Tłumienie oscylacji prędkości w układzie napędowym z połączeniem sprężystym

• Autorzy: Szabat K. , Orłowska-Kowalska T.

Warianty tytułu

EN

Oscillation suppression in the drive system with elastic joint

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł dotyczy analizy wpływu połączenia sprężystego na właściwości dynamiczne klasycznej kaskadowej struktury sterowania silnikiem prądu stałego oraz struktury z dodatkowymi sprzężeniami zwrotnymi od estymowanych zmiennych stanu układu. Przedstawiono zależności umożliwiające dobór nastaw regulatorów PI I PID zapewniające uzyskanie dowolnego współczynnika tłumienia układu regulacji. Przeprowadzono porównawcze badania symulacyjne omawianych układów. Wykazano, że właściwy dobór rodzaju sprzężenia zwrotnego I nastaw regulatora prędkości umożliwia stłumienie oscylacji prędkości silnika I maszyny roboczej jak również śledzenie dowolnej trajektorii położenia. Wyniki badań symulacyjnych zostały zweryfikowane na stanowisku laboratoryjnym, w którym układ sterowania został zrealizowany przy wykorzystaniu procesora sygnałowego.

EN

The paper deals with the analysis of the influence of elastic joint on the dynamical performances of the classical cascade speed control structure for DC motor drive as well as structure with additional feedbacks based on estimated state variables of the drive system. Suitable expressions for parameter adjustment of PI and PID controllers used in the speed control loop were presented which enable to obtain the chosen damping coefficient of the control structure with different additional feedbacks. Comparative simulation results were demonstrated. It was proved that suitable choice of the feedback loop and optimised parameters of the speed controller enables the oscillation suppression of the driven motor and loading machine as well as any position trajectory tuning. Simulation results were verified by the laboratory experiments, with control structure realised in digital signal processor.

Słowa kluczowe

PL

napęd elektryczny; silnik prądu stałego; układ dwumasowy; struktury sterowania prędkością; optymalizacja

EN

electrical drive; DC motor; two-mass system; speed control structures; optimisation; trajectory tuning

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2003
• Tom: R. 79, nr 7-8
• Strony: 474--482
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Szabat K.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów I Pomiarów

autor

Orłowska-Kowalska T.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów I Pomiarów

Bibliografia

• [1] Kosmal J., Serwonapędy obrabiarek sterowanych numerycznie, WNT, 1998
• [2] Ji J.K., Sul S.K., DSP-Based Self Tuning IP Speed Controller with Load Torque Compensation for Rolling Mill DC Drive, IEEE Transaction on Industrial Electronics, pp. 382-386, vol. 42, no. 4, 1995
• [3] Tondos M., Odtwarzanie momentu obciążenia w napędach hutniczych, Zeszyty Naukowe AGH, seria Elektrotechnika, nr 17, Kraków, 1990
• [4] Hofmeyer D., Hofmann W., Applying Fuzzy Control on Electrical Systems, Proc. on IPEC-Yokohama, pp. 64-69, 1995
• [5] Ji J.K., Sul S.K., Kalman Filter and LQ Based Speed Controller for Torsional Vibration Suppression in a 2-Mass Motor Drive System, IEEE Transaction on Industrial Electronic, pp. 564- 571, vol. 42, no.6 , 1995
• [6] Beineke S., Schütte F., Grotstollen H., Comparison of Methods for State Estimation and On-Line Identification in Speed and Position Control Loops, Proc. on EPE’97, pp. 3.364-3.369, 1997
• [7] Korondi P., Hashimoto H., Utkin V., Direct Torsion Control of Flexible Shaft in an Observer-Based Discrete-Time Sliding Mode, IEEE Transaction on Industrial Electronic, pp. 291-296, vol. 45, no.2 , 1998
• [8] Gierlotka K., Układy sterowania napędów elektrycznych z elementami sprężystymi, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Nr 1181, Gliwice, 1992
• [9] Zaleśny P., Układy napędowe z połączeniami sprężystymi o ulepszonych właściwościach dynamicznych, Rozprawa doktorska, Politechnika Śląska, Gliwice 1998
• [10] Gierlotka K., Zaleśny P., Hyla M., Additional Feedback Loops in the Drives with Elastic Joints, Proc. of EDPE’96, Stara Lesna, Slovak Republik, pp. 558-563, 1996
• [10] Tondos M., Mysinski W., Microcomputer-based control system for drives with resilient couplings, Proc. of EPE’01, Graz, Austria, pp. P1-P9, 2001
• [11] Mysiński W., Mikroprocesorowe sterowanie napędu z połączeniami sprężystymi, Rozprawa doktorska, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków, 1998
• [12] Sugiura K., Hori Y., Vibration Suppression in 2- and 3- Mass System Based on the Feedback of Imperfect Derivative of the Estimated Torsional Torque , IEEE Transaction on Industrial Electronics, pp. 56-64, vol. 43, no.1 , 1996
• [13] Zhang G., Furusho J., Speed Control of Two-Inertia System by PI/PID Control, IEEE Transaction on Industrial Electronics, pp. 603-609, vol. 47, no.3 , 2000