раздел 2.5.2), переходной процесс пуска носит ярко выраженный нестационарный характер. Особенно это заметно по усилиям в короткой сбегающей ветви канатов (рис. 1.27, а, кривая 2). В дальнейшем (при ) высокочастотные "всплески" усилий уменьшаются, что, несомненно, связано с диссипативными свойствами самой системы регулирования, так как коэффициент рассеивания энергии механической части установки здесь специально был принят равным нулю.
Рис. 2.27 Графики изменения относительных усилий в канатах (а) и крутящих моментов (b) при разгоне машины (подъем груза) с ограничением рывка
Вариации в уравнении (2.5.19) величины коэффициента токовой уставки относительно рекомендованной выше, как показывают численные эксперименты, в незначительной мере сказываются на характере переходных процессов. Иными словами, добиться "идеализированного" режима разгона, как это изображено на рис. 2.25 и рис. 2.26, в реальных системах подчиненного регулирования с растормаживанием машины по токовой уставке практически не представляется возможным.
Выявленная при моделировании нестационарность процесса объясняется недостатками принимаемого в настоящее время способа растормаживания, обусловленных, прежде всего, несоразмерность быстродействий электропривода и тормозной системы, о чем шла речь выше. Это в конечном итоге и приводит к появлению в канатах "пиковых" нагрузок, являющихся причиной возбуждения долго незатухающих колебаний на низких частотах. Более того, при неправильном назначении токовой уставки возможны такие явления, которые механики называют "провалом груза", когда груженый скип кратковременно опускается вниз, что создает неблагоприятную картину распределения усилий в канатах, чреватую возможностью их проскальзывания по шкиву трения. Такие чрезвычайные явления, к сожалению, неоднократно имели место на действующих подъемных установках.
По-видимому, наиболее правильным способом является предложенное в работах [25, 29, 30] так называемое адаптированное растормаживание, основанное на введении в систему управления приводом еще одного контура обратной связи по усилию в тормозной тяге привода тормоза. В этом случае можно добиться того, что к началу трогания машины электродинамический момент будет в точности равен статическому моменту, и дальнейшее движение машины происходит плавно.
Вопросы назначения оптимальных параметров режима растормаживания, составляющих предмет теории автоматического регулирования, выходят за рамки задач данной работы, но разработанный алгоритм моделирования таких процессов позволяет в каждом конкретном случае с достаточной достоверностью имитировать эти сложные динамические состояния.
В заключение данного подраздела кратко остановимся на следующем важном вопросе. Ранее было сказано, что для управления приводом производится "снятие" скорости машины при помощи специального тахогенератора (в этом случае говорят об "отборе" мощности с коренного вала машины), то есть фактически информация к системе управления приходит от машины.
Строго говоря, такого рода отбор мощности следует осуществлять непосредственно с вала ротора двигателя (до муфты, соединяющей вал ротора с редуктором или с барабаном), так как объектом управления является именно двигатель, а не барабан машины. В противном же случае неизбежные рассогласования угловых скоростей барабана машины и ротора двигателя из-за податливости элементов трансмиссии будет являться причиной некорректного управления, которое может быть даже неустойчивым. Сказанное иллюстрируют графики на рис. 2.28, построенные при отборе мощности от вала ротора двигателя (а) и при отборе мощности от вала барабана машины. Здесь изображены процессы развития динамических нагрузок в канатах на первой секунде движения, и при этом рис. 2.28, а, фактически является фрагментом рис. 2.27, а.
Рис. 2.28 Сравнение процессов пуска машины при отборе мощности тахогенератора от вала ротора двигателя (а) и от коренного вала машины (b)
Как видно, регулировочные свойства системы управления в случае (b) не только значительно хуже по сравнению с вариантом (а), но способ (b) к тому же оказывается неустойчивым для принятых параметров установки и трансмиссии машины в частности.
2.5.4. Замедление и стопорение машины
Замедление машины, как естественный технологический процесс, в системах подъема с регулируемым приводом осуществляется, как правило, без использования механического тормоза.
В этом случае, с момента начала замедления (см. рис. 2.29, являющийся как бы продолжением диаграммы скорости на рис. 2.24), машина плавно увеличивает замедление до технологически заданной величины до момента времени (рывок в интервале равен постоянному отрицательному числу ). При этом скорость уменьшается от до . Далее замедление сохраняется постоянным, равным до момента времени , начиная с которого замедление плавно уменьшается до нуля в момент времени (рывок в интервале равен постоянному положительному числу ). В этот момент и скорость машины становится равной нулю.
Рис. 2.29 Диаграмма изменения скорости при замедлении машины с ограничением рывка
Отметки времени подобно (2.5.10) (2.5.11) запишем как
(2.5.22)
По аналогии с (2.5.12) для означенных скоростей имеем
(2.5.23)
а пройденный путь на отдельных участках есть
(2.5.24)
причем здесь . В этих формулах две величины оказываются неизвестными - это и , которые определим следующим способом.
Прежде всего, очевидно, что . Отсюда находим путь движения с постоянной скоростью , используя (2.5.13) и (2.5.24), тогда интервал времени .
Внутри каждого из означенных интервалов движения при различных величинах рывка перемещение, скорость и ускорение машины находится с использованием (2.5.22), (2.5.23), (2.5.24) как
(2.5.25)
(2.5.26)