Синюков Алексей Владимирович – аспирант кафедры «Электропривода»
г. Липецк
Alexey V. Sinyukov
Lipetsk
Абдуллазянов Эдвард Юнусович - канд. техн. наук, доцент, ректор
г. Казань
Edvard Yu. Abdullazyanov
Kazan
Заруцкий Николай Николаевич – аспирант кафедры «Электропривода»
г. Липецк
Nikolay N. Zaruckiy
Lipetsk
Синюкова Татьяна Викторовна – канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Электропривода»
г. Липецк
Tatyana V. Sinyukova
Lipetsk
Грачева Елена Ивановна – д-р техн. наук, профессор кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий»
г. Казань
Elena I. Gracheva
Kazan
АКТУАЛЬНОСТЬ исследования заключается в необходимости усовершенствования действующих систем управления промышленными механизмами с минимальными вложениями на реконструкцию, а также в востребованности надежных систем управления, использование которых позволяет повысить срок эксплуатации устройства в целом.
ЦЕЛЬ. Разработать простую и одновременно эффективную систему управления промышленным объектом, позволяющую демпфировать колебания гибкоподвешенного груза. На мостовых кранах одним из механизмов для перемещения груза по территории цеха является механизм тележки. Тележка мостового крана служит для перемещения груза вдоль пролета моста, при этом перемещаемый груз может иметь как жесткий, так и гибкий подвес. Использование гибкого подвеса приводит к появлению колебаний в виде раскачивания перемещаемого груза. Данные колебания являются негативным явлением, оказывающим отрицательное воздействие на механическую конструкцию крана и на электрическую систему управления электроприводом тележки. На рассматриваемом механизме установлен асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, на основании проведенных исследований для управления им выбрана векторная система, в которую, для подавления колебаний груза предложено внедрение регулятора, функционирующего на базе нечёткой логики. Предлагаемый нечеткий регулятор производит корректировку скорости двигателя в зависимости от угла отклонения гибкоподвешенного груза, его уникальность заключается в простоте реализации и минимальном количестве сигналов управления. Регуляторы данного типа хорошо зарекомендовали себя, так как обладают высоким быстродействием, хорошим откликом в динамике, позволяют оптимизировать систему управления при косвенном определении параметров.
МЕТОДЫ. В ходе исследования, для решения обозначенных задач, была использована методика математического моделирования. Исследование системы управления проводилось в среде моделирования MATLAB в подсистеме Simulink.
РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье отражена значимость темы исследования, рассмотрены имеющиеся методы гашения колебаний гибкоподвешенного груза. Для исследования была разработана система, содержащая подсистему, в функции которой входит отслеживание динамики перемещения тележки и груза. В данной статье предложен контроллер управления, работающий на базе правил нечеткой логики. Регулятор прост в реализации, имеет один сигнал управления, при этом нечёткая логика позволяет гибко настроить систему управления, что дает возможность получить требуемые характеристики управления.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Моделирование процесса работы тележки в среде MATLAB Simulink происходило с изменением массы груза и длины подвеса, анализ всех вариантов моделирования привел к выводу, предлагаемый контроллер на базе нечеткой логики позволяет погасить колебания груза при различных исходных параметрах.
THE RELEVANCE of the research lies in the need to improve existing control systems for industrial mechanisms with minimal investment in reconstruction, as well as the demand for reliable control systems, the use of which can increase the service life of the device as a whole.
THE PURPOSE. To develop a simple and at the same time effective control system for an industrial facility that allows damping vibrations of a flexible load. On overhead cranes, one of the mechanisms for moving cargo around the workshop is the trolley mechanism. The overhead crane trolley is used to move cargo along the bridge span, and the transported cargo can have either a rigid or flexible suspension. The use of a flexible suspension leads to vibrations in the form of rocking of the moved load. These vibrations are a negative phenomenon that has a negative impact on the mechanical structure of the crane and on the electrical control system of the electric drive of the trolley. An asynchronous motor with a squirrel-cage rotor is installed on the mechanism under consideration; based on the research carried out, a vector system was selected to control it, into which, in order to suppress load fluctuations, it was proposed to introduce a controller operating on the basis of fuzzy logic. The proposed fuzzy controller adjusts the engine speed depending on the angle of deflection of the flexible load; its uniqueness lies in its ease of implementation and the minimum number of control signals. Regulators of this type have proven themselves well, as they have high speed, good response in dynamics, and allow optimization of the control system by indirectly determining parameters.
METHODS. During the study, mathematical modeling techniques were used to solve the identified problems. The study of the control system was carried out in the MATLAB modeling environment in the Simulink subsystem.
RESULTS. The article reflects the significance of the research topic and discusses the available methods for damping vibrations of a flexible load. For the study, a system was developed containing a subsystem whose functions include tracking the dynamics of the movement of the cart and cargo. This article proposes a control controller operating on the basis of fuzzy logic rules. The controller is simple to implement, has one control signal, while fuzzy logic allows you to flexibly configure the control system, which makes it possible to obtain the required control characteristics.
CONCLUSION. Simulation of the trolley operation process in the MATLAB Simulink environment took place with a change in the mass of the load and the length of the suspension; the analysis of all modeling options led to the conclusion that the proposed controller based on fuzzy logic makes it possible to dampen load fluctuations for various initial parameters.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.