ПРОЄКТУВАННЯ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ МЕХАНІЗМАМИ ЗІ ЗМІННИМ ДИСБАЛАНСОМ
DOI:
https://doi.org/10.30857/2786-5371.2023.6.4Ключові слова:
система керування дисбалансом, вібрації, BondGraph, балансуванняАнотація
Мета. Проведення аналітичного та експериментального дослідження, розробка системи керування механізмами зі змінним дисбалансом. Дослідження режимів роботи, перевірка алгоритму роботи та визначення стійких станів незбалансованої мехатронної системи. Визначення залежностей, які описують характер впливу навантаження на робочі органи.
Методика. Використані методи математичного моделювання мехатронних систем методом побудови Bond Graph, алгоритмічного проєктування, експериментального дослідження зі збором даних.
Результати. Проведено аналітичний огляд природи утворення та методів боротьби з дисбалансом у нестабільних мехатронних системах, розроблено та запропоновано систему автоматичного керування балансуванням роторів за допомогою цифрових моніторів у центрифугах зі змінним дисбалансом. Система керування включає мікроконтролер, датчик Холла, BondGraph модель для моделювання роботи асинхронного двигуна. Розроблено алгоритм для керуючої програми, яка, відповідно до встановлених параметрів, перевіряє номінальне та критичне значення струму у приводі центрифуги. При цьому, значення струму фіксується і ведеться моніторинг коливань. У разі збільшення струму система знижує оберти на 10% для зменшення амплітуди коливань в перехідних режимах її обертання, продовжуючи при цьому контролювати допустиму межу струму і навантаження на двигун.
Наукова новизна. Проведено аналіз аспектів виникнення та дослідження регулювання незбалансованих систем. Запропоновано структурну схему системи керування роторними механізмами із застосуванням засобів цифрового моніторингу. Розроблено алгоритм керування системою. Проведено дослідження нестабільних станів із застосуванням методів комп’ютерного моделювання BondGraph.
Практична значимість. У результаті проведеного аналітичного дослідження було розглянуто явище дисбалансу в мехатронних системах. Спроєктовано та реалізовано експериментальну модель для керування дисбалансом у роторних відцентрових механізмах. Отримані результати та висновки можуть бути використані при проєктуванні відцентрових машин у різних галузях промисловості.
