Введение. Целью преподавания дисциплины «Системы управления электроприводами» является подготовка высококвалифицированных специалистов

Целью преподавания дисциплины «Системы управления электроприводами» является подготовка высококвалифицированных специалистов, знающих основы теории и принципы построения систем управления электроприводами (СУ ЭП) постоянного и переменного тока и умеющих выполнить исследовательские и расчетные работы по проектированию и внедрению в эксплуатацию СУ ЭП.

Системы управления большинством промышленных объектов базируются на применении электромеханических систем управления (ЭМСУ), в основе которых лежит применение регулируемых электроприводов. Автоматизированный электропривод (АЭП) – это электромеханический преобразователь энергии, включающий в себя, в общем случае, электродвигатель постоянного или переменного тока, силовой преобразователь энергии (релейно-контакторный, электромашинный или полупроводниковый) и систему управления, обеспечивающие требуемые показатели качества движения исполнительного механизма (ИМ), а также необходимые эксплуатационные характеристики и функции защиты элементов СУ ЭП.

Сравнительно недавно в практике отечественного машиностроения преобладали электроприводы, в том числе комплектные, только с аналоговым, т.е. с непрерывным управлением. В последние годы стала доминировать тенденция интеллектуализации СУ ЭП за счет применения цифровых медодов и средств управления. При этом наблюдается устойчивая тенденция к возрастанию технических возможностей и удешевлению цифровых средств управления электроприводами. Современные микропроцессорные контроллеры позволяют не только реализовать управление электроприводом одной локальной технологической координаты какого-либо объекта (скорости или положением ИМ, давления газа или жидкости в магистрали трубопровода, температуры в топке котла и др.), но и осуществить взаимосвязанное оптимальное управление несколькими органами управления технологических объектов, причем самой различной физической природы. Это обстоятельство потребовало установления иерархических принципов управления электроприводами, пневмоприводами, гидроприводами и иными управляющими органами ОУ и одновременно децентрализации управления. Очевидно, что современный электропривод – лишь подсистема в сложной системе автоматизации технологических процессов. Знание роли и места электропривода и микропроцессорных средств управления в таких системах автоматизации – одна из основных задач настоящего учебного курса.

Многообразие технических объектов управления (ОУ) и, как следствие, законов движения исполнительных механизмов и требований к статическим и динамическим показателям качества регулирования выходных координат ОУ предполагает применение различных принципов построения и аргументированный подход к выбору элементной базы СУ ЭП. Вместе с тем, к любому электромеханическому объекту управления можно применить традиционные в теории управления методы математического описания (математические модели), принципы построения, методы синтеза и анализа систем управления. Отсюда понятно, что учебная дисциплина «СУ ЭП» базируется на таких фундаментальных понятиях теории автоматического управления, как «математическая модель объекта управления», «критерии качества управления», «обратные связи», «регулятор», «система управления» и т.п. Управление современными электроприводами основано на применении обратных связей по координатам (переменным состояния) электроприводов, координатам возмущения внешней по отношению к ОУ среды и реализации принципа подчиненного регулирования координат ОУ.

В создание современной теории и принципов построения СУ ЭП большой вклад внесли советские и российские ученые Батоврин А.А., Башарин А.В., Борцов Ю.А., Вейц В.Л., Ильинский Н.Ф., Ключев В.И., Кулесский Р.А., Сабинин Ю.А., Шубенко В.А., Эпштейн И.И. и многие др.

Фундаментальными свойсвами СУ ЭП являются быстродействие (время регулирования или полоса пропускания), точность регулирования (статическая и динамическая), добротность, инвариантность и др.