электродвигателя в системе с нелинейным регулятором существенно меньше, чем с другими видами регуляторов.

Таблица 1 - Показатели качества процесса управления нагрузкой электропривода резания

Перерегулирование, % Значение функционала затрат энергии, Уэд Ток электродвигателя, А (Макс, значение)

«Вруб»

Нелинейный регулятор 8,8 9402 78,3

Нечеткий Ш1Д-рег\лятор 23,05 (в 2,6 раза больше) 9806 88,6

Классический ПИД-регулятор 43,3 (в 4,92 раза больше) 10180 103,2

Переход с легкого режима на тяжелый

Нелинейный регулятор 20,8 10920 87

Нечеткий ПИД-регулятор 56,9 (в 2,86 раза больше) 11120 113

Классический ПИД-регулятор 103,8 (в 4,99 раза больше) 12730 146,8

Переход с тяжелого режима на легкий

Нелинейный регулятор 11 10170 73,5

Нечеткий ПИД-регулятор 25,7 (в 2,33 раза больше) 9688 72,5

Классический ПИД-регулятор 35,6 (в 3.24 раза больше) 9342 72

Таким образом, приведенные в таблице 1 результаты доказывают, что учет динамики привода подачи является определяющим фактором при формировании нагрузок электропривода резания.

Четвертая глава посвящена имитационному моделированию в специализированной среде БкпиЫюпХ с целью проверки работоспособности предлагаемой системы управления нагрузкой электропривода резания. Приводится краткое описание системы управления нагрузкой электропривода резания на основе микроконтроллера й№1с4011.

. Выбор инструментального программного обеспечения ЗтикгюпХ обусловлен наличием обширной библиотеки, включающей электрические, пневматические, гидравлические и механические компоненты, компьютерные модели которых максимально соответствуют поведению реальных технических устройств. Поэтому разработанная имитационная модель исполнительного органа в системе 51ти1айопХ, наиболее приближена к реальным условиям эксплуатации проходческого комбайна. В соответствии с возможностями программы в

модели учитывается температура рабочей жидкости, утечки жидкости в гидроцилиндрах и золотниковых распределителях, длина питающего кабеля, потери в электродвигателе и редукторе.

Для подтверждения адекватности разработанной модели реальному объекту и проверки работоспособности синтезированных регуляторов численные значения параметров ЭГЗ, электродвигателя, редуктора и исполнительного органа подставлены в компоненты программной среды БшикйопХ.

Основными элементами модели являются блоки: Электрогидравлический золотниковый распределитель (ЭГЗ)\ Гидроцилиндр\ Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором; Редуктор; «Исполнительный орган-забой» (ИОЗ). Блоки «Нелинейный Регулятор» и «ИОЗ» реализованы на языке программирования Си. Блок «Нелинейный Регулятор» формирует управляющее воздействие, на основании тока статора электродвигателя, и скоростей перемещения поршней гидроцилиндров. Моделирование проведено для тех же параметров, что и в системе МАТЬДВ/БтиПпк с наложением экспериментальных переходных процессов, полученных в ходе работы проходческого комбайна. При этом отношение величины среднеквадратичного отклонения и среднего значения модельной величины не превышает 9%, что подтверждает адекватность разработанной модели и работоспособность синтезированной системы управления нагрузкой электропривода резания. Адекватность модели подтверждается еще и тем, что величина перерегулирования в системе управления нагрузкой, синтезированной на основе упрощенной нелинейной модели «ЭГЗ-ГЦ», в 2-5 раз меньше по сравнению с использованием для синтеза приближенной линейной модели «ЭГЗ-ГЦ», линеаризованной традиционным методом.

На основании полученных результатов имитационного моделирования, разработан опытный образец системы управления нагрузкой электропривода резания на основе микроконтроллера ¿&Рк4011.

Акты внедрения результатов исследований в производство и учебный процесс подготовки специалистов в Сибирском государственном индустриальном университете приведены в приложении.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой автором поставлена и решена актуальная задача, представляющая важное теоретическое и практическое значения для повышения производительности проходческих комбайнов.

Основные выводы и рекомендации сводятся к следующему.

1. Сформирована комплексная нелинейная математическая модель канала формирования нагрузок электропривода резания проходческого комбайна, структура которой содержит локальные унифицированные модели «электрогидравлический золотниковый распределитель - силовой гидроцилиндр», связи между которыми отражают основные кинематические особенности привода подачи. Модель пригодна для анализа статических и динамических режимов ра-

боты привода подачи и электропривода резания. Кроме того, полученная модель может быть использована для синтеза классических, нелинейных, оптимальных и адаптивных регуляторов.

2. Упрощение комплексной нелинейной модели канала формирования нагрузок электропривода резания проходческого комбайна следует проводить посредством понижения ее порядка. При этом максимальная относительная ошибка упрощенной модели не превышает допустимого значения при понижении порядка модели «ЭГЗ-ГЦ» до пятого.

3. Определено условие согласования скоростей перемещения поршней правого и левого гидроцилиндров привода подачи исполнительного органа проходческого комбайна. Программная реализация данного условия в составе цифрового управляющего устройства совместно с модернизацией гидравлической схемы механизма поворота позволяет более эффективно использовать источник гидравлической энергии.

4. Поставлена и решена задача разработки методики синтеза нелинейного регулятора скорости подачи для параметрически неопределенного объекта управления с запаздыванием «гидравлический привод подачи - забой». На основании предложенной оценки чувствительности синтезированной системы управления по отношению к неопределенности параметров объекта управления установлено, что нелинейный регулятор скорости подачи обеспечивает максимальную ошибку регулирования выходной координаты равную 10%.

5. Синтез регулятора скорости подачи рекомендуется осуществлять по нелинейной модели «ЭГЗ-ГЗ с использованием метода точной линеаризации. В таком случае структура и алгоритм работы регулятора скорости подачи компенсируют нелинейность характеристик привода подачи, обладают нечувствительностью по отношению к неопределенности коэффициента вязкого трения электрогидравлического золотникового распределителя и крепости разрушаемого забоя. Предложенный регулятор позволил получить монотонный переходной процесс скорости подачи со временем переходного процесса не превышающим 0,1 секунды. При этом привод подачи работает с полными функциональными возможностями.

6. Доказано, что погрешность результатов имитационного моделирования в средах МАТЬАВ/8тиПпк и вшиМюпХ относительно экспериментальных данных, полученных при работе проходческого комбайна в забое, не превышает 9%. Количественная оценка работы системы управления нагрузкой электропривода резания с нелинейным регулятором скорости подачи заключается в формировании монотонных переходных процессов с перерегулированием тока в 2-5 раза меньшим, чем с классическим ПИД-регулятором или нечетким Г1ИД-регулятором скорости подачи.

7. Внедрение разработанных компонент и моделей специализированной среды БшиЫюпХ позволило существенно сократить длительность и стоимость опытно-конструкторских работ по разработке систем управления нагрузкой электропривода резания проходческих комбайнов.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Периодические издания, рекомендованные ВАК

1. Иванов A.C. Влияние механической обратной связи на процесс стабилизации угловой скорости поворота исполнительного органа проходческого комбайна // Вестн. КузГТУ. - Кемерово: Изд-во КузГТУ, 2010. - №1. - С. 91-92.

Сборники трудов

2. Пугачёв Е.В. Синтез алгоритма синхронизации гидропривода поворота исполнительного органа проходческого комбайна / Пугачев Е.В., Иванов A.C. // Вестник Российской академии естественных наук. Западно-сибирское отделение. - Томск, 2010. - № 12. - С. 30-33.

3. Иванов A.C. К вопросу создания автоматизированных систем // Сборник научных трудов «Современные вопросы теории и практики обучения в вузе». -Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2009. -С. 123-128.

Труды конференций

4. Иванов A.C. Синтез нелинейных динамических систем с запаздыванием // Труды IV Всероссийской научно-практической конференция «Автоматизированный электропривод и промышленная электроника в образовании, науке и производстве». - Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2010. - С. 28-34.

5. Иванов A.C. Проходческий комбайн как объект автоматического управления // Труды всероссийской научной-практической конференции «Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов». - Томск: Изд-тво ТПУ, 2010. - С. 50-53.

6. Иванов A.C. Математическая модель канала формирования нагрузок электропривода резания проходческого комбайна // Материалы XIII Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири». - Кемерово: Изд-во КузГТУ, 2010. -Т.2. - С.88-91.

7. Иванов A.C. Влияние человеческого фактора и горно-геологических условий на работу электропривода резания проходческого комбайна // Материалы международной научно-практической конференции «Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов». - Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2010. - С. 241-243.

8. Иванов A.C. Математическая модель гидрораспределителя с пропорциональным управлением // Материалы международной научно-практической конференции «Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов». - Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2009. - С. 235-238.

9. Иванов A.C. Моделирование системы векторного управления асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором // Труды всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения». - Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2008. -С. 22-25.

Иванов Александр Сергеевич

РАЗРАБОТКА НЕЛИНЕЙНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НАГРУЗКОЙ ЭЛЕКТРОПРИВОДА РЕЗАНИЯ ПРОХОДЧЕСКОГО КОМБАЙНА

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 22.11.2010 г. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага писчая. Печать офсетная. Ус. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,1. Тираж 100 экз. Заказ № 890

ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42. Типография СибГИУ.

Введение.

Глава 1. Аналитический обзор систем управления нагрузкой электропривода резания проходческого комбайна.

1.1. Современное состояние проходческих комбайнов.

1.2. Анализ путей совершенствования проходческих комбайнов и устройств для их реализации.

1.3. Анализ статических и динамических характеристик привода подачи

1.4. Выбор аппарата теории автоматического управления для синтеза системы управления нагрузкой электропривода резания проходческого комбайна.

Выводы по первой главе.

Цели и задачи диссертационного исследования.

Глава 2. Математическая модель канала формирования нагрузок электропривода резания проходческого комбайна при пространственном перемещении исполнительного органа.

2.1. Кинематический и динамический анализ привода подачи проходческого комбайна.

2.2. Анализ динамических режимов работы электропривода резания проходческого комбайна.

2.3. Математическая модель взаимодействия забоя, электропривода резания и привода подачи проходческого комбайна.

2.4. Построение упрощенной модели канала формирования нагрузок электропривода резания проходческого комбайна при пространственном перемещении исполнительного органа.

Выводы по второй главе.

Глава 3. Разработка системы управления нагрузкой электропривода резания проходческого комбайна.

3.1. Разработка функциональной схемы системы управления нагрузкой электропривода резания проходческого комбайна при пространственном перемещении исполнительного органа.

3.2. Синтез нелинейного регулятора скорости подачи системы управления нагрузкой электропривода резания проходческого комбайна при линейном перемещении исполнительного органа.

3.3. Синтез нелинейного регулятора скорости подачи системы управления нагрузкой электропривода резания при пространственном перемещении исполнительного органа.

3.4. Анализ чувствительности разработанной системы управления нагрузкой электропривода резания по отношению к отклонениям параметров объекта управления.

3.5. Анализ эффективности разработанной системы управления нагрузкой электропривода резания проходческого комбайна.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Проведение экспериментальных исследований и техническая реализация системы управления нагрузкой электропривода резания проходческого комбайна.

4.1 Проведение имитационных экспериментов в специализированной вычислительной среде SimulationX.

4.2. Техническая реализация системы управления нагрузкой электропривода резания проходческого комбайна.

Выводы по главе 4.

Актуальность работы. Проходческие комбайны являются одним; из основных механизированных способов при проведении подготовительных работ; Практика эксплуатации проходческих комбайнов,показывает,,что значительная доля отказов приходится на электропривод резания, оснащенного нерегулируемым асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором. Сложные горно-геологические условия и стохастический характер изменения нагрузок способствуют появлениям перегрузок и стопорения< электродвигателя привода резания, время возникновения которого составляет 0.3-0,4 секунды в зависимости от состояния-резцов и скорости подачи. Данное условие в значительной степени является сдерживающим фактором.; повышениям производительности проходческих комбайнов.

В настоящее время наиболее эффективным способом регулирования й ограничения нагрузок электропривода резания является* применение регулируемого привода подачи исполнительного органам Синтез существующих систем управления нагрузкой электропривода резания на основе регулируемого привода подачи, осуществляется, как правило, по приближенным линейным моделям, что приводит к потере качества управления. При таком подходе достижение заданного качества процесса управления осуществляется за счет ограничения функциональных возможностей привода подачи. Под ограниченной: функциональной возможностью понимается намеренное накладываемое-ограничение на работу одного из узлов привода подачи, например, ограничение хода1 плунжера золотникового распределителя пределами ± 20 % для обеспечения линейности его характеристики.

Таким образом, имеет место противоречие между применяемым, аппаратом синтеза, функциональными возможностями привода подачи и эффективностью управления нагрузками электропривода резания, которое можно разрешить посредством применения нелинейных управляющих систем, учитывающих изменения динамики привода подачи и горно-геологических условий.

Изложенное выше в полной мере определяет актуальность задач, решаемых в данной диссертационной работе.

Цель работы. Развитие подхода к разработке систем управления нагрузкой электропривода резания проходческого комбайна на основе упрощенной нелинейной модели объекта управления.

Задачи диссертационной работы. Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи исследования: Анализ условий эксплуатации проходческих комбайнов и выполненных исследований в области синтеза систем управления нагрузкой электропривода резания проходческих комбайнов. Разработка структуры модели канала формирования нагрузок электропривода резания проходческого комбайна, учитывающей пространственное перемещение исполнительного органа, конструктивные особенности привода подачи, нелинейные характеристики и неопределенности параметров электрогидравлических золотниковых распределителей, а также процесс разрушения горного массива, с целью синтеза алгоритмов управления и оценки их эффективности. Синтез структуры и алгоритма работы нелинейного регулятора скорости подачи в системе управления нагрузкой электропривода резания, позволяющего компенсировать нелинейность характеристик привода подачи, обладающего нечувствительностью по отношению к неопределенности параметров золотникового распределителя и забоя и обеспечивающего стабилизацию тока электродвигателя привода резания при пространственном перемещении исполнительного органа. Проверка работоспособности синтезированной нелинейной системы управления нагрузкой электропривода резания в специализированной вычислительной среде БппикйопХ.

Методы исследований. Для достижения поставленных задач в работе использованы методы теории автоматического управления, теории механизмов и машин, теорий гидро- и электропривода, аппарат линейной алгебры и дифференциальных уравнений. Математическое и имитационное, моделирование выполнено в системах МАТСА13, МАТЬ АВ/8 тшПпк и Б^иЫюпХ.

Научная новизна диссертационной работы.

1. Комплексная и упрощенная математические модели канала формирования нагрузок электропривода резания при пространственном перемещении исполнительного органа, отличающиеся от известных тем, что учитывают конструктивные особенности привода подачи при модернизации гидравлической схемы привода подачи, нелинейные характеристики и параметры электрогидравлических золотниковых распределителей и забоя, характеризующиеся неопределенностью.

2. Условие согласования скоростей перемещения поршней правого и левого гидроцилиндров привода подачи исполнительного органа, проходческого комбайна, обеспечивающее снижение давления жидкости в сливных полостях гидроцилиндров более чем в два раза, что позволяет более эффективно использовать источник гидравлической энергии.

3. Методика синтеза нелинейного регулятора скорости подачи для управления сложным динамическим объектом с запаздыванием «гидравлический« привод подачи - забой», отличающаяся тем, что синтез регулятора выполнен на основе упрощенной нелинейной модели «электрогидравлический золотниковый распределитель — силовой гидроцилиндр» 5 порядка, содержащей время запаздывания и средние значения параметров электрогидравлического золотникового распределителя и забоя.

4. Структура и алгоритм работы нелинейного регулятора скорости подачи исполнительного органа в системе управления нагрузкой электропривода резания проходческого комбайна, отличающиеся тем, что позволяют компенсировать нелинейность характеристик привода подачи, обладают нечувствительностью по отношению к неопределенности параметров золотникового распределителя и забоя и обеспечивают стабилизацию тока электродвигателя привода резания при пространственном перемещении исполнительного органа за счет формирования нелинейных компенсирующих функций.

Достоверность научных результатов. Достоверность полученных результатов и выводов подтверждается использованием традиционных математических методов, сопоставимостью результатов исследований с существующими положениями теории автоматического управления; полученной погрешностью результатов имитационного моделирования в,средах МАТЬАВ/ЗнпиНпк: и 81-гтйайопХ относительно экспериментальных данных, которая не превышает 9%.

Практическая значимость работы. Результаты диссертационной работы могут быть использованы: в на этапе разработки опытных образцов систем управления нагрузкой] ограничения и защит электропривода резания проходческого комбайна-в специализированной среде БтиЫйопХ, с использованием разработанных компонент и моделей, к которым относятся: комплексная модель электропривода резания и привода подачи; компонента, реализующая функции нелинейного регулятора скорости подачи и условия согласования скоростей перемещения поршней гидроцилиндров привода подачи; компонента, реализующая процесс разрушения горного массива; для обучения студентов и повышения квалификации специалистов в области автоматизации проходческих работ.

Реализация результатов работы. Разработанные имитационная модель проходческого комбайна в специализированной среде 81ти1а1:юпХ и метод синтеза нелинейного регулятора переданы ООО «Научно - производственной фирме «ИНТЕХСИБ» (г. Новокузнецк) в качестве инструмента для проектирования систем управления нагрузкой электропривода резания проходческих комбайнов. Научные результаты и практические рекомендации используются в учебном процессе ГОУ ВПО «СибГИУ» при обучении студентов по специальностям 140601— Электромеханика и 150402 - Горные машины и оборудование. Предмет защиты и личный вклад автора. На защиту выносятся 1. Комплексная и упрощенная математические модели канала формирования нагрузок электропривода резания при пространственном перемещении исполнительного органа с учетом модернизированной гидравлической схемы привода подачи.

2. Условие согласования скоростей перемещения поршней правого и левого гидроцилиндров привода подачи исполнительного органа проходческого комбайна.

3. Методика синтеза нелинейного регулятора скорости подачи для параметрически неопределенного объекта управления с запаздыванием «гидравлический привод подачи — забой».

4. Структура и алгоритм работы нелинейного регулятора скорости подачи исполнительного органа в системе управления нагрузкой электропривода резания.

Апробация результатов работы. Основные теоретические и практические положения диссертации обсуждались на ежегодных международных научно-практических конференциях «Наукоемкие технологии разработки и' использования минеральных ресурсов» (г. Новокузнецк, 2008- 2010), XIII Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» (г. Кемерово, 2010), IV Всероссийской научно-практической конференции «Автоматизированный электропривод и промышленная электроника в образовании, науке и производстве» (г. Новокузнецк, 2010), всероссийских научных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения», (г. Новокузнецк, 2008-2010),1 научно-технических семинарах кафедры электромеханики СибГИУ (г. Новокузнецк, 2009-2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, из них 1 статья в журналах, рекомендуемых ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения, списка литературы, включающего 127 наименований. Основная часть диссертации изложена на 142 страницах машинописного текста. Диссертация содержит 44 рисунка, 3 таблицы и 2 приложения.

Основные выводы и рекомендации сводятся к следующему.

1. Сформирована комплексная нелинейная математическая модель канала формирования нагрузок электропривода резания проходческого комбайна, структура которой содержит локальные унифицированные модели «электрогидравлический золотниковый распределитель — силовой гидроцилиндр», связи между которыми отражают основные кинематические особенности привода подачи. Модель пригодна для анализа статических и динамических режимов работы привода подачи и электропривода резания. Кроме того, полученная модель может быть использована для синтеза классических, нелинейных, оптимальных и адаптивных регуляторов.

2. Упрощение комплексной нелинейной модели канала формирования нагрузок электропривода резания проходческого комбайна следует проводить посредством понижения ее порядка. При этом максимальная относительная ошибка упрощенной модели не превышает допустимого значения при понижении порядка модели «ЭГЗ-ГЦ» до пятого.

3. Определено условие согласования скоростей перемещения поршней правого и левого гидроцилиндров привода подачи исполнительного органа проходческого комбайна. Программная реализация данного условия в составе цифрового управляющего устройства совместно с модернизацией гидравлической схемы механизма поворота позволяет более эффективно использовать источник гидравлической энергии.

4. Поставлена и решена задача разработки методики синтеза нелинейного регулятора скорости подачи для параметрически неопределенного объекта управления с запаздыванием «гидравлический привод подачи — забой». На основании предложенной оценки чувствительности синтезированной системы управления по отношению к вариациям параметров объекта управления установлено, что нелинейный регулятор скорости подачи обеспечивает максимальную ошибку регулирования выходной координаты равную 10%.

5. Синтез регулятора скорости подачи рекомендуется осуществлять по нелинейной модели «ЭГЗ-ГЗ» с использованием метода точной линеаризации. В таком случае структура и алгоритм работы регулятора скорости подачи компенсируют нелинейность характеристик привода подачи, обладают нечувствительностью по отношению к вариациям коэффициентов вязкого трения электрогидравлического золотникового распределителя и крепости разрушаемого забоя. Предложенный регулятор позволил получить монотонный переходной процесс скорости подачи со временем переходного процесса не превышающим 0,1 секунды. При этом привод подачи работает с полными функциональными возможностями.

6. Доказано, что погрешность результатов имитационного моделирования в средах МАТЬ АВ/Б ипиИпк и 8птш1а1:юпХ относительно экспериментальных данных, полученных при работе проходческого комбайна в забое, не превышает 9%. Количественная оценка работы системы управления нагрузкой электропривода резания проходческого комбайна с нелинейным регулятором скорости подачи заключается в формировании монотонных переходных процессов с перерегулированием тока в 2-5 раза меньшим, чем с классическим ПИД-регулятором или нечетким ПИД-регулятором скорости подачи.

7. Внедрение разработанных компонент и моделей специализированной среды БппЫайопХ позволило существенно сократить длительность и стоимость опытно-конструкторских работ по разработке систем управления нагрузкой электропривода резания проходческих комбайнов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой автором поставлена и решена актуальная задача, представляющая важное теоретическое и практическое значения для повышения производительности проходческих комбайнов.

1. Тулеев, A.M. Уголь России в XXI веке:. Проблемы и решения /А.М. Тулеев, C.B. Шатиров. — М.: Коллекция "Совершенно секретно", 2002. 304 с.

2. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года электронный документ. Режим доступа:http://www.energystrategy.iTi/projects/docs/ES-2030(utv.N1715-13.11.09).doc. 10.10.2010.

3. Алексеев, Ф.К. Добычной комбайн основа схемы механизации будущего / Ф.К. Алексеев, В.И. Крымский, A.M. Балута // Горный журнал. - 1974. - №1. - С.23-25 .

4. Мещерин, А.Т. Экспериментальное исследование режима стопорения исполнительного органа проходческого комбайна ПК-ЗМ. Механизация горных пород на угольных шахтах // сб. науч. тр. / Тульский политехи, ин-т. Тула, 1976.-С. 51 -53.

5. Докукин, A.B. Выбор параметров выемочных машин / A.B. Докукин, А.Г. Фролов, Е.З. Позин. М.: Наука, 1976. - 144 с.

6. Веснин, Ю.Г. Автоматическая защита угольных комбайнов от технологических перегрузок: автореф. дис. . канд. техн. наук. -Днепропетровск, 1963.

7. Улышин, В.А. Динамика и основы автоматизации режимов работы угледобывающих машин: автореф. дис. . докт. техн. наук. Москва, 1975.

8. Мещерин, А.Т. Защита электропривода проходческих комбайнов от перегрузок. Электрификация и автоматизация горных работ / А.Т. Мещерин и др. // сб. науч. тр. / КузПИ. Кемерово, 1992. - С. 81-84.

9. Мещерина, Ю.А. Исследование и разработка системы стабилизации нагрузок электропривода резания проходческого комбайна: автореф. дис. . канд. тех. наук. Кемерово, 2009.

10. Молдавский, JI.A. Виды повреждений и долговечность трансмиссий горных машин / JI. А. Молдавский, 3. JI. Финкелыптейн, Б. А. Верклов. М.: Недра, 1981.- 192 с.

11. Валек, Д. Основные направления технического развития подземной добычи до 2000 года // Уголь. 1988. -№11.- С.6-9.

12. Мещерин, А.Т. Режимы работы стреловидного исполнительного органа проходческого комбайна и выбор параметров устройств его защиты от перегрузок: дис. канд. техн. наук. Кемерово, 1987.

13. Докукин, А. В. Повышение прочности и долговечности горных машин / А. В. Докукин, П. В. Семенча, Е. Е. Гольдбухт, Ю. А. Зислин. М.: Машиностроение, 1982. - 224 с.

14. Евсеев, B.C. Применение проходческих комбайнов на шахтах / B.C. Евсеев, Т.Н. Архипов, Е.С. Розанцев. М.: Недра, 1981. - 183 с.

15. Болдырев, П.И. Исследование и прогнозирование показателей сопротивляемости разрушению углей Кузнецкого бассейна: авреф. дис. . канд. техн. наук. Кемерово, 1975.

16. Берон, А.И. Резание углей / А.И. Берон и др. М.: Госгортехиздаг, 1962.-440 с.

17. Берон, А.И. Классификация по сопротивляемости резанию углей и угольных пластов основных бассейнов СССР / А.И. Берон, Е.З. Позин. М: ИГД им. Скочинского, 1970. - 40 с.

18. Гаврилов, П. Д. Автоматизация производственных процессов / П. Д. Гаврилов, JI. Я. Гимелыпейн, А. Е. Медведев: Учеб для вузов. М.: Недра, 1985.-215 с.

19. Артемьев, А. А. К вопросу оценки ресурса элементов трансмиссий горных машин / А. А. Артемьев, В. С. Потапенко, С. Л. Иванов, Э. А. Кремчеев и др. // Горное оборудование и электромеханика. 2007. — № 9. — С. 31-35.

20. Красников, Ю. Д. Научно-технический прогресс при подземной добыче угля. Критерии, направления, реализация / Ю. Д. Красников, А. А. Топорков. М.: ВЗПИ, 1991. 140 с.

21. Больдт, Г. Уровень развития АСУ для комбайновой проходки выработок // Глюкауф. 1988. - №17. - С. 3-11.

22. Иванов, С.Л. Повышение ресурса трансмиссий горных машин на основе оценки энергонагруженности их элементов. — СПб.: Санкт-Петербургский горный ин-т, 1999. 92 с.

23. Красников, Ю. Д. Повышение надежности горных выемочных машин/ Ю. Д.Красников, С. В.Солод, Л. И. Хазанов. -М.: Недра, 1989. 215 с.

24. Докукин, А. В. Автоматическое управление и регулирование режимов работы горных машин. М.: Наука, 1964. — 48 с.

25. Гаврилов, П. Д. Автоматизированный электропривод горных машин: уч. пособие. Кемерово: КузПИ, 1983. - 72 с.

26. Тулин, В. С. Современная научно-техническая революция и развитие электропривода // Изв. вузов. Горный журнал. 1970. - № 4. - С. 86-90.

27. Завьялов, В.М. Управление динамическим состоянием асинхронных электроприводов горных машин: автореф. дис. . докт. тех. наук. Кемерово, 2009.

28. Красников, Ю. Д. Повышение нежности горных выемочных машин / Ю. Д. Красников, С. В. Солод , Л. И. Хазанов. М.: Недра, 1989. - 215 с.

29. Гринберг, Я. П. Способ автоматического управления скоростью подачи угольных комбайнов / Я. П. Гринберг, В. С. Соловьев // Горное оборудование и электромеханика. 2006. - № 3. — С. 7-9.

30. Толпежников, Л. И. Автоматическое управление просессами шахт и рудников. Учебник для вузов. М.: Недра, 1985 г. - 352 с.

31. Стадник, Н. И. Особенности и функциональная модель мехатронного очистного комплекса / Н. И. Стадник, А. В. Сергеев, В. П. Кондрахин // Горное оборудование и электромеханика. — 2008. № 5. - С. 32-40.

32. Стадник, Н. И. Электрооборудование горных машин Украины нового поколения / Н. И. Стадник, А. В. Мезников // Горное оборудование и электромеханика. -2008. -№ 1.-С. 21-26.

33. Борисов, Б. Д. Задачи и пути совершенствования электропривода горных машин и механизмов / Б. Д. Борисов, Е. В. Трохин, В. А. Шишенков // Аппаратура автоматизации для шахт, разрезов и углеобогатительных фабрик: сб. науч. тр. М.: Недра, 1982. - С. 3-9.

34. Ещин, Е. К. Исследование условий эффективного использования частотноуправляемого электропривода забойных машин с целью улучшения их динамики: автореф. дис. . канд. техн. наук. Кемерово, 1975.

35. Грасс, В. А. Развитие и разработка системы управления электроприводом исполнительного органа выемочного комбайна с частотнорегулируемым асинхронным двигателем: автореф. дис. . канд. техн. наук.1. Кемерово, 1975.

36. Иванов, В. JI. Исследование и разработка частотноуправляемого электропривода забойных машин: автореф. дис. . канд техн. наук.1. Кемерово, 1974.

37. Карякин, А. JT. Режимы работы, оптимизация и управление электромеханическими комплексами главных приводов одноковшовых экскаваторов: автореф. дис. докт. техн. наук. — Екатеринбург, 2005.

38. A.c. 1301968 СССР. Устройство для автоматической защиты исполнительного органа горной машины от перегрузок / А.Т. Мещерин. Ю. Я. Мосунов, В.Г. Ефремов, А.Б. Логов, СИ. Калинин // Государственный- реестр: Открытия. Изобретения, 1987. -№ 13.-С. 126-127.

39. A.c. 1507969 СССР. Гидропривод рабочего органа горной машины

40. А. Т. Мещерин, Ю.Я. Мосунов, А.Б. Логов, В.И. Вавиловский, В.А. Шилов, И.С. Назаренко // Государственный реестр: Открытия. Изобретения, 1989.34. — С. 158-159.

41. Мещерина, Ю.А. Исследование и разработка системы стабилизации нагрузок электропривода резания проходческого комбайна: дис. . канд. техн. наук. Кемерово, 2009.

42. Коршунов, А.Н. К вопросу отработки пластов с твердыми включениями. Вопросы механизации горных работ / А.Н. Коршунов, В.И. Нестеров, Б.Л. Герике, A.C. Шанин // сб. науч. тр. / Кузбас. Политехи, ин-т; -Вып. 75. Кемерово, 1975. - С. 21 - 24.

43. Солод, В.И. Горные машины и автоматизированные комплексы: учебник / В.И. Солод, В.И. Зайков, K.M. Первое. -М.: Недра, 1981.-503 с.

44. Мещерин, А.Т. Исследование динамических нагрузок проходческого комбайна при разрушении колчедана. Вопросы обработки крутых угольных пластов / А.Т. Мещерин, Ю.А. Мещерина // сб. науч. тр. / КузНИУИ. Прокопьевск, 1994. - С.24-30.

45. Мещерина Ю.А. Стабилизация мощности подачи стреловидного исполнительного органа проходческого комбайна // Техника и технология разработки месторождений полезных ископаемых: межд. техн. сб./ СибГИУ. Вып. 7.-Новокузнецк, 2005.-С. 156-161.

46. Мещерина, Ю.А. Алгоритмическая компенсация нелинейной зависимости усилия подачи от угла поворота исполнительного органа проходческого комбайна // Горный информационно-аналитический бюллетень. — М.: МГТУ. -2008.-№10.-С. 95-98.

47. Мещерина, Ю.А. Метод синтеза систем с заданными и установившимися процессами // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: сб. науч. статей межд. науч.-практ. конф. / Сиб-ГИУ. — Новокузнецк, 2008. С. 210-215.

48. Мещерина, Ю.А. Микроконтроллерная система управления режимами работы исполнительного органа проходческого комбайна / Ю.А. Мещерина, Е.В. Пугачев // Горный информационно-аналитический бюллетень. — М.: МГТУ. 2008. - № 10. - С. 87-94.

49. Иванов, A.C. Влияние механической обратной связи-на процесс стабилизации угловой скорости поворота исполнительного органа проходческого комбайна // Вестник КузГТУ. 2010. - №1. - С. 91-92.

50. Пугачев Е.В. Синтез алгоритма синхронизации гидропривода поворота исполнительного органа проходческого комбайна / Е.В. Пугачев, A.C. Иванов // Вестник Российской академии естественных наук. Западносибирское отделение. Томск, 2010. - №. 12. - С. 30-33.

51. Артобалевский, И.И. Теория механизмов и машин: Учеб. для втузов. -4-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1988. - 640 с.

52. Dresig, Н. Dynamics of Machinery. Theory and Applications / H. Dresig F/ Holzweissig. Springer, 2010. - 520 p.

53. Попов, Д.Н. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем.

54. М.: Машиностроение, 1976. — 424 с.

55. Башта, Т.М. Машиностроительная гидравлика. М.: Машиностроение, 1971. - 672.

56. Башта, Т.М. Объемные гидравлические приводы/ Т.М. Башта, И.З. Зайченко, В.В. Ермаков, Н.М. Хаймович. М.: Машиностроение, 1969.- 627с.

57. Башта, Т.М. Расчет и конструирование самолетных гидравлических устройств. М.: Оборонгиз, 1961. - 475с.

58. Рыбак, А.Т. Моделирование и оптимизация гидромеханических систем мобильных машин и технологического оборудования. Автореф. дис. . доктора тех. наук. Краснодар, 2008.

59. Тудвасева, Г.В. Эдектрогидравлический усилитель-преобразователь типа сопло-магнитожидкостная заслонка для систем управления в гидрофицированных приводах : автореф. дис. . канд техн. наук. Саратов, 2008.

60. Вавиловский, В.И. Исследование режимов работы механогидравлической проходческой машины как объекта автоматического регулирования: дис. канд. техн. наук. Калинин, 1966.

61. Башта Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. Учебник для машиностроительных вузов/ Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. — М.: Машиностроение, 1982.-423с.

62. Кузовков, Н.Т. Модальное управление и- наблюдающие устройства.- М.Машиностроение, 1976. 184с.

63. Михалев, И.А. Системы автоматического управления, самолетом.- М.: Машиностроение, 1987. -240с.

64. Мирошник, И.В. Теория автоматического управления. Нелинейные и оптимальные системы. — Спб.: Питер, 2006. — 272с.

65. Yesil, E. Internal model control based fuzzy gain scheduling technique of pid controllers / E. Yesil, M. Guzelkaya, I. Eksin // World Automation Congress. 2004. - Volume 17. - P. 501 - 506.

66. Сыркин, И.С. Разработка системы управления электроэрозионным станком с использованием нейронных сетей и нечетких множеств: автореф. дис. канд техн. наук. Новокузнецк, 2009.

67. Рязинцев, В.И. Повышение эффективности гидроприводов с дроссельным регулированием. — М.:Машиностроение, 1993. — 320с.

68. Путов, В.В. Адаптивное управление динамическими объектами: беспоисковые системы с эталонными моделями. — СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭ-ТИ», 2001.-92с.

69. Путов, В.В. Адаптивное и модальное управление механическими объектами с упругими деформациями. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2002.- 120с.

70. Борцов, Ю. А. Адаптивный электрогидравлический следящий привод с непосредственным управлением/ Ю. А. Борцов, О. Э. Якупов // Электричество. 2006. - № 4. - С. 32-38.

71. Тюкин И. Ю. Адаптация в нелинейных динамических системах / И.Ю. Тюкин, В.А. Терехов. М.: ЖИ, 2008. - 384 с.

72. Борцов, Ю.А. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением./ Ю.А. Борцов, Н.Д. Поляхов, В.В. Путов // Л.: Энергоатомиздат, 1984г. — 216 с.

73. Солодовников, В.В. Расчет и проектирование самонастраивающихся систем с эталонными моделями/ В.В. Солодовников, Л.С. Шрамко. М.: Машиностроение, 1972. - 270 с.

74. Фрадков, А.Л. Схема скоростного градиента и ее применение в адаптивном управлении // Автоматики и Телемеханика. 1979. — Т. 40, №9.- С. 90-101.

75. Фомин В.Н. Адаптивное управление динамическими объектами / В.Н. Фомин, А.Л. Фрадков, В.А. Якубович. М.: Наука, 1981. - 448с.

76. Фрадков, А.Л. Адаптивное управление в сложных системах: беспоисковые методы. -М.: Наука, 1990. 286с.

77. Динь, К.Ф. Разработка и исследование экономичных автономных прецинзионных следящих приводов: автореф. дис. . канд. тех. наук. Санкт-Петербург, 2007.

78. Александров, А.Г. Оптимальные и адаптивные системы: Учебное пособие. М.: Высш. шк., 1989. - 263 с.

79. Щульце К.П. Инженерный анализ адаптивных систем / К.П. Щульце, К.Ю. Реберг. -М.: Мир, 1992. 280с.

80. Андриевский Б.Р. Избранные главы теории автоматического управления с примерами на языке MATLAB / Б.Р. Андриевский, A.JI. Фрадков.- Спб.: Наука, 2000. 475 с.

81. Барбашин, Е.А. Введение в теорию устойчивости. — М.: Наука, 1967.- 224 с.

82. Khalil, Н.К. Nonlinear systems. 2nd ed. - N.-Y.: Prentice-Hail, 1996.- 734 p.

83. Fradkov, A.L. Nonlinear and adaptive control of complex systems / A. L. Fradkov, I.V. Miroshnik, V.O. Nikiforov. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1999.-528 p.

84. Мирошник, И.В. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами / И.В. Мирошник, В.О. Никифоров, A.JT. Фрадков A.J1.- СПб.: Наука, 2000. 549с.

85. Никифоров, В.О. Нелинейная система управления с компенсацией внешних детерминированных возмущений // Известия РАН. Теория и системы управления. 1997. - № 4. - С. 69-73.

86. Бойчук, JI.M. Метод структурного синтеза нелинейных систем автоматического управления. М.: Энергия, 1971. - 112с.

87. Крутько, П.Д. Обратные задачи динамики управляевых систем. Линейные модели. М.: Наука, 1987. - 304с.

88. Андриевский, Б.Р. Методы управления в условиях неопределенности: Учебное пособие. / Б.Р. Андриевский, Ю.М. Козлов. Л.: ЛМИ, 1989. - 88с.

89. Уткин, В.И. Скользящие режимы и их применение в системах с переменной структурой. -М.: Наука, 1974. 272с.

90. Ким, Д.П. Теория автоматического управления. Т.2. Многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы: Учеб. пособие. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 464с.

91. Емельянов, С.В. Теория систем с переменной структурой / С.В. Емельянов, В.И. Уткин В.И., В.А. Таран и др. -М.: Наука, 1970.-592 с.

92. Amrhein, Н. Nonlinear Feedback Control of a Bearingless Brushless DC Motor / H. Amrhein, W. Silber, S. Nenninger, K. Dep // Mechatronics, IEEE/ASME Transactions on. Feb. 2010. - Vol. 15, Issue 1. - P. 40 - 47.

93. Palli, G. On the feedback linearization of robots with variable joint stiffness / G. Palli, C. Melchiorri, A. De Luca // Robotics and Automation, IEEE International Conference on. 2008. - P. 1753-1759.

94. Старых, А.А. Синтез нелинейного регулятора системы управления параметрически неопределенным объектом: автореф. дис. . канд техн. наук.- Томск, 2009.

95. Любимов, Е.В. Автоматизированный аналитический синтез нелинейных систем управления сложными динамическими объектами: автореф. дис. . канд техн. наук. — Владивосток, 2007.

96. Qiang, L. Nonlinear control systems and power systems dynamics / L. Qiang, S. Yuanzhang, M. Shengwei. Beijing: Beijing university of Aeronautics and Astronautic, 2001. - 376 p.

97. Аграчев, А.А. Геометрическая теория управления / А.А. Аграчев, Ю.Л. Сачков Ю.Л. M.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 392с.

98. Балакришнан, А. Теория фильтрации Калмана. М.: Мир, 1988.- 168с.

99. Андреев, Ю.Н. Управление конечномерными линейными объектами. -М.: Наука, 1976.-424с.

100. Браммер, К. Фильтр Калмана-Бюси / К. Браммер, К. Зиффлинг. — М.: Наука, 1982.-200с.

101. Luenberger, D.G. Introduction to dynamic systems. N-Y: Wiley, 1979.- 446 p.

102. Цикунов, A.M. Адаптивное и робастное управление динамическимим объектами по выходу. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. - 268с.

103. Пупков, К.А. Методы робастного, нейро-нечеткого и адаптивного управления: М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. - 744с.

104. Турецкий, X. Анализ и синтез систем управления с запаздыванием.- М.: Машиностроение, 1974. 328с.

105. Красов, И.М. Гидравлические элементы систем автоматического регулирования. -М., Машгиз, 1963. 164с.

106. Соколовский Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным управлением: Учебник. М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 265с.

107. Ключев, В.И. Теория электропривода; Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1985. —560с.

108. Картавый, Н.Г. Автоматическое регулирование режимов работы горных машин / Н.Г. Картавый, В.В. Глушко, В.А. Улынин. М.: Недра, 1970.- 140с.

109. Ляхомский, A.B. Управление электромеханическими системами горных машин / A.B. Ляхомский, В.Н. Фащиленко. М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2004. - 296с.

110. Барон, Л.И. Разрушение горных пород проходческими комбайнами/ Л.И. Барон, Л.Б. Глатман, Е.К. Губенков. М.: Наука, 1968. - 216с.

111. Докукин, A.B. Динамические процессы горных машин / A.B. Докукин, Ю.Д. Красников и др. М.: Наука, 1972. - 150с.

112. Лукас, В.А. Теория управления техническими системами Текст.: компьютерный учеб. курс для вузов/ В.А. Лукас. — 3-е изд., перераб. и доп.- Екатеринбург: Изд-во УГГА, 2002. — 675с.

113. Техническая документация на электрогидравлический золотникрвый распределитель DHZO-TES-PS-070 электронный документ. Режим доступа: http ://www. atos. com/englisli/technicaltables/english/F 165 .pdf.- 10.10.2010.

114. Логов, А.Б. Механическое разрушение крепких горных пород / А.Б. Логов , Б.Л. Герике, А.Б. Раскин. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1989. - 141 с.