Автоматизация управления амплитудой колебаний технологической вибрационной машины

Дата поступления: 
15.01.2020
Библиографическое описание статьи: 

Круглов С.П. Автоматизация управления амплитудой колебаний технологической вибрационной машин / С.П. Круглов, С.В. Ковыршин, Р.С. Большаков // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. − 2020. – Т. 65 № 1. – С. 21–30. – DOI: 10.26731/1813-9108.2020.1(65).21-30

Год: 
2020
Номер журнала (Том): 
УДК: 
621.7.06; 519.714
DOI: 

10.26731/1813-9108.2020.1(65).21-30

Файл статьи: 
Страницы: 
21
30
Аннотация: 

В статье предлагается к рассмотрению метод полуактивного управления амплитудой колебаний вибрационных технологических машин с изменением давления пневмоподвески вибрационной установки, анализируется класс технологических машин, представляющих собой механические колебательные системы, где в качестве элементов рабочей среды выступают подбрасываемые за счет вибрации металлические шарики, взаимодействующие с обрабатываемой деталью с целью упрочнения ее поверхности. Необходимое качество обработки обеспечивается тем, что рабочий орган вибрационной машины должен совершать только вертикальные поступательные движения с отсутствием вращательных движений, т. е. иметь однородное вибрационное поле. Важной особенностью является организация работы виброустановки в условиях априорной неопределенности о параметрах установки с технологической нагрузкой: массы, момента инерции, расположения центра тяжести, а также меняющихся в процессе эксплуатации параметров самой виброустановки. Предлагаемый метод управления основан на использовании регулятора со статической адаптацией, который при работе выполняет текущее оценивание коэффициента усиления объекта по управляемой величине в области низких частот. На основании этой оценки осуществляется подстройка управляющего сигнала. Характерной особенностью названного регулятора, в отличие от классического контура управления, является использование элемента «умножение – деление» на его входе. Исследуются особенности и условия работы этого регулятора. На модельном примере показана эффективность предлагаемого метода управления амплитудой колебаний вибрационной установки, также показывается, что данный метод можно использовать и для других полуактивных методов управления колебаниями, а также для управления иными характеристиками вибрационных установок.

Список цитируемой литературы: 

1.   Гончаревич И.Ф. Теория вибрационной техники и технологии / И.Ф. Гончаревич, К.В. Фролов. – М: Наука, 1981. – 320 с.

2.   Nessler P. Modelling and control of vibration in mechanical systems. Uppsala Univ. Sweden http: //www.it.uu.se 2005.

3.   Бабичев А.П. Основы вибрационной технологии / А.П. Бабичев, И.А. Бабичев. – Ростов-на-Дону: изд-во центр ДГТУ, 2008. – 693 с.

4.   Копылов Ю.Р. Динамика процессов виброударного упрочнения / Ю.Р. Копылов. – Воронеж: Научная книга, 2011. – 568 с.

5.   Banakh L.Ya., Kempler M.L. Vibrations of mechanical systems with regular structure. Springer series: Foundation of Engineering Mechanics, 2011. 350 p.

6.   Елисеев А.В. Динамика вибрационных взаимодействий элементов технологических систем с учетом неудерживающих связей / А.В. Елисеев, В.В. Сельвинский, С.В. Елисеев. – Новосибирск: Наука, 2015. – 332 с.

7.   De Silva C.W. Vibration. Fundamentals and Practice. Boca Raton, London, New York, Washington, D.C.: CRC Press, 2000. – 957 p.

8.   Елисеев С.В. Неудерживающие связи в динамических взаимодействиях сыпучей среды и вибрирующей поверхности: научно-методологическое обоснование технологии процессов вибрационного упрочнения / С.В. Елисеев, В.Б. Кошуба, А.Г. Пнёв, А.В. Елисеев, И.С. Саитов // Системы. Методы. Технологии, 2014, № 3(23). − С. 17–31.

9.   Елисеев С.В. Прикладной системный анализ и структурное математическое моделирование (динамика транспортных и технологических машин: связность движений, вибрационные взаимодействия, рычажные связи): монография / С.В. Елисеев. – Иркутск: ИрГУПС, 2018. – 692 с.

10. Springer H., Kovyrshin S. Active parametric vibration control of a smart beam. IMechE Event Publications Eighth International Conference on Vibrations in Rotating Machinery. Сер. “Eighth International Conference on Vibrations in Rotating Machinery – IMechE Conference Transactions” Swansea, 2004. С. 703–712.

11. Елисеев С.В. О возможностях использования дополнительных связей инерционного типа в задачах динамики технических систем / С.В. Елисеев, Н.К. Кузнецов, Р.С. Большаков, Д.Х. Нгуен // Вестник Иркутского государственного технического университета. Иркутск. – 2016. № 5 (112). С. 19–36.

12. Елисеев С.В. Прикладная теория колебаний в задачах динамики линейных механических систем / С.В. Елисеев, А.И. Артюнин. – Новосибирск.: Наука, 2016. – 459 с.

13. Бурьян Ю.А. К вопросу о стабилизации амплитуды колебаний механической системы / Ю.А. Бурьян, П.Д. Балакин, В.Н. Сорокин // Омский научный вестник, 2014, № 2 (130). − С. 38–44.

14. Загривный Э.А. Стабилизация амплитуды колебаний авторезонансного асинхронного электропривода возвратно-вращательного движения динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле / Э.А. Загривный,
В.В. Иваник // Записки Горного института. Т. 189. – СПб., 2011. – С. 91–94.

15. Шестаков В.М. Синтез законов управления режимами работы автоматизированных вибрационных установок / В.М. Шестаков, Е.В. Белокузов, А.Е. Епишкин // Электричество, 2013, № 11. – С. 31–36.

16. Astrom K.J., Hagglund T. Advanced PID control. ISA. The Instrumentation Systems and Automation Society. 2006. 460 p.

17. Управление мехатронными вибрационными установками / Б.Р. Андриевский, И.И. Блехман, Ю.А. Борцов, С.В. Гаврилов, В.А. Коноплев, Б.П. Лавров, Н.Д. Поляхов, О.П. Томчина, А.Л. Фрадков, В.М. Шестаков / под ред. И.И. Блехмана, А.Л. Фрадкова. − СПб.: Наука, 2001. – 278 с.

18. Бурьян Ю.А. Система управления интенсивностью излучения упругих волн скважинным генератором / Ю.А. Бурьян, В.Н. Сорокин, А.А. Капелюховский // Омский научный вестник, 2011, № 1 (97). − С. 75–79.

19. Еремин Е.Л. Управление техническими системами в условиях неопределенности. Монография / Е.Л. Еремин, Д.А. Теличенко, Н.П. Семичевская, Л.В. Чепак, Е.А. Шеленок. – Благовещенск. Изд-во АмГУ. 2014. – 211 с.

20. Krisinski T., Malburet F. Mechanical vibration: Active and passive control. ISTE, 6 Fitzroy Square, London W1T 5DX, UK. 2007. 367 p.

21. Astrom K.J., Wittenmark B. Adaptive control. Second edition. Mineola, New York: Dover Publication, Inc. 2008. 573 p.

22. Круглов С.П. Условия адаптируемости систем управления с идентификатором и эталоном. Моногафия. Саарбрюккен: LAP LAMBERT, 2012. – 125 c.

23. Круглов С.П. Стабилизирующий регулятор со статической адаптацией // Информационные технологии и математическое моделирование в управлении сложными системами: электрон. науч. журн. –2019. – № 2. – С. 1–11. Режим доступа: http://ismm-irgups.ru/toma/23-2019, свободный. – Загл. с экрана. – Яз. рус., англ. (Дата обращения: 05.06.2019).

24. Патент на изобретение RU 2624829 C1, МПК G01M 7/00. Способ управления характеристикой вибрационного поля и устройство для его осуществления // Елисеев С.В., Елисеев А.В., Хоменко А.П., Артюнин А.И., Пнёв А.Г., Кашуба В.Б., заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образование Иркутский государственный университет путей сообщения.  − 2015156775 от 28.12.2015, опубликовано 07.07.2017, Бюл. 19.

25. Патент на изобретение RU 2624757 C1, МПК F16F 15/02. Способ управления структурой вибрационного поля вибрационной технологической машины на основе использования эффектов динамического гашения и устройство для его осуществления // Елисеев С.В., Елисеев А.В., Каимов Е.В., Нгуен Д.Х., Выонг К.Ч., заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образование Иркутский государственный университет путей сообщения. − 2016102236 от 25.01.2016., опубликовано 06.07.2017, Бюл. 19.