Научный коллектив ИрГУПС представил новый подход к системе управления тележкой мостового крана

Ученые ИрГУПС Круглов С.П., Ковыршин С.В. представили некоторые результаты работ в рамках проекта РНФ 23-29-00654 «Адаптивное управление техническими объектами при текущей параметрической неопределенности на основе идентификационного алгоритма и «упрощенных» условий адаптируемости с прикладными задачами».

Подход к автоматизации управления тележкой мостового крана в условиях текущей неопределенности параметров крана, переносимого груза и внешних возмущений ученые описали в журнале «Проблемы управления», входящем в Российский индекс научного цитирования на платформе Вэб оф Сайэнс.

В статье рассмотрен подход к автоматизации управления тележкой мостового крана в условиях текущей неопределенности параметров крана, переносимого груза и внешних возмущений. Он реализует формирование заданной скорости тележки, что соответствует современной аппаратной реализации управления кранами с асинхронными двигателями и частотными преобразователями. Данный подход основан на схеме управления с алгоритмом текущей параметрической идентификации, неявной эталонной модели и «упрощенных» условиях адаптируемости с нацеленностью на непосредственное отслеживание перемещения груза.

В качестве основы для алгоритма идентификации применяется рекуррентный метод наименьших квадратов с фактором забывания. В отличие от ранее опубликованных работ по рассматриваемой тематике предложено использовать сокращенную модель объекта «кран − груз» при перемещении груза по одной горизонтальной оси, что требует оценивания только двух параметров, упрощает построение алгоритма управления и улучшает качество функционирования замкнутой системы управления.

В работе приведено доказательство устойчивости замкнутой системы управления и найдены требования к параметрам назначаемого эталонного движения. В силу свойства самоподстройки системы управления очевидны обобщения на возможность построения системы управления мостовым краном по двум горизонтальным осям и трем осям (с одновременным вертикальным перемещением груза). Также в статье приведен модельный пример, показывающий возможность реализации предлагаемой системы управления краном на основе современных контроллеров и датчиков.

Социальная значимость рассмотренных в статье вопросов заключается в необходимости повышения производительности крановых работ, безопасности, снижения эксплуатационных затрат и др. От системы управления краном требуется обеспечение максимально быстрого и точного перемещения груза в заданную точку с устранением маятникового раскачивания подвеса груза. Причины возникновения последнего могут быть разными: инерционное раскачивание при старте и останове движения, влияние ветрового воздействия на груз, волнение моря на судовых кранах и др.

При этом, как правило, современные краны характеризуются многообразием режимов работы: большой вариацией параметров переносимых грузов, длины подвеса, вероятностью появления внешних возмущений. Поэтому часто работа системы управления краном связана с текущей неопределенностью собственных характеристик, характеристик переносимого груза и внешних возмущений.