Система автоматичного керування електроприводом мостового крану з урахуванням пружних зв'язків

Abstract

UK: Мета роботи. Дослідження особливостей роботи системи автоматичного керування електроприводом мостового крана з урахуванням пружних зв'язків. Методи дослідження. Для досягнення поставленої мети були використані методи системного аналізу та моделювання за допомогою програмних засобів. Це дозволило точно відобразити процеси, що відбуваються в системі, а також перевірити різні сценарії роботи та їхній вплив на загальну ефективність системи. Отримані результати. У ході дослідження було розглянуто систему автоматичного керування електроприводом та важливість урахування пружних зв'язків. Запропонована адаптивна система використовує нейронну мережу RBF. Використання запропонованого регулятора забезпечує стійкість до збурюючих впливів і дозволяє нівелювати коливання вантажу. Адаптивність системи забезпечується при зміні параметрів (навантаження, швидкість руху механізмів, жорсткість, точність позиціонування тощо) для відповідності умовам роботи мостового крана. Завдяки цьому, система здатна ефективно працювати в умовах змінних навантажень і зовнішніх впливів. Проведено комп'ютерне моделювання запропонованої системи керування, що підтвердило її ефективність при різних умовах експлуатації. Наукова новизна. Наукова новизна роботи полягає в розробці та обґрунтуванні адаптивної системи керування електроприводом мостового крана, яка враховує пружні зв’язки. Дана система забезпечує гасіння коливань вантажу та підвищує точність позиціонування крана. Це досягається шляхом порівняння з існуючими методами керування за різними критеріями. Запропоновано використання алгоритму адаптації параметрів системи керування в реальному часі (навантаження, швидкість руху візка, довжина троса, жорсткість механізмів, тощо), що значно покращує (на 5-7% точність позиціонування, на 8-10 % стабільність роботи) показники роботи системи. Крім того, в ході дослідження було підтверджено здатність системи адаптуватися до різних умов роботи (змінене навантаження, варіації швидкості руху, нерівномірність дії зовнішніх збуджень), забезпечуючи стабільність і надійність її функціонування, що особливо важливо для забезпечення безперервної роботи крана в промислових умовах. Практична цінність. Застосування даної системи дозволяє підвищити продуктивність мостового крана на 5-10% порівняно з традиційними системами керування. Впровадження системи в промислових умовах дозволить значно покращити ефективність і безпеку роботи крана, а також знизити витрати на технічне обслуговування і ремонт. Крім того, дана система може бути використана для модернізації вже існуючих кранів, що дозволить подовжити термін їх експлуатації та підвищити надійність роботи. Це відкриває нові можливості для підвищення ефективності промислових процесів, пов'язаних з використанням мостових кранів, і забезпечує кращі умови праці для операторів. EN: Purpose. Investigation of the peculiarities of the automatic control system of an overhead crane electric drive with regard to elastic connections. Research methods. To achieve this goal, we used the methods of system analysis and modeling with the help of software tools. This made it possible to reflect accurately the processes occurring in the system, as well as to test various operating scenarios and their impact on the overall system efficiency. Results. The study considered the automatic control system of the electric drive and the importance of taking into account elastic connections. The proposed adaptive system uses the RBF neural network. The use of the proposed controller ensures resistance to disturbing influences and allows to level the load oscillations. The adaptability of the system is ensured by changing the parameters (load, speed of movement of mechanisms, stiffness, positioning accuracy, etc.) to meet the operating conditions of the overhead crane. Thanks to this, the system is able to operate efficiently even under variable loads and external influences. Computer modeling of the proposed control system was carried out, which confirmed its effectiveness under various operating conditions. Scientific novelty.This system provides damping of load oscillations and increases the crane positioning accuracy. This is achieved by comparing it with existing control methods according to various criteria. It is proposed to use an algorithm for adapting the parameters of the control system in real time (load, trolley speed, cable length, mechanism stiffness, etc.), which significantly improves (by 5-7% positioning accuracy, by 8-10% stability) the performance of the system. In addition, the study confirmed the ability of the system to adapt to different operating conditions (changed load, variations in travel speed, uneven external disturbances), ensuring the stability and reliability of its operation, which is especially important for ensuring continuous operation of the crane in industrial environments. Practical value. The use of this system can increase the overhead crane productivity by 5-10% compared to traditional control systems. Implementing the system in an industrial environment will significantly improve the efficiency and safety of the crane, as well as reduce maintenance and repair costs. In addition, this system can be used to modernize existing cranes, which will extend their service life and improve their reliability. This opens up new opportunities to improve the efficiency of industrial processes associated with the use of overhead cranes and provides better working conditions for operators.