автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Управление электромеханическими системами проводов рулонных печатных машин на основе наблюдательных устройств

К 8 Ой

• • I

'и.'г 1 "

АКАДЕМ1Я НАУК УКРАТНИ 1НСТИТУТ ЕЛЕКТРОДИНАМ1КИ

На правах рукопису

ЛУЦК1В Микола Михайлович

УПРАВЛ1ННЯ ЕЛЕКТРОМЕХАН1ЧНИМИ СИСТЕМАМИ ПРИВОД1В РУЛОННИХ ДРУКАРСЬКИХ МАШИН НА ОСНОВ1 СПОСТЕР1ГАЮЧИХ ПРИСТРСИВ

Спец1альностг. 05. 09. 03. — електротехшчш комплекси та системи,

включаючи 1х управл!ння та регулю-вання

05. 13. 07. — автоматизация технолопчштх процессе I виробництв (в лол!граф1Т)

АВТОРЕФЕРАТ

дисертацп на здобуття вченого ступеня доктора техкРтих наук

КиТв— 1994

Дисертац1я е рукопис

Ро5ота виконана в Украшському пол1граф1чному Шститут! 1меШ 1вана Федорова (м. Льв1в)

ОфЩшЩ опонеити: доктор техШчних наук, професор О. I. Денисов;

доктор техШчних наук, професор А. А. Краснопрошииа; доктор техтчних наук, професор О. С. Сидоров

Пров1дна установа — УкраКнський науково-досл1дний Шститут спец1а-лышх вид1в друку Державного Комитету Украшп у справах видавництв пол1графП' та книгороз повсюдження, м. КиТв

/ Г- /Г

Захист В1д0удеться « » — --- 1994 р. о--год. на засЩан

Щ спец1ал1зовано1 вчено! ради Д 016. 30. 03. в 1нститут1 електродина мши АН Украши за адресою: 252680, м. Ки\'в-57. пр. Перемоги, 5( (тел. 446-91-15)

3 дисертацшною роботош можна ознайомитися в б1бл1отеЦ1 1нстнтут; слектродинашкн АНУ

¿/ Л/

Автореферат розкланий « »----------- 1994 р.

Вчений секрегар Г О//

спещал13овано1 вчено! ради ^и / В. С. ФедШ

ЗАГАЯЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТ«

Ахтуагмисть лрсЗгздм. Багато складни* електротехншних систем приводу машин з пружиимм зв'язками 81др!зняюты;я швидкостями проткання лерех1дних процес!в 0их)дних регу-льсзаних змжних та пром!Жних змжних I Ух затуханиям. При управляючж дI ( проходить поэ1льний процес змжи вих1дних I твидкий коливний пооцес- змжи частини прсмьжних змжних ~з налим затуханиям. При

ди оОмежених циздчних навантажень вих1дна зм(ина /швид-кктъ/ залишаеться практично незмжкою, а частина промш-них змжних /моменти, струм:«/ зджснюе сяабозатухзгач! коливання. Р1зний характер дажи змжних стану язляе собою хзрактерну особли81'сть елзктромехажчних систем з пруж-ними зв'язками I зумовяюе розгляд. окремого класу об'скТ13 та систем з малим затуханиям. I промшних змжних.

Для багатьох систем недостатньо * стабшзувати зих!д чи оптим1'зуеати пезний критерш, Несбшдно ще ззбезпечити задан! показники якост) частини пром)Жних змжних.

Ёлектромехаж'чм! системи приводу руяоиних друкарських машин е типсзими системами з калим- затуханиям

промен их змжних. 0соблио1сть друкарських машин полягае 8 тому, що скрем!' секцп з'еднаж м!ж собою I дзигуном залопроеодами, дсвдина г,ких сягае деюл^кох мзтрт. Тому пружжсть ваяоп|Х)сод1В I стр!ч*и зумовлюе розгляд рулонних друкарських . машин, як електрсмехан 1чних систем з лружними зв'язками, з вгчих зиникають пружж коливання момент!д, що спричиняе шуми, В1браци, шдзищене зношуаания мехам1з~ м1в, попрщення якост! друку. Ц( фгктори обмеж'/ють робочу швидк!сть машин, яка фактично не перееишуе 70-80« номжаяь-ко1, а теля 5-7 рок^э експлугтацн робома шви$астъ- машини може зменшувзтись в два або Шльше рази. Голоеним недст-ком з1тчизняних сер!йних машин, а такой машин, розроблених за Л1ценз1пми ф|рм ФРН, е мала лродуктмзжеть, неэадовьчьнз гюсть багатсфароозоУ друкарсько/ лродукф i. Вищий техжч-ний р(зень друкарських машин- закордонних ф!рм забезпечуеть-ся Г0Я03НИМ ЧИНОМ 33. рахунок б(ЛЬШ ВИСОК.ОГО кязеу ТОЧИ ОС Т1 эиготовлення машини ( сучасжшо! технолог!!, що потребуе великих затрат I нелезжетю вир|щуе проблему дезготрива-лост) робот и на високш шзидкост», к<&-. визнзшеться пружними колиазннями а еяастрсмзхажчжй- систем! приводу машини.

В|дом! мзтоди синтезу сисгеки- азтем-зтичкого управления електроприводами не срзхсзуоть= специфику дзного класу систем з малин ззтухакнт пром1г,них зм!ннмх. Застосуоання спостер|гач!3 типу Калкана з 8им(р»оамиям в и ходу но дае налеяного ефекту, бо еих!д а таких системах при дЛ цикл)чнйх нгзантажень задишаеться практично нззм1иним, тому оцжхи зм!нних стану спостер(гаи5 не с достоз!рними, а упрезл<ння яэ ефекткене» В за'пгку з цим синикас

згдачз розробки ефехтивних кзтод1е синтезу електронехз-hîmhhx систем призоду -5 *шим затуханиям npOMi»-

них змжних. Bi^cyrHicTb таких методе викликае значш трудно^ при створенHi систем елехтрэприводу багатьох шаадмсних машин з прумиими зз'язками i s першу чергу друкарських машин, Tnnoai методм корекцн систем -глвх.троприводу мають пес ni о5межен«я, не грахоаують специф)ку друкарських машин, i на дозвояяють смнтезувати смстёми, як! 6 демпфували 5 них прух; и! копивання.

Проблема с творения t удосконалення друкарських рулон них машин з метою тдэищення техшчного pisna машини в дажй робоп розз'язуеться шляхом побудози б'шьш ефективних систем упраалжня елехтропризодами. Це зумовлюе iteooxiflHicTb рсз-рооки ефективних метод is синтезу систем автоматичного упраалжня еяекгропризодами з малим затуханиям

пром1жних змжних i розвитку теори упраелжнй електромеха-ныними системами багатосекфйних i бзгатодзигунних ру» лонних друкарських машин, пошуки та наухове сбгрунтування нових гпдход1е i метод ¡в псбудов-м систем електроприводу з врахуаанням пру;:; них властмвостей вал-о проводу та стрт;со-всго матер!алу. Виршення niei задач! е актуально» проблемою в облает! автоматизованого електроприводу друкарських машин i про-

Ц6С1В.

Актуальжсть дано') проблем« гидтвердиуеться pi шенням Уряду Укражи про рсзробку i випуск на yxpaïHi рулон них багатофарбоаих друкарських машин типажного ряду, в я.<) й дисертант бере участь i веде розробку електрообладнання машини, використовуючи результати цieï роботи.

Мета роботи полягае в розвитку теоретичних основ t ефектив-них метод1в синтезу електромехажчних систем з малим затуханиям промшних змтких i наукоеому обгрунтуван-Ht розробки та створення систем електроприводу багатосекфйних та багатодвигуиних руяонних друкарських машин на основ! спостер1гаючих пристрсн'в для покращення динамки та Фдвищення продуктивное^ машин.

~—-—Для_досягнення поставлено! мети у pcôoTi виршуються tskî

ос нов hi завдання:—----

- розробка математичних та структурнихмоделей електромехажчних систем приводу бзгзтосекцжних рулонах -друкарсь-_________

ких машин з врахуванням прукних. властивостей валопроао-

дт i стр1чхового матер1алу, rki с динамтними системами з малим затуханиям . пром(жних змжних;

побудова математичних та структурних моделей багатодвигуиних систем рулонних друкарських машин, в яких дру-карсыо секфУ проводиться в рух ждив(дуальними електро-двигунамк;

- розробка ряду спостер!гаючих пристрош для офнки ксливних пром1Жних змжних для класу crô'eiaie з р*зними шеидкостями пролкання перех1дних nponecie i затухания еих!дни>, та промшних змжних;

_ обгрунтування екв^валентмого коефщ|енту затухания системи витого порядку, як об'ективного показника якосл перех1дних лроцесш за лромскними .змжними та по-казника оцжки демпфуючих властивостей систем автоматичного управлжня;

- обгрунтовання нормованих передзточних функц|й, як! скяадають базу для визначення бажано! передаточно! функцц для синтезу систем з задании коеф<фентом затухания промшних змжних;

- синтез електромехашчних систем автоматичного управлжня з малим затуханиям промтних змжних;

- розробка метод1в синтезу типоэих систем елзктроприво-ду рулонних друкарських машин з ефектиеним демпфуаанням пружних коливань в електрсмехажчшй систем! приводу;

- розробка ряду систем автоматичного управлжня руяои-ними друкарсысими машинами та процесами на основ! спосте-р)гаючих пристрош . /головного еяектроприводу, системи приводу розмотування I намотуаання стр(чки/ \ цифрооих систем, як1 забезпечуоть сгпльне улраглжня швидюстю багатодзи-гунних машин та автоматичне переналагодкеиня на формат;

- створення двокзнальних систем еяектроприводу, йк( забезпечують комплексно управяжкл друкзрськими сек,фвми I сумнцення технологии их операций.

Автсз захищас:

1. Математичж та структур!«! модея) багатссекц1йних та багатсдзигунних електромохлншних систем рулонних друкзрсь-хих машин, я«! створюють ссисзу лсоудози ефективних

систем управлжня електроприведамя машин з пружними связками. ' . '

2. Нов! структур и спостер!гаючих пристрош для оцжки невим1рюваних змжних стену електромехажчних систем . з разними швидкостями протання перехгдимх процесс >~ •затуханиям_ " вих1Дних I пром1мних змжннх.

3. Результата анал1 зу ) методи синтезу систем автоматичного управлжня з спостер!гаючими пристроями э зим1ршзнням ПрОМ1ЖНИХ змжних.

4. Метод« синтезу тилоаих систем упразлжн» електропрн-водами рулонних друкгрсышх машин з пружними за'язками з задай ими покгзникгми якосл I демпфуаання пружних коливань э електрсмоузтчних системах приводу.

5. Методи лсбудопи та створення систем гэтомзтичнонз управления багатолвигунними електрояризодами багатофарбо-эих рулонних доукзрсьлих машин, заЗезпечуоть тдэищен-ня техмшнсго ршня машин.

Мзтсди досядзаздкя бззуються на використанж осноа теори ел«ктролриводу» сучасно) теори управяжня та методIв мэтема-тичного моделовання разом з (»дпсшднкми роэд1лами теори

гиференфйних р»виянь та теор!V матриць.

Наужзз «дактэ рсйготк пояягае в наступному:

1. Викомамо теоретичне уззгаяьненни та еперше розробле-ж ефектиэж метод« синтезу електромехажиних систем приводу багатосскц1йних' рулэниих друкарських машин з пруж-ьими зв'язками на основ! спостер1гзючих лристрснв з вимфо-санкям пром1Жм»х ЗМ1ЛНИХ, *к\ забезпечують потп!бм£ демпфу-вання пружних коямвань в систем! приводу,

2. Розреблс-но ноз( структура спостср/гаючих пристрою для оцжки неоимфюсаиих зитних стану о5'ект1в I динам1ч-них систем з малим затуханиям прсмшних змжних.

З.Запропоноаано скв1валентний коефщ!снт затухания для оцжки кояивних вяастивостей систем автоматичного упреолж-ия за проикними змжними та оЗгрунтоваж нормоеаж пере-даточн! функцп для синтезу систем э заданим' коеф|фСнтом затухания.

4. Розроблено мегоди синтезу систем автоматичного управ-Л!ннй з малим затуханиям прем ¡к них змшних.

5. Розроблено математичж та структура мэдеш багато-двигунмих систем електроприводу руло и них друкарських машин, ях1 врахоаують фазу руху формних цилшдрш ! сум1щен-ня технолопчних операцж на пружжи рухомж стргчци

6. Обгрунтоаано I розроблено методи побудоаи систем управления багатодвигунним електроприеодом руяонних друкарських машин, як! забезпечують сум1сне упразЛ1ння шид-К1стю машини 1 сумщення технолопчних сперафй.

Практична цЫжсть резуата-па робота,

Результат« теоретичних ! експериментальних досл1джень стали науковою основою при резробф, створенж та впроаад-женж ряду систем управлтня електроприводами Оагатосек,-цжних \ багатодвигунних рулонних друкарських машин з обгрунтоааним шдеищенням техжчного ртня, покращенням динамки та гндвищенням продуктивное^ машин. Розроблеж ^трукту|щ1___схеми р1зних вар1ант1в побудови спостергаючих пристрой з вимтром^рокщних змжних.! алгоритми визначення (х лараметр!В ! параметре зворотн(хг^о1йзк1з,_що_е_нооим пIдходом до створення систем електроприводу а покра1ценймй77}инам1чними___ показниками для друкарських машин. Розроблеж I впроваджеж цифров! системи управлжня друкарськими машинами э (идив1дуаль-ними електроприяадами секцж та сум!щенням технолопчних операцж, як! створили базу для побудоаи систем управлжня баГзтодвигунними машинами на основ» ЕОМ.

Результата робот к використаш дяя:

~ с творения систем елактропрмаоду парафжор^зальних агре-гзТ1а;

- розрсбки багатодвигунних систем натягу стр!чхи при намот-Ф в бобжи на офсетиих машинах ! флексографських машинах;

- розробки дводвигуино» системи лектропризоду з автома-тичним переналагодженням I рубкою стрКки на формат на листо-р(зальних машинах;

- розробки багзтодвигунних систем Электроприводу флоксо-графських машин;-". .

- розрсбки друкарсько-обрсбно! яшм;

- навчального процесу на кафедр! автоматизацп пол1гра-ф1чного вирсбництва Укражсьхсго лол1Граф ¡много ¡нститу-туту, а тахож в наухоэо-дос^дних орггжзац1ях ВИД I пол1графмаш м. Москва, УНД1 спефаяьния вмд(0 друку, УНД1 пол(граф¡много аиробництва, Ходор^вському СКВ ПИ \ Одеському СК5 ПМл

Резусатэта рвбзтм епршзллзк! нз 30 "Зоря", РВО "Полшраф-книга" м. Киш, Феодос1йсьхш офсэтин"; фзбриц! в серп

систем управления зяасгропривсдзмг^ офсетних Г флексографсь-ких машин, а тако);' на Кмзилюртозсгдому та Ходср1вськсму заводах пол(граф1мних машин.

Впровадження систем еяехтроприводу гидзищ(и"0 продуктившсть машин на 20-30°', змзншило змпл!туду кояквзмь моменте на валу машин в 4-5 разю, зб1.гьшило о 1,5-2 рази довготривалють роботи машин ка рсбочш швидксст», якз бяизькэ до нсмтально:, покращило ях!сть друкозано) продукцн \ умоэи роботи друкарт. Економ1чиий ефек.т в<д зпровадмсекия роб^т складае 360 тис. <ар-бованцю з 141 нах 80-х роюз.

Лпрсбгц!»') рсбзти. Оснсзж рэзультзти дксвртац»i доnooiдались i обговороеались на:

Всесоюзжй наукозо-техжчжй коиферемцп "Досягненнп науки i шяр.хи лрискореннл науково-технi чнсго прогресу а галуз! високого друку". 1902 р. н. /ibsis;

Зсзсоюэмш ¡сонференщ "Стаи i перспектив и рогзитку

нзукозих дссл1дж0кь в пол!граф(мному kî а и кобудуазм н i " 1S05 р. м. Москва;

Всесоэзжй нарад! по мзтодах розрахуику пол!Граф)чних машин автомат iB. 1387 р. м. ili-Bic;

Всесоозжй иараш по методах розрахукку пол!граф:чних машин гзтснат!в. 1991 р. м. Яьз!в;

Мь^мэроджй конфсрзнци " iекаэтсматика-бЗ". м. Xaps^is:

Персии м)лнародн)й понферзмци з шформац»йния технолог¡й i систем 1333 р. м. Льз!8.

Зз1Тних наукоэо-тсхн¡чних хонфоренфях Укражського i Московского поя1граф1чиого жституНв.

ПуЗя}каф1. За матер1алами диссртаци олублковаио 64 дру-козаних праць, серед них 12 азторських ссчдоцте на ем находи, i учбоеий пос)бник для ßy3ie.

Структура « сЗ'см рсботи. Дисертафйна робота складаеться ¡з вступу, шести роздшв, bmchob&ib, списку л^терзтури, л од а тку i включае 273 сторонок тексту, 72 рисуьшв, 89 сторжок до-датк1в.

3MICT РОБОТИ

У всгуп! обгрунтозана екгуаяьжсть i новизна лроблеми, що вирииуеться, сформульоаана мета дисертацжно'! роботи, приведен! основж положения, tcorpi виносяться на захист, Vi загальну характеристику.

1. Аная1э i огщд еяестршэгсашчншс систем з прукними - зэ'язкеми

Розглянуто стан проблеми i улравлжня електромехажчмими системами приводу машин з пружними зв'язками. Проблема створення i вдосконапення рулон них друкарських машин висувае задач1 розробки ефектиамих метод ¡в синтезу i роэ-робки систем улравлжня електроприводами, ш б покращмяи динамику та л1двищили продуктивжсть машин.

Досл1д»ення динамки i стр|'ч!<опров1дних систем руяонних друкарських машин присе'ячеж npaui Бушунова В.Т., Воронова С. АКл1мова 6. I., KyniKOsa Б.В., Тюрина A.A., Чохма-на Я. I. та жижх. Анализ Л1тературних джерел показав, що динамка руяонних друкарських машин, як об'екту управлж-ня вивчена недостатны), i. знаходиться на шляху становления. Иетоди ана/Изу i розрахунку блектромехажчноТ ситеми приводу розроблеж недостатньо. Улравлжня друкарськими машинами ведеться, головним чином, локальними системами електроприводу. Систематичне висв1тлення питань автоматичного улравлжня друкарськими машинами i процссами эиаходимо в працях Батюшко А. М., Волощака I. Д., |£<bi-мова М. В., !зб)цького Е. I., Козакевмча В. В., Рабжовича А. Д., Ройзена С. С., Сидорова О. С., Толстого Г. Д.,

Досл1дження, вмконаж в нашж краж» i за кордоном св^дчать про эначний вплив прукних механшних зв'язк1в на динамку електроприводу машини, зношуважсть мехажзм1в i в кжце-вому результат» «а лродуктивжсть i як!сть лродукцн. Дослужен ня динамки i синтез електромехажчних систем приводу з пружними зв'яэками в сум1жних областях /металурги, папероробнж, текстильжй, Х1И1ЧН1Й/ проведен! а працях

5ашар:да ß. MsV Борцсза О. А., Бкстроза А. Н.» Волкова !., S., fлазунозз ¡9., Друттнша И, Мг 1вансзз Г. М., (сзкова 3. Мм Ключава В. 1-Ц Краснопрошико'! А, А., Сиротина A.A., Соко-ловського Г. Г., Шсстзкоза D.M. SiftOMi споссби придушення пружних мехашчних коливань у вигляд! додаткозо! посл1доонр|' i' пзралбльно! корекцн систем п1дп$гяого управлжня еяектрт-лриводами мзють оЗмеження принципсвого характеру t не дають оч¡куваних результат.

3 огляду наушзих пуйлкацш приходимо'до висноэку, щс егйкгромзхатчн! системи приаоду друкарських машин мають csoV оссбливсстц як сб'ект управлжня, з лса1гьно!э smihokj 0ИХ1ДН01 регульозано"! SMiüHOi /ШЗИДКОСЛ/ i швидкозмжними коливнимм пром!жними змжними /пру:кними моментами/ з малим степеней затухания, ¡снуюч! иэтоди анал1зу i синтезу систем електроприсоду рулонних друкарських машин не зазжди врахсвують ц i оссбяивости що стримуе розробку високопро-дуктивних друкарських машин.

2. Псбудсзз ^япгбкушчи:«; I стругстурннк мэ-

дзксй' слега* упрашиниа ярукгрсьз»*«« ^шинами з групь!!гз'ягск-ги Вкклзден! узагальнен) математичж \ структур»I модея! елзктромехажчних систем полиграф ¡чних машин з пружними зв'язками. В загальнсму випадку олектоомохатчж системи з пружними' за'язками можна подати у вигляд! окремих взземо-зв'язаних тдсистем: машини з пружними зз'язками, елзктро ¿о игу на ! керуючого пристрою» Для складання математичнс!' моде л I систем використовуемо метод змжних стану, гхий доззоляг астановити математ;;чж сп!еа»дношеннн м(Ж вих1Д-ними д1ями, управлжнями, змжними стану та жшими параметрами. Опис кож но) з подсистем виконаемо у вигляд! системи дифррснциших р:внянь першого порядку, яги розв'я-зам! в!ди ааго перины поздних, гобго р\в нянь в матричной форм! Кош;

дв г i v - еектори змжних стану машини з пружними за'язками i зяехтродзигуна, и , 9 i f - вэктори Ыдпоэ^дно управляющих, задаючих i збурюючих Д)й, ^ / . /, Fe / . у / . / нэлi нi йнi функцп.

Вих1дн:, параметри однозначно ззязаш io змжними стану р1ВНЯННЯМИ в и ходу

к* У{a,v,f)p

V* Fe(V,2,U),

/2/

п

/3/

У = /4/

¿е у - вих1дна 3MiHHa.fi, 1.1- нелжжне функфя.

1э р1внянь /1-4/ «*ожна отримати р!еняння замкнутоУ система

V ВИГЛЯД1

X»

У * ? и) # /6/

де х - п м1рний вектор змжних стану системи» Р / , / ^ ^ / . / -нэлжЫж функци, ях1 отримаемо з правоУ части ни ршнянь /1-3/ шляхом вилучання лром!жних змжних. ¿Чвнянкя /1-3/ описують достатньо широкий клас електромеха ж ч н и х систем незалежно &1д типу ззтав робочих мехашзм1в, що створюе передумови для узагальненого вивчення системи з пружиним зз'язками.

Р1вняння /1-6/ в бГлышгп немжиж диференфйж Ывняння, розз'язок яких складае собою склад ну проблему. Тому про-зедено лтеаризацт шляхом розклзду функци V /. /, Те / . /, Чу /. / , як1 стоять у правих частинах ¿¡вчянь / 1-3 /, в ряд Тейлора, в мзжах незбурюючоГ дп V?

ЕПдкидаючи складош, як! мають степенев! в^дхилення , починаючи В1Д другоУ 1 вище, теля розхладу /1-4/ отримаемо р1вняння в приростах

Лозначимо сукупн!сть частинних П0Х|ДНИХ фуККфЙ ЧЧ,Ре1,1$! за р1зними эмшними вщпов'Дними матрицами, I в!дкидаючи знак приростуд, отримаемо систему матричних лЫйних р!внянь першого наближення електромехатчног системи рулон-ноТ друкарськсн машини злружними зо'язками.

В М н 0 2 V о"

• У 3 П Р к V * 0 С

» и а Ф к ц .0 н

допозииуо це piBHRHKi? р1вняннпм виходу систсми, вважаючи, ЩО ВИХ1Д ЗЗЛЗЖИТЬ TiЛЬКН 3i/l SSiiHHOI а

У 3 - » /12/

де мзтриця вихсду систем;!. Отримане р»8някня - угзгаяьненз i позжстга описуе електро-

wsxani^Ky систему рулойко« друкарсысо« мзшийи з пруяними -з'яокзмк i визначзе yci ругм систсми.

При аналкз! i синтез! зручно об'еднати гндскстеми едехтро-двигуна i . машину з пруаиими зз'ягхами, i розглядзти ix просто г< сб'ект упрззлжня. Р(зняння сб'екту можна отримати 3 piBHRHHfl /11/ i подати у бмгяяд!

x^Ax + au + '-f, /13/

/14;

до х - п MipHnil 8СКТС? 5MiHKHX- стану, А - п*п матриц« Kos0iц!внт1В, 3S С- , С, - матриц! аходу, збурзння i вкходу

Qifln03ifl!1HX p03MipH0CTS!l.

Псбудозая) математики! i . структуры модел« описують широкий клзс едектрамзхаи«чинк систем. Отяе, вони е узагаль-неними i придатккми для зисчзкнл мноиини електромзха-жчиих систем пел¡грзф!чип;; та ¡нши>: машин. На Тх ochobi псбудсзаж модел! систем упрзвлжня бзгатодвигунними рулонними друкерськимм машинами, в псих коина секция приводиться в py;t Ыдиз^уальним елехтродзигуном. OfcpsMi шдсистеми взаемозз'язаж, з одного боку, колом назантажэнн? черэз загальну пружну стр!чку, що сбробляеться, з другого -колом задания загальних пзргт leTpio, що рзгулюютъея, наприклад, швидкосп', фази, натягу. По аналоги з /11/ записан! ршняннл довольно!" електромехашчноТ система i -то! секцГГ. з врахузанням пруяиих зз'язюо сумшних секцж чзрзз стр)чку, що обробляетьсп

2i И; f/i о Si В 0 0

Vi я П; rv; 4l * 0 Г 0 fH ни v.* "чм /15/

Gu <?t p.; Uc Ki 0 0 a >

де иа- , Щ1.1) матриц! зз'язку, R!\i враховують ВПЛИВ

сумпяних секций.

На осноз! /15/ записана система матричних р!внянь багато-двигунно! елсктрсмгхажчно'! системи рулон но! друкарсько! машини з пружними гз'язклми i псбудоаана структурна схема.

Для полегше-ння досл!дмень складно» а С-.г'етояэи*

гунноУ друкарсьхо'1 машини £ г.ру^ними гз'л^сми пссгкдона декомпозифл системи. Для цьсго ршняння системм /15/ зазнали перетворен ня з еикористанмкм Олочних мэтриць та вектор1в 1 записан! у вигляд)'

де бяочн! матрицI та осхтор

/16/

М1 0 0 0

А;4 П; К-. 0 1 » 0 » X; - V;

я 0 0 и,-

На осноз1 /16/ записана система р!внянь багатодеигунноТ еяектрсмехажчно! системи рулон но» друкарсьхоТ машини з

пружними зз'язхами

грез строку, що обробдяетъся, гаа в

блочной форм! эзпксу матрицыих ршнкмь мае вагпщ:

и»? о .»! о

О !г>-... с

о ... О

ч' «м 'К, 0 о . ..0 ' 0

к 0 0 . .. 0 ч

къ — 0 0 . . 0 о

• * » » ♦ ► • » •

■ • ♦ • * • • • «

о о е... _ К;» .0

• * *

1 » »

о- о

-

»

1ь]

бч о з ... о

О с-, -о... о

о о о

4 Щ «.»»»»

. * * • I « *

о о о-... &„

■ Г/Г 'Си"

* ¡и* •* •

► • » г- -321е

/17/

Си

о

Характерною особлив сто матриц! • зз'язху е те, цо .«¡аго-нзльн! блохи матриц! будуть иуяьов!, тсбто Л» « 0. Так яч яатриця коеф|Ц|ент1£з д!агональна, а голознз д1агои'аг.ь е домЬ нуючою, то модно провести декомпозиф'ю ;системи розро-бити р^вняння/17/на р!аняяня шдсистем

• МXI Хл.^й, •• /1*М Д. *• • - 4/18/

« I

Матрица А Ыдображэе влэснГ дикзм<чт властнвост! рекци 'багатодэигунмо'1!' \п'рУ?рнноГ друкарсько!:,' ; машини а пруйними зэ'язками. .СкедоеЗ-и'ф =•« зз'язш м!ясистема-

ми сум!»иих се»сц1й.;:-.'

Проанал1зовбж умозив при яких декомлозифя системи можяи-ва, коли ¡зольована система е автономною I в^дсбражае осноен( властивост! скремоУ секфи

Узагальнеж структурж I математичж модел1 е основою для анал1зу I синтезу систем электроприводу багатодзиг/нних рулонних друкарських машин.

3. Рогробха \ акая»з ксзия структур спссщигшэчих пркстрого

Розробпеш нов1 структури спостер1гаюмих пристрот для оцжки невим1рюваних змжних стану об'еклв з р1зними шэид-костями протжання перех1дних процеав ) затухания вих1дних та пром(жних змжних. Динам1чж об'екти 01др1зняються структурою I можливостями аим1рювання пром!жних змжних. Вихо-дями з з цього розробяено ряд спостер^гаючих пристроив з вим1рюванням пром1жних змжних для р1зних задаючих I збу-

РЮОЧИХ Д1Й.

На основI нових структур спостер|'гаючих пристроив розроб-леж ефективн! методи синтезу систем автоматичного управ-лжня об'ектзми з мал им степеней затухания пром1жних змжних . Управлжня щукаеться як функфя виходу, оцжок змжних стану, задаючо) д!V та жших змжних. Синтез ведеться на баз) бажано! передаточно'1 функцм, яка забезпечуе потр!бж по-казники якост! вих^дних, а також пром!Жних змжних.

НадаЛ! вважаемо, що вих^дна електромехам)чна система е об'екгом з р/зними швидкостями пролкання перех/дних прочее I в 1 затухания вих1дн«х та пром^жних змжних, описуеться лж!йним матричним р!вня«иям

де X - п мфний вектор змжних стану об'екту, у - аих^д об'екту, и - управлжня, £ - збурення. В загальному виладку матриця А коеф1ц1ент(в мае разм1р л*п, матриц! В, Н, : С мають розм(р п*г I г*п в1дпоа1дно, а об'ект /19/ повжетю керова-ний I спостер1гаемий. Якщо на об'ект! д!е збурення, доступ-не еим1рюванню I яке подаеться на вих1д спостер^гаючого пристрою, то для синтезу систем запропоноеано модеф'кований спостер1гаючий пристр1й, яхий описуеться р1вняннлм

гають аизначенню, Я - п м1рний вектор оц)жж змжних с

х = Ах* е>и* н^ ; ч=сх.

/19/

П ? п

20/

тб'екту.

Управлжня об'ектом шукаемо як функцш в и ход У об'екту, оценок змжних стану та заедания

и--сх - Рд , /21/

де Р - мзтриця заорогньсго зз'яжу.

ГЬдставля&Чи управлжня в р»вняння об'екту /13/ ? спосте-р!гаючого пристрою /20/, теля пе-ретворень ■ отримаемо мат-риине р1вняння замкнуто'! смстеми з моделикозаним спостер!-гаючнм пристроем

Л-2Х -ВР ]** -БР

Доведено, що похибка оцжки змжних стоку

х - к — к ,

/22/

час

/23/

переднего прэ-

сходыться до похиоки регулювзння за цесу в системи

Якщо вихонати спостер!гаючяй лристрш таким чинен, що

= , /24/

то л1сля лерэтворень р!вняння /22/ прозодитъея да оигг,;;ду

О &

/25/

Матриця коефщкнлв системи - трикутна матриця, тому характеристичне ршняння Системи /25/ дор|'вн:ое

/26/

Отже, характеристична р!вняння -е дебутеге характеристичного р1вняння системи, аналогична симтезоважй систем! при використан! пезно!' шформацп про змжж стану 1 характеристичного рюняннп спсстер1гаючого пристрою. На осно^и структурно'! схем к залишшо передаточну функцт .системи

«ф^^Е-^ЬС ♦ [5Е-Я]"бР]''\*Е-*Уь , ПЦ

ГНсля перетворення при умоз1 /24/

г

I

о

2з1дси запишемэ характеристично рщняння лередаточно! фумкцгТ скстсмм з модифкеганим спостер^гзючим пристроен

/29/

3 аная1'?у /23/ сиплксге, щ.о лсрядо^ систем» з модифто-П2нкм спостс^гаючим прнстрсем доркзимс 2п, а псрядох перз-датсчноТ фуикци /28/ дор1см:ае п. Зкииеимя _ порадку переда-тс»:'.!о'| фуккцП га р-уг/нсгч пе^ггесрзнип I спсрсчзи-

ня. Я:<що матриц- Л ;-:огфщЬ-.т15 сЗ'егуу /19/ ¡;э осс&!ига, тод( '¡сха перотзсрзния дспускесться, » поредатсчна функ-/23/ будз досгетньо . позио оплеупзти систему. Синтез зязктромзизн ¡чноТ с1-стг;.сн з »«>лн01:гссз»11м спссте^нгшочим прист^озм прозз^Е:-*, сз^г.акк;-.;, що дгл упразяжнл вкхористо-вуютьсл оцЫки гм(кми;х топки! сгмкм гмНшкм стану

I для упраолИк.чт виздркстесугэть зп/ад с.'ЗЧ'сту ! с'пдзмкя

и - -РЯ.-С/" , /30/

ГИдстевиашн упрпалжмг, с рЬияи.чп еЗ'сглу /13/, отримаемо ршняикя симтезсзано» спст:,:-;?

+ . /31/

Виходячи !з техжчних впгзг .до г'ост» пряцссу управшння

очч!дних ,.та прем! "'и1."" ситник, дсгку бакану

мтгрицк) А" з потр!бними глгс»ш?и ч'псгзмм ебо е/мгмзнтами.

Прир1внок^!!1 матрица козфцпснт1о скетеки /31/ 1 бэжану

матрице А„ отримагко р!В!'Нсть

К. /32/

3 цьсго ртняння снзначм*® юу&шу матриц:» ззоротнього зз'яг.чу Р. Таким чнксм , о сзгал&кс-г/ екгяг-д« вир»шона задача __синтезу систем при дГ/ ка сЗ'ггсг сбурзкь, доступних

вимТрюгаинкь

Яхщо на оясхтрокохзн»чну систему днэть цихя1чн1 ;;пурэння сбмзг.екш гмпя(туди, а эйм1р!зсания збурзкь зустр(чсс трудное^, то для псхращеиня оценки гмгкмик стану при ¡нязнсст! гбурзнь розрсЗлзно ргдухсгзнмП спсстср1гаюч,/,й пристр>й з вит'рюзаннгм прем! смшких.

Перша частика сб'еяту, пса розтамозанй ш'сля промькно» змжноУ ояисуггьсл ршигнкгм

х - Ах-* 5'£ , У = <2 <". .

Мзтриця козф{ц1снт!д А кзе рзгн!р п*п, з. матрица эз'язку

В'та зт:оду С - о!дпгшдко п1йг1 1 1*п». Другй 'ЦСТИИ5 СЗ'ССГ/, Г'й рзстаиса*!.м ДО ПраК!КНС!

ЗМЖНО!, описуеться р!омянмям

% = ^ * ки 4 \Ц . /34/

Матриця коеф»ц|£нт1е Р мае рогмф п1*п2, Р \ И - матриця входу i матриця збурення в1дпсз1дних размерностей, / - г5урения.

Редухозаний спостергаючий пристрой описуеться рюнянням

' /35/

л л

Тут А 1 В матриц! коафщ)ент1в ¡^матриця за'яасу спостер!-гаючого пристрою роз>нром п1*п1, X - вектор оцшки змжних стану.

Дал1 вважаемо, що число еихед^з дор1внюе числу вход ¡в п1 = п2.

Управлжня сб'ектом шунаеко «с функцт оценок змжних стану X, виходу у=Сх \ гаодання

ц- - Сг. - рЯ , ' /35/

де Р - матриця заоротнього ез'яасу розм1ром г14п1.

ГПдстазимэ упразлжня е р1сняння об'екту /33,34/ \ спосте-р)гаючого пристрою /35/. ГНсля перетворгмь отримземо р1вняння замкнено"» система з рздукозаним спостер1гаючим пристроем

к к 0 ь' - 0 0

• л . А л л. 0

& 0 А & X 0

0 ♦ас «ИР ? 6 К н

/37/

На основ! структурно'! схсм;? I систем я /37/ записана передаточна функфя замхнуто'1 citcrc.Mii з рздукованим спос-тер1гаючим пристроем, кса. шеяя порзтворення I емконання операцп згернення добутку матриць* при укоэ1, що Я=А 1 8=В мае сягляд • л • : (

М® * с i [ьб • м ♦ь< ь 6 * рг. * i* * р]]' -р]"к. /за/

Доведено, що похкбха еимГрених оцшох змжних стану сходиться до похибхи системи за час перолдного процесу в система

Проведено синтез с истоми з редукованим спостер1гаючим пристроем при умов!, що для управления еикористсюуються п оцжок змжних стану, тотожних егдпоа^ним змЫним стану першог части ни об'екту, I використовуеться вихщна змшна об'екту У=СХ ! "

ГМдставимо управлжня а р1викннг.х сб'екгу /33/ i /34/. ГПсяя перетзорень отримземо р!зняняя синтезозано! снстеми

Д

- * Г 1 г 1

а' X 0 , 0

* L»r

F R

/40/

Ос1<!льки матрица К02ф1ц1ент13 /40/ не мае нормально! ТИПС301 форми, тому необидно слочатху зизначити характеристично р(зняння /30/. Задано п бзжаних ксефщгёнпв, fn<i npupiBHnsMO до в»дгтоэ1дних хоэф1ц1ент1в характеристичного р!зияння, отримлемо систему р!енянь, з якоУ визначзмо п шуканих еяемент!в матриц! гзсротнього зз'яз-ху.

При дп цкюичних сбурзнь, rxi прихладеш до р!зних точек системи для формуванкя сц1нск нижних стану, роз-рсблено тандемний cnccTepirao4nfi пристрш, яхий.за-безпечуе синтзз елехтромехан¡чних систем з зЫма бака-ними хсеф! рентами характеристичного ргёняннд системи. Надал! взадавмо, що сб'ект схладаеться з двох частин, як1 описуються " р1вняннкм /33/ i /34/. Перша частинз тандемного спостер1гаючого пристрою описуеться pis-нянням

Л ^ л

X * &Z . /41/

Другий спостергаючий пристр!й, що формуе змжж стану, псбудуемо за принципом спостер!гзючого пристрой з стильно» ланкою, йхий описуетъеп р1вняння.м

• f = ff^ftU . /42/

' л л

Сфсрмуемо упразлжнз ' на основ! оцжок X i Н змжних

стану, nxi формуються тандемним спостер1га;очим пристро-ем, в и ходу об'екту i заедания "•

U=-PS* - Dpi-Dt? . /«/

де Р i L - матриц! ззоротнього зз'язху, В - мптриця стль-но( ланки.

ГНдстаоимо упраолшн.п /43/ в ршняння об'екту /34/, а такоя в р!еняння /41/ j /42/. ГПсля перетоорень отримасмо р!вняння замкнено! системи з тандемнпм сг,остер!гаычим пристроен

% к В

г р

А X 0 Б

Л* г. _ р.ьс А V

О о

ь с Ъ

X 0

г Е

/ч В

«•*Ч Е Л я

о

/44/

Е>. /45/ системи маг порядок л»

На осноз! /44/ побудозана структурна схема систем;«, з так-

демним спостер!гаючим пристросм. 32 структурною схемою

визначена передагсчне функция, при умоо1, що Е-Г { Е=& мае вигляд

Матрична передаточиз фун;<цг, яхий доршнюе порядку ои^дчэ! системи.

Синтез системи пригедзма, езакаочи» и<о для управяжня еикористовуються оцжхи змжних стану об'екту, тогокн! в1дпов1дним зм1нким - об'екту, пром№на гмжнз I завдакня

Ц г - ВРи -01.2 * , /46/

Поставивши управяжня е. р|'скшжя сЗ'екту /33/ ! /34/, теля леретворень отрицаемо мзтричне ршнкяня сиктезо-вано'| .системи

'г

[о й. V 0

'1 • ^ и н

/47/

Аналогично до попереднього , з матриц! к.оефщ1ентт /47/ оизначаються матриц! когф1Ц|'емлв Р /I..

Для синтезу системи з несбх»дними значениями полюсов | нул1'в передаточно'| функцП' розробдений комплексыий динам!чний регулятор. Нехай задано, сб'ект, що олксуеться р!внянням

х = Ь*»Ь'и, у *= С X . /43/

Комплексний динамЫний регулятор скдздзгться з дс<ох тдсистем.. Перша тдсистема, яку назвемо першим дшшмКшим регулятором, описуеться р|виянням

2 = Мг +

Тут М - п*п - матриця коеф>!ц»еит13? розм'фом п*п. Другий динам!чний регулятор

и ~ РI?- + Н^ ,

К

матрИЦЯ

/45/ зэ'ягку

ОПКСуСГЬСй р1е«янням /т

да Р I Н - матриф коэф1феилв I зв'язку-розмфом п'п,^ V -сектор и змжим* стану другого динам1чного регулятора I Лр0М1«И01 змжноУ. Промшна змжна зиэначзеть'ся Ширазом:

Тут Ь - г*г матрица зз'язку, розм!ром г'п, Шукаемо управлжмл

сп1/й»но"1 ланки, я -

матрица

/51/ гзоротнього

/52/

, Пгдстзаимо управлжня з ршняння об'екту /48/ ( днна-мЫного регулятора /49/. П¡с ля виклоиення промчано! з'м'жноУ отримаеяо магричну . систему р!знянь системи з комплехсним динам1чним регулятором

г

А ♦

Л

¡\-asc5i -ИЬС

О Р-ны*

х + кн.

тз ЙЬ

/53/

У 31дпоо!дносТ| з /53/ побудована структурна схема систем и, на осноз1 гко! отрииана передзточна функфя замкнуто'! системи з компяексним дикгм:чним регулятором

Введем приеднану матриц» для /54/ г отримаемо

а^Р»ис» УР] .

♦ ир3 . ' '

т-

/56/

Яку моя на представ и ти уамгяяд!

М*> - •

Тут А/% != / „ /, Ь:«^) - елгменти матриц! чнсегьмика /55/, . Ящо задана Сажана матричнз перодатсчна фуикш'ч, з необх*дними значениями пояюаз нул'Р, тод» прп^зн^«.-.-мо останню ! /56/. Отркмземо систему с1вм>тнь, з яко( ею-начима туканI матриц! I», Р^ий .

Розглянуто стжк/сть систем з слостсу^гзкммм:» лрнстрол»-*и. Для 'отриманйя слГжкх систем на магриин пср^;;л :<:* фун'кцм об'екту I спостер^пючсго пристрой неоО.к^нс ■ ласти. пеон! 'обмеженнл, цоб в передаточну функц'ю опекай не входили. нест»йк! нул1 1 ляюси» гцо скорочуотьс*. Ц' обмежёмнл поо'язан'г з нестншстю I нем* н 1 млльно-фязоо ! с тю

об'екту. При таких обмеженнях еинтеэована система з спостер1гаючим пристроем буде стжка в ф'лому.

4. Побудоэа . I анаж'з Т1йшш. струхтурних модалзй еяектромехашчикх систш рулэшигх деукарсьаик

машин

Розроблений комплекс типових математичних I сгрук-

туоних моделей електромехажчних систем приводу рулон и их друкарських машин з лружними за'язками.

Незвзжаючи на зовжшню простоту руху стр|мг<и в друкарських машинах, процес руху I обробки стр1чки - складний багатом|рний об'ект управления. Записано р1вняння руху стр1чкоеедучих цилждр)в, де враховано динамЫж ) стагичж сили опору, пружж та^ терц«йн1 властивост1 д1лянки стр1ч~ ки ) побудована 7 структурно модель дтянки. Побудоваж модел1 розвивають В1Д0М(, е б^льш повними I вих1дними для побудови структурних моделей електромехажчних систем багатосекц!йних рулонних друкарських машин. Розвинеж нестацюнарж структурно модел! розмотувальних I намотуваль-них секцн!, яю врахозують змжу рад!усу розмотуваного /на-мотуваного/ рулону.

Розробку структурних моделей багатосекцжно! рулонно»

друкарсъко'1 машини почато з просто! модель яка враховуе т!льки пружж та ¡нерфйж властиеост! стр1чки, сили на-еантаження, тертя та шерц»йнг властиеост! стр!чкопров)д-

них цилждрт /стр!чковедум», формн!, друкарськ», ножезГ

I т. д./. Виконаний анал(з дво-, трьо- ! чотирисекцжно/ моделей рулонних друкарських машин. Отримаж залежност! М1ж основними параметрами /натягом, шаидюстю, моментами та «нше/.

При ловнж р/аност) параметра секций,. залежжсть натягу строчки е!д р!зниц! швидкостей описуеться виродженою л^оедзточною функфею, яха не повжстю описуе стр!чковедучу систему машини.

На динамку електромехан !чно! системи ¡стотно впливае жорстк!сть мехажчно! характеристики електродвигуна.

Побудована структурна схема г виконаний анал1з дво- ¡. трисс-кфйних моделей з ерахуванням . жорсткост! мехажчно» характеристики електродвигуна.

Розроблемо I побудовано ряд типових структурних моделей ел^хтромехажчних систем з ерахуванням пружносл гори-у^нтаяьних I вертикальних валопроаод1е та пружних влас-тивостсй строчки. Проведена структурна схема типово! модел> з паралельними ( посл!довними пружними бо-г--лрооодами.

В рсбот1 оиконамий аиал'!3 дво- ! трисекн>й::оТ моден I рулонноТ друхарсько! мзшини з поралельнкма пругкими ззлэпрозодами.

Рк приклад, мпигю'О залежжсть нзтггу стои\<и ^¡д р1зниф швидкостей для трисакцЖно'!' модэл?, рга^згачг. що парамотри сехцж од и а ков ¡:

Л;. -^з , „

>ЧА

л /5//

Л с- Тл, Кл - стала часу I коефниенг передач! д1лянки строки,

'/1, '■/?. - /ИН1ЙШ ШВИДК0СТ1 стр(4!;и НЗ ПО'ШКУ I Е К1НЦ1 Д1ДПН!<И, К - коефщ|'ент, що врахоэуе передаточно число I рад|'ус рсбо-чих цилждр1в, с/ - козф'щ!ент, що Брахозус с или тертя I техно-язпчиих нгзантажень, 3 - момент ¡нерцп чистин секфй, що с5ерта;0тъся, приведений до валу секцп» См - приведена жостк)сть. йизначник трисекцнжо! нодел1

-- . ъсЬ. ,

/58/

(С^(зГПлуг *(зз^тучг ♦ * ¡^ГЩзКср^ ,

П1слч перотсоронь

а»а,*?«... а, ртЬШ; , /59/

ПроэгдениЯ анал!з лсхазав, що. для рулонних друкарських машин . харбктеристичме ргёняннй 759/ мае комплексж корен!, чо-рзз це перох1дн{ Процсси маять зкачне коливання.

8 робот! ..'оиконаний анализ одно-, дао- ! трисекфйнич днна-м!'чни:< моделей рулонных друкарських машин з гаш'дсаними пруяними ваяопрооодамм. Розроблен! типов) структур» I модел! е основою для роз'робки метод ¡в синтезу систем слектроприво^у машин з лружннми ; за'пзками. Аяая^з ряду моделей електроме-хаш'чних систем рулоиних друкарських машин на СОМ до-чзолко естанозити дояк1 важлиа! законом!рности

1.: Натяг строки ,в передних режимах на дглянцГ рсэмотуван-ня /намотування/ стр1чки визначаетьсл не ттьхл! величиною гальм!омого ■ /руцнйного/ моменту I силами тертя секфй, алс г )кореш'ст механично*' характеристики електроприооду «вини / Тальма. ' ''••■■

2. Жорстюсть мэхашчноУ характеристики елеетродзигуна сут-теэо Епяиеае на динамку еяектромохажчноУ системи приводу.

3. Секц!я рулон но I ротае>?,но1 друк&рсыздТ машини • з пружним взлопроводом - це колизна система з мал им ступенсм затухания, д?мпфування якоУ можма зд!йснити системою упреэл!ння елктро-приводу з спостер1гаючим пристроем.

4. Низькочастотн! кояивання в електромзхат'чжй систем! приводу друкарсько'1 машин и суттево опливають. на колизания натягу стрмжи, що несприятливо в1д5иваеться на протканы тсхнолопчного друкарського процесу.

5. Синтез типозкх систем еатоатичног© упраалжня руюиннмк

друкарськкми дешгшзм;? т с:исс1 спзгпгр1Гаач:-;х прнстрош

Роз роб лен; методи синтезу типозих систем упразлжня елктропро-водами рулонних друкарсьхих машин з пружними зз'язками на ссноз! спостер!гаючих пристроУв. Для оЗ'ективно'У оцтки пере-х!дних процеав за пром^кими змЫними I для оцжки демлфую-чих -властивостей системи сбгрунтозано' I запрогюнозано ешвз-лентний коефщ!ент затухания ! псбудовано* нормован! пере-дзточн! функцн, як] е базою для еизнзчзнкя бажаноУ лерэде-точноУ • функци з заданны ксефгфентом затухания промшиих змIнни. При синтез! ваажаемо, цо е?,;е розрахозакий I виора-ний двигун 1 функционально , нес5х!дв1 елекенти 'системи, I кехэжчна система приводу, ¡до утзорае едину вих(дну електро-ме/ан^чну систему, лараметри кко'У приймашо поспйними.

В процеа синтезу лобудовамо вихщну модель системи управ-•лжня. Виходячи з -можливост1 еим1ру промЬг.них змЫних,- вибрз-ио структуру спсг.гер1гаочого пристрою I еизначзно Гюго пара-метри'з умови,-що вони задоз!яьнйють поставлен! техн!чн< вимо-ги. На гидставг розроблйних в другому та третьему розд1лах теорп \ метод ¡в синтезу, в -робот! побудован! розгорнул структура схеми системи з спостер^гаючямл пристроями I разрешат методи синтезу ряду типозих систем упразлжня слзктроприво-доми рулонних машин з пружними зз'язками;-.системи головного -приводу бэгатосекфйноУ рулонноУ. друкарсько'1 машини а жорстки-ми озлолроводами, системи приводу■ ■ стр^чховедучих ../' цилждр1в, си-леми натягу стр1чки на д!лянцг, системи роамотування та системи накотування стр!чки, системи головного приводу багато-секц!йно1 рулонноУ друкарськоУ машини з пружними за'язхами.

Я< приклад, розглянуто синтез системи голознрго едектропри-воду друкарськоУ. машини, виконаного по систем! тиристорний перетеорюеач-двигун постГйного струму на основ! с постер! гзючого

пристрою э слтьною ланкою двохсекцжно'! рулоннс! друкарот,-ко) машини з паралельними пружними эглопроводами.

Вмх!дний сигнал давача швидкосл вибираемо як змжну ст="у, I позначимо його X , а пох1дна —X;, 1=2,3,...6. Тод' огримае^о р)вняння вюодно! рсз'1мкнено> системи /об'екту/ в змжних стгну

у

**

ки

А

О О О

о о

1 о о о о

0 о

1 о

О 1

о о о о

ь 0

ч 0

Хь * ь.

Хц Ь£

X* Ь4

х4 1.4

и

/60/

I =4,2,3,...,6.

/61/

Управл1мн£ об'ектом /60/ формуемо, використовуючи сцжки змжних стану X , виходу об'екту V I завдання . Нехай, виходячи ¡3 заданого коеф^цгемту затухания та жших показнихлв якосп про-цесу регулювання, визкачено бажане характеристичне р1вняння. Тод!, приршнюючи Э1'дпов)дн1 коефщкнти характеристичного р1вняння синтезованоТ системи I коеф1ц|'енти а? бажаного харч-теристмчного р^вняння, визначимо елемэнти матриц! зесротнього зв'язку

о ои-(<*1-.#1) -^ь-

Коефщ1ент Ь приймаемо р!вним коефщ1£нту . Коефщкчт сильно!" ланки спостер1гаючого пристрою можна еибрати до-в^чьно, наприклад, виходячи ¡з статично! томност1 системи.

Зпдно розглянутого методу проведено синтез системи упроо-лжня швидкосл головного электроприводу з задании коефщю»--том затухания промшнмх змжних б1льш складних систем, як« яоеднують у соб1 ларалельж I посл/дозн: пружж ¿з'яз-и). 'Для усп1шного застосування спостер1гаючих пристрой, .«они виконаж у вигляд! додатксвих контуров без по-»ушенкп асновнс структура ун1'ф(коеаних блок ¡с системи тиристорнего приводу. Схема спостер!гаючого пристрою побудоеана на анагогс-з'.Г-баз» з використанням олерацжних п>дсилюзач1в, лка В!..;тз дае' елементжй баз!» 140 вихс-ристооуеться, I жа £ лрийчятол.-в т.ипових промислових утфжоэаних системах уора-п.нн.: тиристорними перетворювачами.

6. Динймпка ! упраажння багатодпмгуннад-т рушнни.чн друхарсьхкми машинами Побудооан! ^магемзтичн! . ( структурой модел!, розробгано рдп систем апто?4атичного уг.разлжня багатодвигуниими друкарсьличи

•¡•ли-еми. Роззинута теория електроприеоду багатодвигунних --их друкарсысих машин, вк1 с науковою основою для обгрун- .

• ня I для створення систем управлжня.

г-.л.гат^двигунну . рулонну друкзрсьпу машину кокна представити у зигляд! поаидовно розмщенннх секц!й, через як! проходить, :адруковугться I обробляеться стр1чха. Надал! взажаемо, що вс сгкци ведут I приводиться в рух шдивфуальними • електродвигу-н-лми. Ззаемозв'язок окремих секфй зд!йснюеться з одн^еУ сто-оони по колу завдання загаг.ьио'! швидкост! електроприеоду, а з Аруго! - через стр!чку, яка рухаетьсп.

Розроблен! прост! модели багатодвигунних систем рулон них друкарських машин. Проведено анел1з моделей багатодвигунних систем рулонно! друкарськоТ машини з врахувЗнням жорсткост! мехажчно"! характеристики електродаигуна. Побудована структурна схема системи автоматичного управлЫня шозд^стю багато-двигунно! рулонно! друкарськоТ машини. Проведено* анал!з дао-I трисекц|йних моделей системи управл!ння. Зэле*«тсть- р!зни-ц| фаз в!д швидкост! - ¡нтегральна. Тому наймзнша нер!вжсть параметр! в секций або жорсткостей мехажчних характеристик електродвигужв приводить до пост!йного нарощування похибки по фаз!.

Роэроблена система автоматичного управл!ння багатодвигунною багатофарбовою рулонною друкарською машиною. Перша секц!я ведуча, вона за.дае фази формних цил'ждрш. В локальж тирис-торн! системи приводу входять, кр!м контур!в регулювання струму ! швидкост!, контур регулювання фази формного цияждрз. . Дзвачем фази може бути, наприклад, селъсин-приймач, який зз'язаний з валом друкарського. апарату або ¡мпульсний дазач-.

Розроблена структурна схема управлтня багатодвигунною ! багатофарбовою рулонною друкарською машиною. Виконано анал13 локально! системи стабМзацп фази "формного цилждру. Доведено, що система забезпечуе необх)дну динам!чну точн!сть Т!льки на низьких швидкостях. Тому |'х можна застосовувати при сумнценж технолог!чних операцш на тихох^них машинах, ноприклад, при припресовф гшвки ! рубц| заготовок на- формат.

Розроблена двоканальна ' система приводу бззпосереднього цифрового управл)ння багатодвигунною друкарською машиною, в як/, кр!м секщйного двигуна, входить серводэигун. 81н зз'язаний через черв'якоаий редуктор ! диференцжний мехажзм з формним цилждром. Додатковий другий точний канал приводу забезпечуе одночасно ! приводку фарби.

Розроблено ряд систем цифрового управл!ння сум!щення техне-лопчних операц!й /приводки фарби, фальцовки та рубки листш/,

систсма автоматично!' переналадки машини на формат, як! скла-ли оснозу при розрсзбц! системи автоматичного управлнжя багатодвигунною друкарською машиною \ лж!ею на баз! ЕОМ. Роэр облен; та впроваджеж системи автоматичного упраолжня тдвищують техжчний р!вень машин, п:<I за продуктившстю не поступаються закордонним аналогам, а по окремих показниках перевищують.

У додатку приведено ряд цифрово-анаяогоэих моделей, а також резуяьтати д0сл1дкень системи на ЕОИ. Приведен! резуяьтати експериментальних дослщкень динамки електромехашчних систем приводу друкарських машин п!дтвердили, що вони £ ко-ливними системами !з слабим затуханиям пруиних кояивань. Нов! типи спостер!гаючих пристроив е ефективним засобом демпфування коливань в електромехажчжй систем! приводу машини. Амплитуда моменпв зменшуться в 2-3 рази.

Системи з новими спостер!гаючими пристроями менш чутлив! до вар!ацм параметр!в об'екта, н!» системи з спостер!гачами Калмана. Результат« моделювання ! експерементальних досл!д-жень тдтвердили основж теоретичж положения.

ССНОВИ1 РЕЗУЛЬТАТА I ВИСНООКИ

8 робот! узагальнен! резуяьтати виконаних автором досл1'дкень, отримаж теоретичн! положения, викладеж науково-обгрунтооаж техн!чн! р!шення проблеми розробки ефектизних електромеха-н!чних систем приводу машин з прукними эо'язками на осноз! нових титв спостер!гаючих пристрою, впровадження яких вносить значний вклад в прискорення науково-техжчного прогресу.

Найб!льш важлив! науков! ! практичн! резуяьтати виконаних досл!джень.

1. Розроблен! узагальнен» математичн1 ! структурн! модел! багатосекцжних електромехэжчних систем присоду рулонних друкарських машин з лружними зв'язками, як! динамшчими системами з малин степенен затухания пром!жких змжнич.

2. Побудован! ноо!' структур« спостер|'гаючих пристрой, з вим!рюванням пром!жних эмжмих /модифкооаний, рсдуковлнии, тандемний/ та показано, цо воки формують достев!рн! оцжки зм!нних стану об'ект!в з р!зними шоядкостями протання л-.-ре-х1дних процессе ! затухания вих1дних та оромкжних змжнич. Розвинута лрикладна теория систем з спостор'.гзючими пристроями на баз1 яко! наукоео обгрунтоваж 1 стеореж ефектиож си:теми автоматичного управления електролриводами рулонних друкарських машин, як( покращують динамку» п!доищу»ть продуктизжсгъ

3. Розроблено методику синтезу систем автоматичного улрае-Л1ння з маяим затуханиям э заданими показниками якост!

ПрОМ1ЖНИХ ЗМ1ННИХ.

4. Узагальнено I побудовано комплекс структурних типових моделей електромехажчних систем рулонних друкарських '<а,"ин з пружними зв'язками , як\ С вих)дними для наукового обгрум-тування та розробки систем автоматичного управления. Результат дошдження тдтверджуютъ, що системи автоматичного управлжня рулонними друкарськими машинами е; гистемами з малим затуханиям лромшних' змжних, а параметри системи суттево впливають на ампл1туду ) затухания пружних коливань на головному вал1 машини.

5. Для об'ективноУ оцжки перех1дних процеав за промЬкними змжними I для оцжки демпфуючих власивостей систем автоматичного управл'шня з пружними зв'язками запропоновано I обгрунтовано ешвалентний коеф|ф£нт затухания та побудова-нI нормозаж передаточж функци, Яч1 е базою для визначення бажано'У передаточно'У функцн при синтез! систем автоматичного управлжня з задании коеф! центом затухания.

6. На основ* нозих структур спостер1гаючих пристрой розроб-лен! методи синтезу типових систем азтомзткчного улравлж-ня електро приводу рулон них друкарських машин з ефективним демпфуеанням пружних кояизань в ег,е;сгромзхам1чжй систем! приводу.-

7. Науково сбгрунтозаж» розроблзж й захищеж авторськими свщоцтвами ряд систем автоматичного управлжня рулонними друкарськими машинами /головного электроприводу, приводу натягу стр1чки, систем розмотування \ немоту вамня стр|«;и/ а проезд жен ня як их П1ДТверДили, що системи автоматичного управлжня з н озими структурами спостер1гаючих пристрош язляються ефективними засобамм демлфування висо;сочастотних коливань в електромехатчжй систем! приводу машин,

8. Розаинута теорш електроприводу багатодзягуинкх рулонних друкарських машин, та с науковою оскозо» для оОгрунтуезння 1 створення систем автоматичного управлжня,

9. Розроблеж В1Длзгодкен1 I впроваджено ряд систем автоматичного управлжня еяектропривод!е рулонних друкарських машин, двоканальн! системи безпосереднього цифрового управлжня шеидкютю друкарськн» секци 1 сумидення техналопчних оперзцш /приводки, фальцовки, рубки/, мтропроцесорна система автоматичного леренаяагодження друхарсько-обрсбкоУ

Л1нП на формат 1 даодзигунна система автоматичного управляй ня листор1зально!е машиною з автоматичним переналагод^еннкм рубки стр1чки на заданий формат, по по продуктивное^ та техшчному р1онк> не пос'упаються заг.ордокиим аналогам, а по скремих перевищують. Дмпл1туда колиеань гоментт на головному вал) машини змоншуеться в 3-5 разш, продуктивжсть п1дзищилась на 20-30%. Резуяьтати реботи пгдоящили глибину наукозих досл1д«ень I рюэнь розробкн еяектроксхзжиних систем езтомзтичнсго управлишя в проектно-досгидних орган¡зафях галузц науксво обгрунтували \ спрмяли тдошценню техжчного р)вня стсорюваних друкарських машин.

список сснозних публ1:<дц1й по дкс£?тацтн1й робот!

1. Луцк!"о М. М. Ксмпенсецжна мостоез схема для бокозоУ лоивсд-ки /Пол1графт \ видавничз справа. - Лъою: 8ищз школа. 1973. №9, С.73-77.

2. Луцк1в М. М. Лжжна система бокозоУ призодки на тиристорах //Пол)граф1я г видзвнича справа. - Лыз1в: Вища школз, 1975. №11. С 114-118.

3. Луцкив Н. М., Стрзпко И. Т. Анализ систем с многсконтур-ной обратной связью //Автоматика. 1979. №2. С. 69-73.

4. Луцкив Н. М., Стрепко И. Т. Синтез систем с модифицированным наблюдателем //Адаптивные системы автоматического управления. - К.: Техника, 1931, №9. С. 97-101.

5. Луцкив Н. И., Самборский С. МИ. Системы с последовательным динамическим регулятором //Адаптивные системы автоматического управления. - К.: Техника, 1983. №11. С. 46-50.

6. Луцкив Н. М., Стрепхо И. Т. Системы с упрощднным наблюдающим устройством //Автоматика. 1983. №2 С. 71-75.

7. Луцк1в М. М. , Волощак I. А., Дурняк Б.ч. Анал1э спрощзних моделей системи натягу паперозо! строки //Пол1графт I оидаэ-нича справа. - Льо1в: Вица школа. №19. С. €6-72.

8. Луцкив Н. М., Самборский С. И. Синтез систем с последовательным динамическим регулятором //Адаптивные системы автоматического управления. - К.: Техника, 1984. №1?. С. 52-56.

9. Луцк1в М. М., Дурняк Б. 3., Самборський С. 1. Еяектпогрив-.д рулннноУ друкарськоУ машини з динам(чним регулятором //Ползг-рафЫ ! видазнича справа. - ЛьЫв: Вица школа. 1984. №20. С. 74-78.

10. Гайдук А. Р., Луцкив Н. М. О нулях системы управления с наблюдающим устройством //Электромеханика. 1984. №4. С. 53-55.

И. Луцкив Н. М. Системы электропривода с наблюдающим устройством и упругим звеном //Техническая электродинамика. - К.: Наук, думка. 1984. №4. С 95-99.

12. Луцкив Н. М. Системы с комплексным динамическим регу-лягооом //Адаптивные системы автоматического управления.

- К.: Техника. 1985. №13. С. 58-64.

13. Луцкив Н. М. , Маруняк Я. С. Следящий электропривод с наблюдающим устройством //Техническая электродинамика.

- К.: Наук, думка, 1985. №16. С. 60-65.

14. Луцкив Н. М. Системы с редуцированным наблюдающим устройством //Адаптивные системы автоматического управления.

- К.: Техника. 1936. №14. С. 63-65.

15. Волощак И. А. , Луцкив Н. М. Системы регулирования фазы ленточного материала при совмещении технологических операций //Техническая электродинамика. - К.: Наук, думка. 1SS6. №3. С. 85-89.

16. Луцкив Н. М. Системы с тандемным наблюдающим устройством / / Адаптивные системы автоматического управления.

- К.: Техника. 1987. №15. С. 53-60.

17. Луцкia М.М. Модел1 динамки рулонних ротацжних машин з лружними зв'язхами // Пол(граф(я i видавнича справа. Льрпв-8 ища школа. 1988. №24. С. 81-89.

18. Луцкив Н. М. Системы электропривода с наблюдающим устройством механизмов с упругими связями //Электромеханика. 1988. №11. С. 99-104.

19. Луцкив Н. М. Обобщение структурные и математические модели систем с упругими связями //Адаптивные системы автоматического управления. - К.: Техника. 1988. №16. С. 94-98.

20. Луцк id R М Проел модел1 багатодвигунних рулонних друкарських машин // Пол)граф1я i видзвнича справа- - Яовш: Зища «кола. 1989. №25. С. 67-74.

21. . уцкив Н. М. Обобщенные динамические модели печатных машин с упругими связями //Полиграфические машины-еатоматы, -Омск: Омский политехнический институт - 1990, С. 62-67.'

22. Яуцкш'М. М. Системи автоматичного керувзння ротацжними машинами з пружними эа'язками. - К.: Бища школа. 1991. С. 71.

23. А. С. 946171 /СССР/ Устройство для измерения натяжения дзилущегося ленточного латериала /Луцкив Н. М., волощак И. А., Дурнях Б. В., Сурепко И. Т. - Опубл. в ЕЙ 1982, №42.

24. А. С. 996313 /СССР/ Устройство для регул и роза ни я натяжения ленточного материала/Луцкив Н. М., Волощак И. А., Стрепко И, Т., Дурня« б. В. - Опубл.У БИ 1983. №6.

- й-

25. А. С. 1101399 /СССР/ Система управления многодвигательной печатной машины '/Луцкив Н. М., Золощек И. А. - Опубл. в о И 1934. Кг 25.

25. А. С. 1315345 /СССР/ Устройство дяп автоматического совмещения запечатанной ленты с картонной сторонкой и линией поперечной рубки ленты о крмшкоделательной машине /Луцкиз Н. М. Воло-щак И. А., Музычин О. Е., бигун Н. И. - Опубл. В БИ 19В7.

27. а. С. 1416335 /СССР/ Устройство для управления перемещением материала на крышкодслательной машине /Луцкив Н. И., Волощак И. А.» Музычин 0. Е. - Опубл. в Ш 1958. №30. 28- А, С. 1489867 /СССР/ Устройство для управления' барабанов для листорезакькой ротацийнсй машины / Верхола М. И., Вязиос-кмй 5. Д., Луцкив Н. М., Стрэпко И. Т. - Опубл. в о И 1959. №24.

29. А. С. 1541559 /СССР/ Устройство для управления механизмом резания листореззльной машины /Верхола М. И., Луцкиа Н. М.

- Опубл. а В И 1990. №5.

30. А. С. 15558837 /СССР/ Система управления электроприводом печатной машины /Волощак И. А., Верхола М. И., Луцкив Н. М.

- Опубл. в б И 1990. №15.

31. А. С. 1627421 /СССР/ Система автоматической переналадки машины скрепления книжных блокоз /Луцкив И. М., Марун.чк Я. С., Петрив И. Н., Плотник М. М., Хведчин Ю. И. - Опубл. в БИ 1991. №6.

32. А. С. 1705721 /СССР/ Устройство для управления барабаном рэза листорезальной ротацийной машины /Верхола М. И., Луцкив Н. М. - Опубл. з БИ 1991. N»3.

33. А. С. 1830870 /СССР/ Система автоматизированного привода многодвигательной рулонной печатной машины /Луцкиа Н. М., Волощак И. А., Стрепко И. Т. 1993.

Оссблстай «кал еттс^Л в сскгзшю роСатах

• Вроботах /3, 4, 5, 6, 7, 8, 13, 15,/. автору налемать постанов науково!' задач), шляхи I мэтоди га вир1шення, теоретичний аналГз результата. Результат» роб'1т /7, 9, 10/ належать авторам в ршжй м1р1. В ррботах /22-33/ вклад автора визначений до-в1дками про творчу участь в створенн) винаходу.