ANALÝZA SYNCHRONIZACE VÍCEOSÉHO HYDRAULICKÉHO SERVOPOHONU V. VŠB-TU Ostrava

ANALÝZA SYNCHRONIZACE VÍCEOSÉHO HYDRAULICKÉHO SERVOPOHONU V VŠB-TU Ostrava 1.Úvod ! s" " ! ! # ! $ #% #& a v #"$ ! #' ($ # $ $ $

k! ! # $ $! z hlediska pohybu jedné osy, tj. správné Fx1 Fx2 $ vycházející z rozboru ! ! rychlostí a vzniklých $ zabývat se i schopností pohonu odstranit chybu synchronizace, resp. jeho x2 x1 # rezervou. w w u2 u1 ) ux1 ux

" ! $ # t Reg.x2 t Reg.x1 simulace. V " $ us1 us2 synchronizace v programu Regulátor Regulátor Simulink s! synchronizace synchronizace x1 + x2 ! 2 hydraulického obvodu. Obr.1 ( 2. Struktura a algoritmy synchronizace víceosého pohonu * #+ #, $ " " ! # & -)(./0' SLAVE. V " $$ $ $

125

k " generované regulátorem V " $ " obou, resp. všech synchronizovaných

Fx1

Fx2

V " x2 x1 stanovena jedna osa jako & -)(./0 w druhá, resp. další jsou w u2 u1 sledující SLAVE, obr.2. u x2 ux1 t t Vyhodnocený rozdíl Reg.x1 Reg.x1 $ regulátoru synchronizace Regulátor (1)2/ 2 $ synchronizace $ k " regulátoru polohy Obr.2 Synchronizace MASTER - SLAVE SLAVE osy. ( $ " (1)2/ # -)(./0

korigován v$ #"

Mux P-regulá tor

Servopohon 1

Mux1

Kr1 Ramp w

u

x

Mux

e = w - x1

QP

u1+us1 Ks1

x-x1

v

Mux3

Hydromotor & pA Servoventil

Mux

p0

Reg.synch.1

ps 1

1/CH Gain

pB

Fz1

Mux

1e5 Suma Q

GHG

xs1

10/0.5

pT 0.5

Svod.propustnost HG st• ední hodnotax1+x2

pA1, pB1

xs

pT

s ps

x1,x2, w

QT

Fz

QG HG

Qpoj, QP1, QT1,QT2

sní ma• polohy x1 sní ma• polohy x2 10/0.5

u(1)*u(2)

Mux

Fcn

Mux2

Gpoj

Ks2 x

u

x-x2

Reg.synch.2

u2+us2

Ramp1 w

v

p0

Kr2


e = w - x2 P-regulá tor1

Mux

QP

Fz

pT

Mux Mux4 pA2, pB2

xs

Servopohon 2

3#4(

126

v1,v2

QT pB

Fz2

Mux5

xs2

( $$ 2 " " # " # # " Mux

Kr1 Ramp w

Mux1

Servopohon 1

P-regulá tor

Mux

x

u

QP

e = w - x1

Mux3

x


To Workspace1

QT

Fz

Mux

QG 1

1/CH

HG

pB

Fz1

Gain

Mux Mux

1e5 Suma Q

10/0.5

pT

GHG

pA1, pB1

xs

pT

s ps

x1,x2, w

v

p0

ps

Qpoj, QP1, QT1,QT2

Mux6

xs1, xs2

sní ma• polohy x1 sní ma• polohy x2

Svod.propustnost HG x1-x2

xs To Workspace

10/0.5 u(1)*u(2)

Mux

v

Gpoj Fcn

Ks

Mux2

u2+us2

Ramp1 w

QP

Mux

v

Mux5

p0

Kr2

To Workspace2

x

u

Reg.synch.2

e = w - x2 P-regulá tor1

QT

Fz

Mux

pB

t Clock

v1,v2


Fz2

Mux4 pA2, pB2

xs

pT

To Workspace3 Servopohon 2

3#:( ' -)(./0'(1)2/ 3 $ # & " [1]. Jejich realizací v programu Simulink byla !$ 1 u QA 567 % ! " u 1 x 8 $ QA x 2 2 p0 QP p0 QP 3 v Makromodel servopohonu je 5( 7 „Hydromotor“, obr.5. S! $ $ # ! schématech nebo jednoduše # 9 0 "! $$

2 ukázána na obr.7 a obr.8.

v pA

QB

QB

pA

5 pB

QT

QT 3

Fz pB

Fz 4

pT

xs

pT

7

4 pA 6 pB

Hydromotor

xs Servoventil

3#;- &7( <76<

127

u

x

x

QA u

QA QP p0

QP

v

v

p0

QB

pA

QB

pB

QT

Hydromotor & Servoventil

pA

pA QT

Fz

pB Fz pB pT

pT

xs

Hydromotor

Servoventil

xs

Servopohon

Obr.6 Modely v! "76< 0.0001 VA0 SA VA0+SA*x

SA*x

SA

1 QA

SA*v 3 K Mux

u(1)/u(2)

Mux

1/(VA+VA0)

KA

Sum QA

1

SA

s tlak pA

pA

pA*SA

2 v

Gli 1/m

pA-pB

Int.svod.prop.

zrych. a 2

K

QB

Mux

u(1)/u(2)

Mux1

1/(VB+VB0)

KB

Sum QB

1

1

1

s rychlost v

s poloha x

1 x

Sum F1

SB

b

s tlak pB

pB*SB tlumení

4 SB

pB

SB*v

3 Fz

SB VB0+SB*(xmax-x)

SB*(xmax-x)

xmax

Sum8

xmax 0.0001 VB0

Obr.7 Schéma modelu „Hydromotor“ 2 p0 MATLAB Function

dpPA=p0-pA

xs0

Mux

B*abs(u(3))*sqrt(abs(u(1)))*u(2)*(u(3)>=0)

MATLAB Fcn

kryti soupatka

QPA

xs-xs0 dpPA, sign(dpPA), xs

1 3 QA=QPA-QAT

pA

xs+xs0

MATLAB Function

dpAT=pA-pT 1

Ksv/Tsv^2

u zesí lení SV

Sum

1

1

s

s

rychlost vs

Mux

QA

B*abs(u(3))*sqrt(abs(u(1)))*u(2)*(u(3)<0)

MATLAB Fcn1

QAT dpAT, sign(dpAT ), xs

2

polohy xs

QP=QPA+QPB

QP

4 pB

2*ksisv/Tsv

MATLAB Function

dpPA=p0-pB

Mux

B*abs(u(3))*sqrt(abs(u(1)))*u(2)*(u(3)<0)

MATLAB Fcn2

QPB

a1 dpPB, sign(dpPB), xs

3 1/Tsv^2 QB=QPB-QBT

5 a2

pT 5

dpBT=pB-pT

MATLAB Function

Mux

B*abs(u(3))*sqrt(abs(u(1)))*u(2)*(u(3)>=0)

MATLAB Fcn6

xs

4

QBT dpBT, sign(dpBT ), xs

Obr.8 Schéma modelu „Servoventil“ 128

QB

QT=QAT+QBT

QT

! "#$%&%&%'()*#( +), ( #" ! " x1, x2, rychlostí v1 , v2, rozdíl poloh – # xs1, xs2 vykresleny v následujících g=2 $ ! ! ! ! ! >$ Kvalita synchronizace se dále vyhodnocuje z # & "! ?! # $"! >!# # " ! $ "# polohy x1, x2

Rychlosti v1, v2 0.35

0.22

0.3

0.2

0.25 v1,v2 [m/s]

x1, x2 [m]

0.24

0.18 0.16

0.2 0.15

0.14

0.1

0.12

0.05

0.1

0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0

0.1

0.2

t [s] -4

2

Rozdí l poloh x1, x2

x 10

0.5

0.4

0.5

Poloha š oupá tka xs1,xs2

0.7

0

0.6 xs1, xs2 [-]

dx [m]

0.4

0.8

-2 -4 -6 -8

0.5 0.4 0.3 0.2

-10 -12

0.3 t [s]

0.1 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

t [s]

0

0

0.1

0.2

0.3 t [s]

3#A( $

! $ ! ! ! #

>$ $ ! # "! os – v@,#A2" ! z os dojde k 2 ojde k "

# ! $ ! #" ! " # $ 3#+@ #" $ ! @4 dojde k +@@B 2 $ # $ $ ! nasycení i " obvodech s# % # # ! $ # " ! ! ! $ *! !

$ 2 " "[2].

129


0.24

0.35

0.22

0.3

0.2

0.25

v1,v2 [m/s]

x1, x2 [m]

polohy x1, x2 0.26

0.18 0.16

0.2 0.15

0.14

0.1

0.12

0.05

0.1

0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0

0.1

0.2

t [s] -3

0.5


x 10

0.3

0.4

0.5

0.4

0.5

t [s]

Poloha š oupá tka xs1,xs2 1

0

0.8

xs1, xs2 [-]

dx [m]

-0.5 -1

0.6

0.4

-1.5 0.2

-2 -2.5

0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0

0.1

0.2

t [s]

0.3 t [s]

3#+@( &# V " -)(./0'(1)2/ ! # " " #++ # ! -)(./0 dojde k " ! $ (1)2/ osy. V "# " $"! (1)2/ # "" # " ! # " #+,


0.24

0.35

0.22

0.3

0.2

0.25

v1,v2 [m/s]

x1, x2 [m]

polohy x1, x2 0.26

0.18 0.16

0.2 0.15

0.14

0.1

0.12

0.05

0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0

0.5

0

0.1

0.2

t [s] -4

5


x 10

0.5

0.4

0.5


xs1, xs2 [-]

0.8

-5 dx [m]

0.4

1

0

-10

-15

-20

0.3 t [s]

0.6

0.4

0.2

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0

0.5

t [s]

0

0.1

0.2

0.3 t [s]

Obr.11 Synchronizace MASTER-SLAVE

130


0.24

0.35

0.22

0.3

0.2

0.25

v1,v2 [m/s]

x1, x2 [m]

polohy x1, x2 0.26

0.18 0.16

0.2 0.15

0.14

0.1

0.12

0.05

0.1

0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0

0.1

0.2

t [s] -3

4


x 10

0.3

0.4

0.5

0.4

0.5

t [s]

Poloha š oupá tka xs1,xs2 1

3.5 0.8 3 xs1, xs2 [-]

dx [m]

2.5 2 1.5 1

0.6

0.4

0.2

0.5 0

0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0

0.1

0.2

t [s]

0.3 t [s]

3#+,( -)(./0'(1)2/ ! (1)2/

V " ! ! $ # ! " ! $ ! " $

polohy x1, x2


0.22

0.3

0.2

0.25 v1,v2 [m/s]

x1, x2 [m]

0.24

0.18 0.16

0.2 0.15

0.14

0.1

0.12

0.05

0.1 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0 0.5

0

0.1

0.2

t [s]

-4


x 10

0.7

10

0.6

8

0.5

6 4

0.4

0.5

0.4 0.3

2

0.2

0

0.1 0

0.5


12

-2

0.4

0.8

xs1, xs2 [-]

dx [m]

14

0.3 t [s]

0.1

0.2

0.3

0.4

0

0.5

t [s]

0

0.1

0.2

0.3 t [s]

Obr.+4( -)(./0'(1)2/ ! $

131

-./$0* * $ ! # $$ ! ! v ( * $" "! !

" praktickým z$" $ # # " $ # >$

C # " # # ! $ $ "# ! jiná struktura a nastavení regulátoru. D # ! $ $ $ ?$! " E C =$ " D #$

vyplývajících z ! ! # ! # ! $ ! *$ # " " $ $ " $ ! $$ " $

Literatura [1] [2]

[3] [4]

Noskievi•, P.: Modelování a identifikace systém•. 1. vyd. Ostrava : MONTANEX, a. s., 1999. 276 s. ISBN 80-7225-030-2. Noskievi•,P.: F pístnicí. In: Sborník mezinárodní konference Reidenie Tekutinových systémov, Súlov, 4.11.-5.11.1999, 6 stran. Noskievi•,P. Modelování hydrostatických pohon• v prost•edí MATLAB - Simulink. In:Proceedings of XXIst International Colloquium ASIS 1999 "Advanced Simulation of Systems", Ostrava 1999, str.263-268. ISBN 80-85988-41-0. Manuály program• MATLAB, Simulink. The MathWorks Inc.

FC *G( Email: [email protected]

H Fakulta strojní, VŠB TU Ostrava 17.listopadu 15 708 33 Ostrava - Poruba

132

ANALÝZA SYNCHRONIZACE VÍCEOSÉHO HYDRAULICKÉHO SERVOPOHONU V. VŠB-TU Ostrava

Recommend Documents