НАБЛЮДАТЕЛЬ УПРУГОГО МОМЕНТА ДВУХМАССОВОЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

A.S. Karandaev; B.M. Loginov; V.R. Khramshin; E.G. Bodrov; M.N. Samodurova

doi:10.14529/power220403

Authors

A.S. Karandaev South Ural State University, Chelyabinsk, Russia
B.M. Loginov South Ural State University, Chelyabinsk, Russia
V.R. Khramshin Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russia
E.G. Bodrov JSC “KONAR”, Chelyabinsk, Russia
M.N. Samodurova South Ural State University, Chelyabinsk, Russia

DOI:

https://doi.org/10.14529/power220403

Keywords:

rolling mill, electromechanical system, shock load, elastic moment, quasi-experimental analysis, observer

Abstract

To reduce the accident rate and increase the service life of electromechanical systems with shock load changes, the monitoring of elastic moments in mechanical gears is necessary. This task is relevant for the main lines of stands of hot rolling mills. The implementation of monitoring systems based on physical measuring devices is inefficient due to their complexity and low operational reliability. As an alternative, a relatively simple elastic moment observer is proposed, which is a fragment of an industrial controller software. The structure of the observer is presented and its advantages in comparison with known analogues are shown. The adequacy of the measured and reconstructed elastic moment signals is proved using the example of electromechanical systems of the stand of the thick-sheet mill 5000. A quasi-experimental analysis of emergency modes is substantiated, which allows the processing of signals stored in the form of data arrays. Based on this approach, an assessment of the dynamic moments in the emergency shutdown mode of the crate with metal in the rolls is given. The expediency of creating an online monitoring system for overloads of spindles and methods for calculating their resource is emphasized.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Анализ причин аварий оборудования листопрокатных станов и меры по их предупреждению / А.Ф. Кирсанов, В.Ф. Кузерман, Б.Н. Виноградов и др. М.: Ин-т «Черметинформация», 1985. 36 с.

Мюллер В. Обзор повреждений в приводах прокатных станов // Черные металлы. 1996. № 25-26. С. 9-14.

Концептуальные направления создания цифровых двойников электротехнических систем агрегатов прокатного производства / А.А. Радионов, А.С. Карандаев, Б.М. Логинов, О.А. Гасиярова // Известия выс-ших учебных заведений. Электромеханика. 2021. Т. 64, № 1. С. 54–68. DOI: 10.17213/0136-3360-2021-1-54-68

Калачев Ю.Н. Наблюдатели состояния в векторном электроприводе. М.: ЭФО, 2015. 61 с.

Колганов А.Р., Лебедев С.К., Гнездов Н.Е. Электромеханотронные системы. Современные методы управления, реализации и применения: учеб. пособие. М.; Вологда: Инфра-Инженерия, 2019. 256 с.

Колганов А.Р., Лебедев С.К., Гнездов Н.Е. Современные методы управления в электромеханотрон-ных системах. Разработка, реализация, применение. Иваново: Ивановский гос. энергетический ун-т им. В.И. Ленина, 2012. 256 с.

Szabat K., Orlowska-Kowalska T., Dybkowski M. Indirect adaptive control of induction motor drive sys-tem with an elastic coupling // IEEE Trans. Ind. Electron. 2009. Vol. 56, no. 10. P. 4038–4042. DOI: 10.1109/TIE.2009.2022514

Szabat K., Orlowska-Kowalska T. Control of the Drive System With Stiff and Elastic Couplings Using Adaptive Neuro-Fuzzy Approach // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2007. Vol. 54, no. 1. P. 228–240. DOI: 10.1109/TIE.2006.888787

Muszynski R., Deskur J. Damping of Torsional Vibrations in High-Dynamic Industrial Drives // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2010. Vol. 57, no. 2. P. 544–552. DOI: 10.1109/TIE.2009.2036034

Разработка цифрового наблюдателя упругого момента электромеханической системы клети про-катного стана / А.А. Радионов, Р.В. Гасияров, Б.М. Логинов и др. // Электротехнические системы и ком-плексы. 2021. № 2 (51). С. 19–29. DOI: 10.18503/2311-8318-2021-2(51)-19-29

Регулирование координат электромеханической системы прокатного стана на основе наблюдате-ля упругого момента / А.А. Радионов, В.Р. Гасияров, Е.А. Гартлиб и др. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энерге-тика». 2021. Т. 21, № 2. С. 115–129. DOI: 10.14529/power210212

Development of an Automatic Elastic Torque Control System Based on a Two-Mass Electric Drive Coor-dinate Observer / A.A. Radionov, A.S. Karandaev, V.R. Gasiyarov et al. // Machines. 2021, Vol. 9. P. 305. DOI: 10.3390/machines9120305

Экспериментальное определение параметров двухмассовой электромеханической системы про-катного стана / А.С. Карандаев, А.А. Радионов, Б.М. Логинов и др. // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2021. Т. 64, № 3. С. 24–35. DOI: 10.17213/0136-3360-2021-3-24-35

Hang C.C., Åström K.J., Ho W.K. Refinements of the Ziegler–Nichols tuning formula // IEE Proceedings D (Control Theory and Applications). 1991. Vol. 138, iss. 2. P. 111–118. DOI: 10.1049/ip-d.1991.0015

Ziegler J.G., Nichols N.B. Optimum settings for automatic controllers // Trans. ASME. 1942. Vol. 65. P. 759–765. URL: http://davidr.no/iiav3017/papers/Ziegler_Nichols_%201942.pdf.

Настройка ПИД-регулятора. Метод Циглера – Никольса. URL: https://microtechnics.ru/nastrojka-pid-regulyatora-metod-cziglera-nikolsa/.

Laitenberger O., Rombach D. (Quasi-)Experimental Studies in Industrial Settings // Lecture Notes on Em-pirical Software Engineering. 2003. P. 167–227. DOI: 10.1142/9789812795588_0005

O’Hara J.M. A Quasi-Experimental Model of Complex Human-Machine System Validation // Cognition, Technology & Work. 1999. Vol. 1 (1). P. 37–46. DOI: 10.1007/s101110050009

Kampenes V.B., Dybå T., Hannay J.E., Sjøberg D.I.K. A systematic review of quasi-experiments in soft-ware engineering // Information and Software Technology. 2009. Vol. 51 (1). P. 71–82. DOI: 10.1016/j.infsof.2008.04.006

Wang L., Freeman C., Rogers E. Experimental Evaluation of Automatic Tuning of PID Controllers for an Electro-Mechanical System // IFAC-PapersOnLine. 2017. Vol. 50 (1). P. 3063–3068. DOI: 10.1016/j.ifacol.2017.08.676