Санкт-Петербург

УДК 681.5.033.5 
СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СЛЕДЯЩЕГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
С УПРУГИМИ СВЯЗЯМИ 
Шустов И.В. 
Научный руководитель – к.т.н., доцент Толмачев В.А. 
Работа выполнена в рамках темы НИР № 617026 «Технологии киберфизических систем: 
управление, вычисления, безопасность». 
Описана методика синтеза четырехконтурной системы управления углом поворота следящего 
электропривода с упругими связями. Предложен новый способ расчета коэффициента передачи 
пропорционального регулятора внутреннего контура скорости, позволяющий при больших 
коэффициентах соотношения масс расширить полосу пропускания системы управления и уменьшить 
динамические ошибки слежения за сигналом задания в типовых режимах работы. 
Ключевые слова: следящий электропривод, прецизионное приборостроение, подчиненное 
регулирование, система наведения, оптический телескоп, упругий механизм. 
Среди тенденций развития техники можно выделить, с одной стороны, повышение 
требований к точности воспроизведения электроприводом заданных законов движения, а с 
другой стороны, уменьшение массогабаритных показателей приводимых в движение 
механизмов. Повышение требований к точности электропривода почти всегда обуславливает 
необходимость повышения его быстродействия. Уменьшение массогабаритных показателей 
механизмов, как правило, является причиной усиления упругих связей между их звеньями. 
При сочетании этих факторов уменьшение динамических нагрузок и усталостных 
напряжений в звеньях механизмов, повышение производительности и качества 
технологических процессов возлагаются на систему управления электропривода. К 
настоящему времени проработаны вопросы построения систем управления электроприводов 
с упругими связями на основе структур с подчиненным регулированием [1–3] и с 
регуляторами состояния [1, 4]. Методики их настройки соответствуют современным методам 
теории автоматического управления. 
В практических задачах широко распространен случай, когда механическая подсистема 
электропривода может быть представлена двухмассовой моделью [1]. Характерным 
примером такой системы является безредукторный следящий электропривод угломестной 
оси опорно-поворотного устройства (ОПУ) системы наведения телескопов траекторных 
измерений [5]. 
Структурная схема энергетической подсистемы безредукторного следящего 
электропривода угломестной оси ОПУ приведена на рис. 1. 
На рис. 1 введены следующие обозначения: K
ШИП
– коэффициент усиления силового 
преобразователя; c
е
, β и Т
е 
– коэффициент противоЭДС, жесткость механической 
характеристики и электромагнитная постоянная электродвигателя соответственно; J
1
и J
2
– 
моменты инерции масс; с
12
– коэффициент крутильной жесткости; u
y
– управляющий сигнал 
информационной подсистемы; ω
0
– управляющий сигнал силового преобразователя 

---

Альманах научных работ молодых ученых 
XLVII научной и учебно-методической конференции Университета ИТМО. Том 1 
289 
эквивалентный 
скорости 
холостого 
хода 
электродвигателя; 
p 
– 
оператор 
дифференцирования. 
-
e
c
К
ШИП
1
T
β
э

p
p
2
J
1
y
u
-
1
c
M
p
1
J
1
-
p
12
c
2
c
M
12
M
p
1
1

2

-
-