Разработка на основе моделей с использованием аппаратного обеспечения в имитационном цикле для серво пресс-машины.
В последние годы разработка на основе моделей (РОМ) для разработки и проверки систем управления показала распространение и расширение, главным образом в автомобильной области. Для автомобилей разработка на основе моделей применяется проектными отделами, которые занимаются изготовлением кузовов, двигателей и систем электрооборудования совместно с начальной стадией проектирования.
Однако в случае промышленных машин, таких как прессовые машины, говорят, что сервосистемы, которые состоят из контроллера, сервоусилителей и серводвигателей, поставляются в качестве универсальных продуктов производителями оборудования для автоматизации производства. Обычно поставка осуществляется на заключительной стадии проектирования машины или на стадии завершения опытной машины. По этим причинам промышленному оборудованию сложно применять разработку на основе моделей из автомобильной отрасли. Поэтому в области промышленного оборудования разработка метода управления и настройки параметров сервоусилителя выполняются с использованием реальной машины. На этом этапе, когда возникают трудности, связанные с отладкой, часто требуется много времени, чтобы выяснить причину просчета и принять меры. Поэтому представлено предложение по разработке на основе модели с использованием системы сквозной верификации оборудования (AOC), которая может адаптироваться к электрическим, механическим и управляющим явлениям и решать трудности, описанные выше во время разработки. Система проверки АОЦ состоит из фактического сервоусилителя, фактического контроллера и симулятора с установленной моделью машины, двигателями и моделями электрических цепей. Можно оптимизировать метод управления и параметры для различных условий эксплуатации.
После того, как предложенный метод был применен к пресс-машине с приводом от серводвигателя 75 кВт, его эффективность была подтверждена.
Традиционные методы проектирования сервоуправления и связанные с этим проблемы.
Представлена базовая конфигурация сервосистемы пресс-машины, которая является промышленной машиной. Эта система содержит контроллер, сервоусилитель, серводвигатель и преобразователь переменного тока в постоянный.
Эти контрольные устройства являются продуктами общего назначения, производимыми производителями оборудования. После того, как сервоусилитель получает команды скорости от контроллера, он управляет скоростью и крутящим моментом серводвигателя. Преобразователь переменного тока в постоянный преобразует напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока для подачи питания на сервоусилитель. Он временно сохраняет кинетическую энергию, возвращаемую от машины во время регенеративной работы серводвигателя в конденсаторе. Кривошипно-шатунный пресс устроен так, что, когда маховик вращается серводвигателем и редуктором, ползунок перемещается вверх и вниз с помощью кривошипно-шатунного механизма. В это время верхняя матрица помещается на ползун, а нижняя матрица поддерживается валиком во время работы пресса.
Конфигурация и эксплуатация системы.
КиЭС представляет конфигурацию тестовой системы АОЦ в качестве решения трудностей, описанных выше. Далее опишем системные функции. Симулятор реального времени снабжен математическими моделями силовой цепи, состоящей из сервоусилителя и преобразователя, источника питания, серводвигателя и двигателя.
Операция переключения модели силовой цепи осуществляется с использованием сигнала переключения с плат блока управления сервоусилителя. Затем ток двигателя подается к двигателю. Он генерирует крутящий момент двигателя, который приводит машину в движение. Электрические сигналы, эквивалентные выходному сигналу датчика тока, генерируются соответственно для тока двигателя и угла двигателя. Затем они возвращаются на плату блока управления. Тем самым, плата блока управления сервоусилителя ведет себя аналогично управляемой силовой цепью и двигателем, соответственно. Модель машины может нести колебания для моделирования фактической механики за счет сочетания масс, инерционных элементов, пружинных элементов и т.д. В этой системе не используются машина, двигатель или силовая цепь. По этой причине требуется небольшая площадь. Обратите внимание, что этот симулятор реального времени является недавно разработанной высокопроизводительной моделью, основанной на модели разработанной ранее.
Используя предложенный метод, получили возможность к разработке метода управления, который подавляет колебания напряжения в звене постоянного тока во время работы пресс-машины, приводимой в действие сервомотором мощностью 75 кВт.
Выводы.
Предложенный способ позволяет проверить систему управления даже для крупных машин, использующих высоковольтный двигатель большой мощности, без использования реальных силовых цепей, двигателей и машин. Поэтому даже разработчик программного обеспечения и инженеры могут легко приспособиться к этому.
Никакие ограничения в среде источника питания, месте установки не позволяют выполнять проверку рабочего стола. Следовательно, применение предложенной проверки АОЦ к разработке сервосистемы промышленной машины позволяет нам заранее определить возможные трудности, связанные с фактическими комбинированными испытаниями, и принять контрмеры против них на стадии проектирования.