Синтез квазиоптимального регулятора загрузки конвейера горнодобывающего предприятия с использованием концепции метода Пирсона

Антон Валериевич Торопов, Николай Валентинович Печеник, Лилия Владимировна Торопова

Анотація


Использование систем управления загрузкой конвейера позволяет обеспечить максимальную энергоэффективность работы оборудования. В то же время наличие в контуре регулирования звена чистого запаздывания и нелинейных зависимостей от переменных состояния делает крайне сложной процедуру построения системы управления. Существующие регуляторы зачастую не обеспечивают возможности регулирования загрузки в широком диапазоне и требуют переналадки при изменении параметров работы. Поэтому важной задачей является осуществление процедуры синтеза алгоритма управления, обеспечивающего близкий к оптимальному характер стабилизации загрузки при наличии возмущающих воздействий.
Рассмотрена задача аналитического конструирования квазиоптимального регулятора загрузки, обеспечивающего высокую точность стабилизации при наличии нелинейных зависимостей в контуре управления. При этом использована концепция метода Пирсона, позволяющая исходную нелинейную задачу синтеза заменить линейной, решаемой в каждом цикле работы программируемого логического контроллера управления конвейером. Также применение минимизируемого функционала качества, предложенного А.А. Красовским, позволило существенно упростить процедуру поиска коэффициентов оптимального регулятора и снизить вычислительную нагрузку на контроллер. При исследовании динамических характеристик конвейера методом цифрового моделирования проведено сравнение синтезированного регулятора с классическими системами управления. В выводах сформулированы преимущества использования регулятора, синтезированного методом динамического программирования с использованием концепции метода Пирсона. Также сформулированы перспективы дальнейшего развития оптимальных систем управления конвейерами, указаны особенности практической реализации алгоритма регулирования.

Ключові слова


стабилизация загрузки; метод Пирсона; функция Беллмана; оптимальное управление; электропривод конвейера

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Dmitrieva, V.V. (2005), Razrabotka i issledovanie sistemy avtomaticheskoj stabilizacii pogonnoj nagruzki magistral'nogo konvejera, Diss. of kand. tehn. nauk, spec. 05.13.06, Moskovskij gosudarstvennyj gornyj universitet, Moskva, 162 p.

Dmitrieva, V.V. and Kuang, P'ej (2015), «Podderzhanie velichiny tjagovogo faktora lentochnogo konvejera s dvuhdvigatel'nym privodom», Gornyj informacionno-analiticheskij bjulleten': nauchno-tehnicheskij zhurnal, No. 6, pp. 189–198.

Borovikova, A.P., Tkachenko, A.E. and Marenich, K.N. (2017), «Razrabotka i issledovanie sistemy avtomaticheskogo upravlenija zagruzkoj magistral'noj konvejernoj linii», Avtomatizacija tehnologicheskih ob#ektov i processov. Poisk molodyh, sbornik nauchnyh trudov HVII nauchno-tehnicheskoj konferencii aspirantov i studentov, ot 24–25 maja, DonNTU, Doneck, 409 p.

Pechenyk, M.V., Bur’jan, S.O. and Naumchuk, L.M. (2015), «Doslidzhennja vtrat energii' v elektromehanichnij systemi konvejera pry plavnij zmini navantazhennja», Elektromehanichni i energozberigajuchi systemy, Vol. 2, pp. 67–73.

Aleksandrov, V.V., Boltjanskij, V.G., Lemak, S.S., Parusnikov, N.A. and Tihomirov, V.M. (2005), Optimal'noe upravlenie dvizheniem, FIZMATLIT, Moskva, 376 p.

Letov, A.M. (1969), Dinamika poleta i upravlenie, Nauka, Moskva, 359 p.

Kudin, V.F. and Toropov, A.V. (2006), «Sintez nelinejnogo suboptimal'nogo reguljatora sledjashhego jelektroprivoda s sinhronnym dvigatelem», Tehnіchna elektrodinamіka, No. 1, pp. 45–49.

Krasovskij, A.A. (ed.) (1987), Spravochnik po teorii avtomaticheskogo upravlenija, Nauka, Gl. red. fiz.-mat. lit., Moskva, 712 p.

Al'breht, Je.G. (1961), «Ob optimal'noj stabilizacii nelinejnyh system», PMM, Vol. 25, No. 5, pp. 836–844.

Pearson, J.D. (1962), «Approximation Methods in optimal control. Sub-optimal control», J. Electronics and control, Vol. 13, pр. 453–467.

Gel'dner, K. and Kubik, S. (1987), Nelinejnye sistemy upravlenija, Mir, Moskva, 368 p.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Дмитриева В.В. Разработка и исследование системы автоматической стабилизации погонной нагрузки магистрального конвейера : дис. … канд. техн. наук : спец. 05.13.06 / В.В. Дмитриева ; Московский государственный горный университет. – М., 2005. – 162 с.
  2. Дмитриева В.В. Поддержание величины тягового фактора ленточного конвейера с двухдвигательным приводом / В.В. Дмитриева, Куанг Пьей // Горный информационно-аналитический бюллетень : научно-технический журнал. – 2015. – № 6. – С. 189–198.
  3. Боровикова А.П. Разработка и исследование системы автоматического управления загрузкой магистральной конвейерной линии / А.П. Боровикова, А.Е. Ткаченко, К.Н. Маренич // Автоматизация технологических объектов и процессов. Поиск молодых : сборник научных трудов ХVII научно-технической конференции аспирантов и студентов в г. Донецке, 24–25 мая 2017 г. – Донецк : ДонНТУ, 2017. – 409 с.
  4. Печеник М.В. Дослідження втрат енергії в електромеханічній системі конвеєра при плавній зміні навантаження / М.В. Печеник, С.О. Бур’ян, Л.М. Наумчук // Електромеханічні і енергозберігаючі системи. – 2015. – Вип. 2. – С. 67–73.
  5. Оптимальное управление движением / В.В. Александров, В.Г. Болтянский, С.С. Лемак, Н.А. Парусников, В.М. Тихомиров. – М. : ФИЗМАТЛИТ, 2005. – 376 с.
  6. Летов А.М. Динамика полета и управление / А.М. Летов. – М. : Наука, 1969. – 359 с.
  7. Кудин В.Ф. Синтез нелинейного субоптимального регулятора следящего электропривода с синхронным двигателем / В.Ф. Кудин, А.В. Торопов // Технічна електродинаміка. – 2006. – № 1. – С. 45–49.
  8. Справочник по теории автоматического управления / под ред. А.А. Красовского. – М. : Наука : Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. – 712 с.
  9. Альбрехт Э.Г. Об оптимальной стабилизации нелинейных систем / Э.Г. Альбрехт // ПММ. – 1961. – Т. 25, Вып. 5. – С. 836–844.
  10. Pearson J.D. Approximation Methods in optimal control. Sub-optimal control / J.D. Pearson // J. Electronics and control. – 1962. – Vol. 13. – Рр. 453–467.
  11. Гельднер К. Нелинейные системы управления / К.Гельднер, С.Кубик. – М. : Мир, 1987. – 368 с.




DOI: https://doi.org/10.26642/tn-2018-1 (81)-287-292

Copyright (c) 2018 Антон Валериевич Торопов, Николай Валентинович Печеник, Лилия Владимировна Торопова

Ліцензія Creative Commons
Це видання ліцензовано за ліцензією Creative Commons Із Зазначенням Авторства - Некомерційна 4.0 Міжнародна.