Analysis of the multi-mass drive system dynamics using reduced-order mathematical model

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

Warianty tytułu

PL

Analiza dynamiki napedu wielomasowego przy zastosowaniu uproszczonego modelu matematycznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the paper is an analysis of the influence of the simplification on the multi-mass drive system mathematical model to the dynamical characteristics of the drive. Two commonly used models of the system with flexible transmission, namely two-mass and three-mass inertia-free-models are described. The impact of the simplification on the multi-mass drive to the two-mass system is shown. The presented results were obtained in the closed-loop control structure with direct feedbacks from the mechanical sensors for different assumed dynamics of the plant. It was proved that in the case of high performance drive the simplification of the model can decrease the quality of the control, the system can even lose its stability.

PL

W referacie przedstawiono zagadnienia zwiazane z układami wielomasowymi. Omówiono najczęściej stosowane modele matematyczne używane do analizy układów wielomasowych. Szczególna uwagę zwrócono na model z bezinercyjnym połaczeniem sprężystym. Przeanalizowano wpływ uproszczenia układu trójmasowego na właściwości dynamiczne zamkniętej struktury sterowania. Przedstawiono przebiegi dynamiczne uzyskane w zamknietej strukturze sterowania przy założeniu dostępności sygnałów w torach sprzeżeń zwrotnych. Zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych dla różnej założonej dynamiki zamkniętego układu sterowania.

Słowa kluczowe

EN

electrical drive; multi-mass system; mathematical model; dynamics; state controller

PL

napęd elektryczny; system multi-masa; model matematyczny; dynamika

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 63, nr 29
• Strony: 226--237
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz.

Twórcy

autor

Szabat K.

autor

Orłowska-Kowalska T.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn Napedów i Pomiarów Elektrycznych, ul.Smoluchowskiego 19, Wrocław,

Bibliografia

• [1] GIERLOTKA K., Układy sterowania napędów elektrycznych z elementami spreżystymi, Zeszyt Naukowy Politechniki Śląskiej, Nr 1181, Gliwice, 1992.
• [2] KORONDI P., HASHIMOTO H., UTKIN V., Direct Torsion Control of Flexible Shaft in an Observer-Based Discrete-Time Sliding Mode, IEEE Transaction on Industrial Electronics, pp 291-296, vol. 45, no.2 , 1998.
• [3] 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.
• [4] G. ZHANG, J. FURUSHO, Speed Control of Two-Inertia System by PI/PID Control, IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 47, no.3, pp. 603-609, 2000.
• [5] J. VITTEK, P. MAKYS, M. STULRAJTER, S.J. DODDS, R. PERRYMAN, Comparison of sliding mode and forced dynamics control of electric drive with a flexible coupling employing PMSM, IEEE Int. Conf. on Industrial Technology ICIT 2008, 2008, on CD, China
• [6] VALENZUELA M.A., BENTLEY J.M., VILLABLANCA A., LORENZ R.D., Dynamic Compensation of Torsional Oscillation in paper Machine Sections, IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 41, no. 6, pp. 1458- 1466, 2005
• [7] SZABAT K., Struktury sterowania elektrycznych układów napędowych z połaczniem spreżystym, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, nr. 61, Wrocław 2008.
• [8] BROCK S., DESKUR J., JANISZEWSKI D., MUSZYNSKI R., Active Damping of Torsional Vibrations in Servo-drives, Power Electronics and Electrical Drives –Selected Problems, Ed. by T. Orłowska-Kowalska, pp. 278-297, Wrocław 2007.
• [9] T. O’SULLIVAN, C. C. BINGHAM, N. SCHOFIELD, Observer-Based Tuning of Two-Inertia Servo-Drive Systems With Integrated SAW Torque Transducer, IEEE Transaction on Industrial Electronics, pp 1080-1091, vol. 54, no.2, 2007.
• [10] S. RYVKIN, D. IZOSIMOV, S. BAYDA, Flex mechanical digital control design, Proceedings of IEEE International Conference on Industrial Technology, IEEE Int. Conf. on Industrial Technology ICIT'03, vol.1, 2003, pp. 298-302.
• [11] M. VAŠAK, M. BAOTIC, I. PETROVIC, N. PERIC, Hybrid Theory-Based Time-Optimal Control of an Electronic Throttle, IEEE Trans. on Industrial Electronics, pp. 1483-1494, vol. 43, no.3 , 2007.
• [12] G. FERRETTI, G. A. MAGNONI, P. ROCCO, Impedance Control for Elastic Joint Industrial Manipulators, IEEE Trans. on Robotics and Automation, vol. 20, pp. 488-498, 2004