A vibration analysis method has been described, where time functions are represented in the “phase plane”; for free vibrations, the representations are classic phase portraits. In the case of vibrations forced with sinusoidal inputs, the representations are Lissajous figures and their stroboscopic expansions to “Poincaré maps”. For the purposes of presentation of the research method proposed, the analyses of free and forced vibrations of a system close to the motorcycle steering system have been described, with the system being modelled and simulated in the Matlab-Simulink environment and with the stick-slip processes being taken into account. The calculation results depict not only the essence of the method of analysing vibrations in the phase plane but also the impact of selected model parameters (in this case, related to freeplay and friction) and measurement disturbances on the representation results. The analysis method shown is a solution alternative to the classic spectral analyses.
PL
W pracy prezentowana jest metoda analizy drgań wykorzystująca odwzorowania przebiegów czasowych na tzw. płaszczyźnie fazowej i dla przypadku drgań swobodnych są to klasyczne portrety fazowe. W przypadku drgań wymuszonych przebiegami sinusoidalnie zmiennymi są to zobrazowania typu figury Lissajous oraz ich stroboskopowe rozwinięcia do tzw. map Poincare. W celu prezentacji proponowanej metody badawczej relacjonowane są analizy drgań swobodnych i wymuszonych dotyczące układu zbliżonego do układu kierowniczego (UK) motocykla modelowanego i symulowanego w środowisku Matlab-Simulink, z uwzględnieniem procesów stick-slip. Wyniki obliczeń obrazują nie tylko istotę metody analizy drgań na płaszczyźnie fazowej, ale także wpływ wybranych parametrów modelu (tu dotyczących luzu i tarcia), a także zakłóceń pomiarowych na wyniki zobrazowań. Prezentowana metoda analizy stanowi alternatywne rozwiązanie względem klasycznych analiz widmowych.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono zagadnienie osłabiania strumienia magnetycznego w trakcyjnych silnikach asynchronicznych. Dokonano analizy stanów dynamicznych napędu z silnikiem asynchronicznym pracującego z osłabionym strumieniem wzbudzenia. Zaprezentowano problematykę odwzbudzania silnika związaną z ograniczeniami źródła zasilającego układ napędowy. Omówiono możliwość poprawy sprawności napędu poprzez pracę z niższą wartością strumienia magnetycznego. W ramach podsumowania przedstawiono wnioski, płynące z przeprowadzonych analiz, użyteczne podczas konstruowania napędów trakcyjnych wyposażonych w silniki asynchroniczne.
EN
The aim of this paper is to present the problem of weakening the magnetic flux in traction asynchronous motors. An analysis of the dynamic states of a drive with asynchronous motor with magnetic field weakening is presented. Problems associated with the limits of the supply source of the drive system are described. Possible improvement of efficiency by working with a lower value of the magnetic flux is discussed. Finally, the conclusions from the performed analyses are presented.
Znajdujące się w Instytucie Pojazdów Mechanicznych i Transportu WAT stanowisko do badań dynamicznych ogumienia poddano modernizacji, stosując do tego platformę kontrolno-pomiarową Compact RIO i środowisko LabVIEW.
EN
The paper presents the construction of the station for dynamic tests tires using measurement platform Compact RIO and LabVIEW located at the Institute of Motor Vehicles and Transport MUT.
W pracy dokonano analizy stanów dynamicznych napędu z silnikiem indukcyjnym pracującego z osłabionym strumieniem wzbudzenia. Zaprezentowano problematykę odwzbudzania silnika związaną z ograniczeniami źródła zasilającego układ napędowy. Omówiono możliwość poprawy sprawności poprzez pracę z niższą wartością strumienia magnetycznego. W ramach podsumowania przedstawiono wnioski, płynące z przeprowadzonych analiz, użyteczne podczas konstruowania napędów trakcyjnych wyposażonych w silniki asynchroniczne.
EN
The aim of this paper was to presents an analysis of the dynamic states of the drive with induction motor with magnetic field weakening. The problems associated with the limits of supply source of drive system were presented. Discussed the possibility of improving efficiency by working with a lower value of the magnetic flux. In conclusion presents conclusions emanating from the analyzes, useful when constructing a traction drives equipped with asynchronous motors.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article presents a concept of the control algorithm for the traction group drive consisting of two cage induction motors supplied from the common inverter, which could operate with reduced switching frequency and the result of its testing on a physical model in the laboratory. These tests were conducted on a specially constructed bench, simulating in laboratory scale the true nature of phenomena accompanying the passage of the wheels through the rail crossing, associated with an abrupt change in the angular velocity of the wheels belonging to the same group drive.
PL
W artykule przedstawiono koncepcję algorytmu sterowania dla grupowego napędu trakcyjnego składającego się z dwóch klatkowych silników indukcyjnych zasilanych ze wspólnego falownika, mogącego pracować z obniżoną częstotliwością przełączeń i wyniki badań jego fizycznego modelu laboratoryjnego. Badania przeprowadzono na specjalnie zbudowanym stanowisku pozwalającym odtworzyć w warunkach laboratoryjnych rzeczywisty charakter zjawisk towarzyszących przejazdowi kół pojazdu szynowego przez połączenia torowisk, wiążących się z raptowną zmianą prędkości kątowej kół należących do tego samego napędu grupowego.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zasilanie dwóch trakcyjnych silników asynchronicznych z jednego falownika pozwala na znaczne zredukowanie ceny napędu, wiąże się jednak ze wzrostem wymagań w stosunku do algorytmu sterowania falownikiem. Wspólne napięcie (wirujący wektor przestrzenny) przyłożone do dwóch silników, które w stanach dynamicznych mogą poruszać się z różnymi prędkościami, wywołuje w każdym z nich inne wartości prądu i momentu. W celu wykonania badań nad zjawiskami zachodzącymi w napędach grupowych zbudowano specjalne stanowisko, które odzwierciedla specyfikę połączenia szyna – koło w napędzie trakcyjnym, np. podczas przejazdu przez krzyżownicę czy też w przypadku utraty przyczepności.
EN
Supplying of two asynchronous motors from single voltage inverter allows to reduce overall cost but also brings significant challenge for the control system. Common power supply of both motors, which in transient states may have different angular velocity, cause in each of them other values of current and torque. In order to perform studies about phenomena that occur in the traction group drive laboratory test stand based on the concept of the “infinite” rail has been developed. That construction reflects characteristic of the connection rail – wheel in traction drive, i.e. during wheel slip or during passing the crossroads.
The torsional vibrations that occur in the motorcycle steering system pose a significant problem for motorcyclist's safety. These vibrations are particularly conspicuous in the motorcycles operated with high dynamic loads, where the impact of freeplay and friction emerges due to mechanical wear. The vibrations generated in the motorcycle steering system in the presence of freeplay and friction have peculiar nonlinear nature typical of stick-slip processes. Due to the threshold-like phenomena reflected in the nonlinearities related to freeplay and friction, it is difficult to simulate the behaviour of such systems and comprehensive preliminary research must be first carried out for this purpose. In this paper, simulation tests of the torsional vibrations that occur in a simplified equivalent model of the steering system (torsional pendulum) have been described. A mathematical model of the system has been given, inclusive of an original method of generating external inputs. Computer software developed in the Matlab-Simulink environment has been presented. The impact of computational procedures on simulation results, including impact of the method used to implement the slick-slip model in the simulation program, impact of the type of the algorithms used to integrate differential equations, and impact of the preset numerical parameters, has been analysed.
PL
Drgania skrętne występujące w układzie kierowniczym stanowią istotny problem dla bezpieczeństwa użytkownika motocykla. Drgania te są szczególnie widoczne w motocyklach eksploatowanych przy dużych obciążeniach dynamicznych. Wówczas, na skutek zużycia mechanicznego, znacząco objawia się wpływ luzu i tarcia. Drgania generowane w układzie kierowniczym motocykla w obecności luzu i tarcia mają osobliwy nieliniowy charakter procesów stick-slip. Z uwagi na progowy charakter nieliniowości związanych z luzem i tarciem oraz zmienność struktury modelu, realizacja symulacji takich układów jest trudna i wymagająca rozległych badań wstępnych. W niniejszej pracy relacjonowane są testy symulacyjne drgań skrętnych występujących w uproszczonym zastępczym modelu układu kierowniczego (wahadło torsyjne). Podano matematyczny model układu, w tym także oryginalny sposób generowania wymuszeń zewnętrznych. Przedstawiono oprogramowanie w środowisku Matiab-Simulink. Badany jest także wpływ procedur obliczeniowych na wyniki symulacji, w tym: wpływ sposobu implementacji modelu stick-slip w programie symulacyjnym, wpływ rodzaju zastosowanych algorytmów całkowania równań różniczkowych, a także wpływ zadawanych parametrów numerycznych.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono zagadnienie wyznaczania dopuszczalnego obszaru pracy trakcyjnego napędu asynchronicznego przy zmianach napięcia sieci trakcyjnej. Uwzględniono ograniczenia wynikające z zasady działania klatkowego silnika indukcyjnego i z obecności klasycznego falownika napięciowego. Rozważania przeprowadzono dla algorytmu pośredniego sterowania wektorowego z orientacją wektora prądu stojana, z sygnałami sterującymi w postaci pulsacji poślizgu i amplitudy prądu stojana. Dopuszczalne wartości momentu na wale silnika i zadane wartości modułu wektora strumienia wirnika wyznaczano w funkcji prędkości kątowej wału przy użyciu własnej procedury optymalizacyjnej opracowanej dla programu Excel. Przedstawiono przykładowe wyniki obliczeń dla typowego silnika trakcyjnego o mocy znamionowej 50 kW.
EN
The article discusses the problem of determining the permissible operating area of an asynchronous traction drive for voltage changes of the supply network. Constraints taken into account are resulting from the principles of operation of squirrel-cage induction motor, and the presence of classical voltage inverter. The considerations are made for an indirect vector control algorithm with the stator-current-vector orientation, with slip frequency and modulus of stator-current-vector as control variables. Permissible torque values on the motor shaft and the reference values of rotorflux vector modulus were determined as functions of the motor shaft angular-velocity using an own optimization procedure designed in Excel. Sample results of calculations for a typical traction motor with rated power of 50 kW are demonstrated.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono koncepcję trakcyjnego napędu z silnikiem asynchronicznym zasilanym z falownika napięciowego, pracującego z obniżoną częstotliwością przełączeń kluczy, zasilanego z sieci trakcyjnej wysokiego napięcia. Dla takich warunków pracy napędu zaprojektowano nowy, prądowo - napięciowy układ sterowania. Algorytm sterowania napędu ma charakter prądowy (wektorowy) przy niskich prędkościach obrotowych silnika, a napięciowy (skalarny) - przy wysokich prędkościach. Zmiana rodzaju sterowania odbywa się płynie i polega na bezuderzeniowym przełączaniu regulatorów prądu stojana przy przejściach między obiema strefami pracy napędu. W artykule przedstawiono wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych napędu asynchronicznego testowanego z silnikiem indukcyjnym o mocy znamionowej 250 kW.
EN
The article presents the concept of the traction drive with an asynchronous motor powered from a voltage inverter, working with a reduced frequency of switching keys, supplied with high voltage overhead line. For such drive work conditions a new current - voltage control system were designed. The drive steering algorithm has a current (vector) control property at low motor shaft speed, and voltage (scalar) control property - at high speed. Changing of the control type is fluent and depends on bumpless transfer of stator-current regulators between the two zones of drive working area. The article presents the results of simulation and experimental tests of an asynchronous drive with induction motor of rated power 250 kW.
The paper presents a particular problem with determining the permissible boundaries of the working area for two-zone asynchronous traction drive with high dynamic requirements, designed to work in a very broad range of motor rotational speed. A result of the procedure of maximizing the internal motor torque, based on an analysis of equations for drive steady-state model, is the family of nonlinear characteristics of the main magnetic flux values desired by the control system, expressed as a function of shaft rotational speed and parameterized with the selected values of the overhead line voltage. On the border between two areas - the first one, at low rotation of the motor shaft, when the magnetic flux remains constant, and the second one, when the magnetic flux is significantly weakened with the increase in shaft speed, these characteristics have asignificant discontinuity in the first derivative, ie. "edge". It can cause quite often unwanted oscillations in the driver control system operation during the dynamic transitions of a drive working point from one zone to another. The paper contains a proposal to reduce this phenomenon by applying a suitable technique of spline functions to smooth the characteristics of the magnetic flux reference values.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono koncepcję trakcyjnego napędu z silnikiem asynchronicznym zasilanym z falownika napięciowego, pracującego z obniżoną częstotliwością przełączeń kluczy, zasilanego z sieci trakcyjnej wysokiego napięcia. Dla takich warunków pracy napędu zaprojektowano nowy, prądowo - napięciowy układ sterowania. Algorytm sterowania napędu ma charakter prądowy (wektorowy) przy niskich prędkościach obrotowych silnika, a napięciowy (skalarny) - przy wysokich prędkościach. Zmiana rodzaju sterowania odbywa się płynnie i polega na bezuderzeniowym przełączaniu regulatorów prądu stojana przy przejściach między obiema strefami pracy napędu. W artykule przedstawiono wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych napędu asynchronicznego testowanego z silnikiem indukcyjnym o mocy znamionowej 250 kW.
In this article we present a simplified model of centre differential control. At the beginning, the introduction highlights important role of center differential control and tests carried out using mathematical models. This work contains the full development of a model, consisting of: the equations which describe the vehicle, the structure of the model, important values and parameters used in the simulation. All these components allow you to expand an existing model, thus is not necessary to create it from the beginning. It presents detailed equations which were realized by a simulation model with a simplified block diagram illustrating the structure of the model and on the next the full structure. Then a concept of a simplified torque of split control system was described and which will be continue as the basis for the simulation model. The action of the control system is presented by the simulation model implemented in Matlab Simulink. Model refers to a linear motion in different road conditions and using the control of centre differential. In the following defines the parameters and data used in the model and the fifth chapter contains sample waveforms of model variables along with their brief description. The last two points are synthetic applications and supporting literature.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Prosta budowa, duża niezawodność i odporność na trudne warunki eksploatacji powodują, że od wielu lat silniki indukcyjne stanowią podstawowy rodzaj napędu elektrycznego w różnych gałęziach przemysłu. W dotychczasowych zastosowaniach przeważały proste układy regulacji prędkości obrotowej w stanach ustalonych, oparte na wykorzystaniu falowników wytwarzających trójfazowe napięcie przemienne o amplitudzie dostosowanej odpowiednio do zadawanej w falowniku częstotliwości. W wielu przypadkach wymaga się jednak od napędów zautomatyzowanych nie tylko możliwości regulacji prędkości w stanach ustalonych, ale także odpowiedniej dynamiki w stanach przejściowych. Do osiągnięcia tego celu konieczne jest zrealizowanie dokładnego sterowania momentu wewnętrznego silnika. W artykule zostaną omówione podstawy teoretyczne takiego sterowania oparte na pojęciu wektorów przestrzennych odpowiadających wielkościom trójfazowym - układ polowo zorientowany, układ prądów zorientowany, układ bezpośredniej regulacji momentu. Zostaną przedstawione dwa przykłady pokazujące skuteczność takiego sterowania. Pierwszym przykładem jest trakcyjny napęd asynchroniczny ze sterowaniem wektorowym opartym na prostym czujniku indukcyjnym wykrywającym ruch obrotowy wału silnika, zaś drugim napęd wentylatora zapewniający zachowanie bezpiecznych warunków pracy przy gwałtownych zmianach obciążenia, zrealizowany z wykorzystaniem typowego komercyjnego falownika i prostego estymatora momentu, wyliczającego aktualny moment wewnętrzny silnika na podstawie pomiarów chwilowych wartości napięć i prądów stojana silnika.
W publikacji przedstawiono kierunki badań prowadzonych na świecie w zakresie sterowania ruchem wirtualnej postaci ludzkiej oraz zarysowano możliwe drogi rozwoju tematu. Położono nacisk na zagadnienia związane z wpływaniem na ruch postaci obliczany w czasie rzeczywistym.
EN
The paper presents the research directions in the subject of virtual characters animation control. The possibilities of future research are given. The emphasis is put on the issues of interactive animation computed in real time.
Niniejsza publikacja jest kontynuacją tematu publikacji "Symulacja pogody w czasie rzeczywistym w środowisku FRS". Omówiono w niej system uproszczonej symulacji oraz zjawisk atmosferycznych, pracujących w czasie rzeczywistym, ze szczególnym naciskiem na zjawiska, takie jak: opady czy tornada.
EN
The paper is the continuation of the subject of the "Real-time atmospheric phenomena simulation if FRS engine" publication. A real-time simplified atmospheric phenomena simulation and rendering system is presented with emphasis put on such phenomena as tornadoes and precipitation.
W publikacji przedstawiono problemy powstające przy próbie wizualizacji w czasie rzeczywistym nieba i atmosfery na animowanej scenie trójwymiarowej i zaproponowano metody ich rozwiązywania.
EN
The paper presents the issues of real-time sky and atmosphere rendering on the animated 3-dimensional scene and proposes a number of solutions to this subject.
Operator - człowiek zatrudniony do obsługi produkcji w procesie przemysłowym – pełni dwie funkcje, pozwalające mu świadomie oddziaływać na ten proces. Z jednej strony musi mieć możliwość obserwacji przebiegu procesu za pomocą swoich zmysłów (głównie wzroku i słuchu), dzięki obecności odpowiednich wskaźników, z drugiej strony, obecność odpowiednich elementów nastawczych pozwala mu poruszać je swoimi mięśniami. Elementy nastawcze służą do uruchamiania odpowiednich serwonapędów, siłowników i wzmacniaczy mocy, stanowiących elektryczne, hydrauliczne lub pneumatyczne urządzenia wykonawcze, pozwalające dzięki dostarczanej z zewnątrz mocy znacznie ograniczyć fizyczny wysiłek człowieka i powinny być rozmieszczone tak, by móc skutecznie zmieniać stan procesu.
W publikacji omówiono system uproszczonej symulacji zjawisk atmosferycznych , pracujący w czasie rzeczywistym. Symulacja oparta jest na generacji cząstek, będących elementarnymi fragmentami chmur i uwzględnia lokalne efekty pogodowe związane ze zjawiskami zachodzącymi w skali makro, takimi jak fronty atmosferyczne.
EN
The paper presents a simplified weather simulation system, which works in real time. Simulation is based on generation of particles, which are elementary fragments of clouds and includes local weather effects caused by phenomena which take place in macro scale, such as atmospheric fronts.
Ze względów eksploatacyjnych i ekonomicznych klatkowe silniki indukcyjne są interesującą alternatywą dla szeroko do tej pory stosowanych w trakcji elektrycznej silników prądu stałego. Ich prosta budowa, duża niezawodność i odporność na trudne warunki eksploatacji powodują, że od wielu lat stanowią podstawowy rodzaj napędu elektrycznego w różnych dziedzinach gospodarki. Dzięki rozwojowi energoelektroniki i mikroelektroniki ostatnio rozpowszechniło się stosowanie sterowanych przekształtników częstotliwości (falowników), umożliwiających wygodną i niezawodną regulację prędkości obrotowej w napędach wykorzystujących takie silniki. Sterowanie wektorowe stanu elektromagnetycznego silników, polegające na ciągłej kontroli wartości strumienia magnetycznego, pozwala na dokładne panowanie nad momentem rozwijanym na wale silników zarówno przy rozpędzaniu, jak i hamowaniu tramwaju.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono model liniowego napędu, który może być wykorzystany do sterowania ruchem zaworów silnika spalinowego. W napędzie tym, siła napędowa powstaje w wyniku oddziaływania prądu płynącego w uzwojeniu ruchomym cewki, z silnym polem magnetycznym wytwarzanym przez magnesy stałe. Wyniki symulacji komputerowej porównano z wynikami badań praktycznych istniejącego fizycznego modelu laboratoryjnego.
EN
In this paper a simulation model of the linear magnetoelectric drive was described. This drive can be used for steering valves movement in combustion engine. The driving lorce arises as the result of interaction between the current in moving coil joined with the valve and constant magnetic field of immobile permanent magnets. The computer simulation result of the valve movement are compared with practical result registered on laboratory stand with physical model of the drive.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.