Вячеслав Ловейкін, Юрій Ромасевич, Катерина Шалатовська, Петро Науменко / Vjacheslav Lovejkin, Yuriy Romasevich, Katerina Shalatovska, Petro Naumenko

ОПТИМАЛЬНЕ КЕРУВАННЯ РУХОМ СТРІЧКОВОГО КОНВЕЄРА У ПЕРЕХІДНИХ РЕЖИМАХ / OPTIMAL CONTROL OF CONVEYOR BELT MOVEMENT IN TRANSIENT REGIMES

ЗАВАНТАЖИТИ / DOWNLOAD

АНОТАЦІЯ. З метою підвищення надійності та довговічності стрічкового конвеєра розраховано оптимальний режим його пуску. Оптимізаційна задача розв’язана для комплексного інтегрального критерію, який відображає декілька небажаних показників. Встановлено, що аналітично знайти розв’язок задачі неможливо, тому за допомогою методу коллокацій знайдено наближений розв’язок задачі. Для встановлення ефективності реалізації оптимального керування на практиці виконано моделювання руху стрічкового конвеєра із врахуванням динамічної механічної характеристики асинхронного приводу. Порівняння прямого пуску стрічкового конвеєра із керованим оптимальним режимом дав змогу встановити значне покращення динамічних та енергетичних показників процесу.

АННОТАЦИЯ. С целью повышения надежности и долговечности ленточного конвейера рассчитан оптимальный режим его пуска. Оптимизационная задача решена для комплексного интегрального критерия, который отражает несколько нежелательных показателей. Установлено, что аналитически найти решение задачи невозможно, поэтому с помощью метода коллокаций найдено приближенное решение задачи. Для установления эффективности реализации оптимального управления на практике выполнено моделирование движения ленточного конвейера с учетом динамической механической характеристики асинхронного привода. Сравнение прямого пуска ленточного конвейера с управляемым оптимальным режимом позволяет установить значительное улучшение динамических и энергетических показателей процесса.

SUMMARY. Purpose. Increase reliability and durability of belt conveyor is the purpose of the work. Methodology/approach. Researches in the work are of analytical and numerical character. Method of collocation has been used for finding of approximation solution of the optimal control problem. Numerical integration of the mathematical model of a belt conveyor has been done. Findings. Approximate solution of the optimal control problem of conveyor belt movement in an acceleration mode has been found. To find out the impact of electrical drive to the efficiency of optimal control implementation the equations of belt conveyor motion supplemented by equations of induction motor. Numerical integration of a received generalized model of electromechanical system belt conveyor helped to carried out a comparative analysis of during direct start and optimal control of the conveyor. The analysis showed a significant improvement in energy and dynamic performance of process. Research limitations/implications. Results of work can be further useful at design and modification of the systems for transporting machines movement control. Originality/value. The work has scientific and practical interest because of improving energetic and dynamic characteristics of belt conveyor.

ЛІТЕРАТУРА

1. Ворона О.І. Комп’ютерне моделювання та розрахунок несучих конструкцій конвеєрів / О.І. Ворона, В.М. Гелетій, Я.М. Новіцький // Вісник Національного університету “Львівська політехніка”. – 2009. – № 641. – С. 17-20.
2. Семенченко А.К. Влияние неравномерности загруженности ленточного конвейера на нагруженность приводных двигателей и энергозатраты на транспортирование / А.К. Семенченко, Н.И. Стадник, П.В. Белицкий // Восточно-европейский журнал передовых технологий. – 2016. – 4/1 ( 82 ) – С. 42-51.
3. Поліщук Л.К. Дослідження динаміки привода конвеєра зі змінним навантаженням / Л.К. Поліщук, О.О. Адлер // Вібрації в техніці та технологіях. – 2009. – № 3 (55). – С. 35-37.
4. Шейко Е.Е. Обоснование продольных деформаций конвейерной ленты грузонесущего контура крутонаклонного конвейера с прижимной лентой / Е.Е. Шейко, А.А. Касаткий // Горное оборудование и электромеханик. – 2009. – №1. – С. 46-49.
5. Кропотов Ю.И. Основные причины снижения срока эксплуатации ленточных конвейеров // Ю.И. Кропотов, Е.М. Жуков, И.А. Лугинин, С.И. Полошков // Молодой учёный. – 2015 – № 23 (103) – С. 172-175.
6. Монастырский В.Ф. Определение динамических усилий при взаимодействии грузопотока с роликоопорами ленточных конвейеров угольных шахт / В.Ф. Монастырский, Р.В. Кирия, А.Н. Смирнов, Т.Ф. Мищенко // Сборник научных трудов "Геотехническая механика", 2012 – Выпуск 104. – С. 146- 159.
7. Чермалых В.М. Исследование динамики и энергетических характеристик ленточных конвейеров с регулируемым электроприводом / В.М. Чермалых, А.В. Чермалых, И.Я. Майданский // Вісник НТУ «ХПІ», 2015 – 180. no 12 (1121). – С. 180-184.
8. Чермалых А.В. Исследование технологических режимов работы конвейерной установки с частотно-регулируемым электроприводом / А.В. Чермалых, В.Н. Пермяков, И.Я. Майданский // Проблеми енергоресурсозбереження в електротехнічних системах. Наука, освіта і практика. Наукове видання. – Кременчук: КрНУ, 2015. – Вип. 1/(3). – С. 68-70.
9. Чермалых А.В. Моделювання технологічних режимів роботи стрічкових конвеєрів / А.В. Чермалых, В.Н. Пермяков, А.С. Иржавский // Енергетика. Екологія. Людина. Наукові праці НТУУ «КПІ», ІЕЕ. – Київ: НТУУ «КПІ», ІЕЕ, 2015. – С. 116-122.
10. Цлаф Л.Я. Вариационное исчисление и интегральные уравнения / Л.Я. Цлаф. – М.: Наука, 1970. – 191 с.
11. Корн Г. Справочник по высшей математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. – М.: Наука, 1973. – 832 с.
12. Човнюк Ю. Дискретне моделювання і розробка вдосконалених режимів керування електромеханічною системою мостового крана / Ю. Човнюк, М Діктерук., С. Комоцька // Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини. – Київ, 2016. – №88. – С. 28-39.
13. Човнюк Ю. Новий метод аналізу перехідних процесів та нелінійних хвилеутворень у протяжних гірничих транспортних машинах / Ю. Човнюк, М. Діктерук, К. Почка // Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини. – Київ, 2014. – №84. – С. 33-38.
14. Ловейкін В. Обґрунтування крайових ривків оптимального режиму реверсування роликової формувальної установки за прискоренням четвертого порядку / В. Ловейкін, К. Почка // Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини. – Київ, 2016. – №88. – С. 5-20.

REFERENCES

1. Vorona O.I., Heletii V.M., Novitskyi Ia.M., 2009. Komp’iuterne modeliuvannia ta rozrakhunok nesuchykh konstruktsii konveieriv [Computer modeling and calculation of supporting structures conveyors]. Visnyk Natsionalnoho universy-tetu “Lvivska politekhnika” [Proceedings of the National University "Lviv Polytechnic"], Lvіv, No. 641, 17-20.
2. Semenchenko A.K., Stadnyk N.Y., Belytskyi P.V., 2016. Vlyianye neravnomernosty zahruzhennosty lentoch-noho konveiera na nahruzhennost pryvo-dnykh dvyhatelei y enerhozatraty na transportyrovanye [Influence of uneven loading of the conveyor belt on the load of the drive motors and energy consumption for transportation]. Vostochno-evropeiskyi zhurnal peredovykh tekhnolohyi [Eastern European Journal of Advanced Technology]. Publ. no. 4/1, 42-51.
3. Polishchuk L.K., Adler O.O., 2009. Doslidzhennia dynamiky pryvoda konve-iera zi zminnym navantazhenniam [The study of the dynamics of the conveyor drive with variable load]. Vibratsii v tekhnitsi ta tekhnolohiiakh [The vibrations in engineering and technology], Publ. no. № 3 (55), 35-37.
4. Sheiko E.E., Kasatkyi A.A., 2009 Obosnovanye prodolnykh deformatsyi konve-iernoi lenty hruzonesushcheho kontura krutonaklonnoho konveiera s pryzhymnoi lentoi [Justification of longitudinal deformations of the conveyor belt of the load-carrying contour of a steeply inclined conveyor with a clamping belt]. Hornoe oborudovanye y elektromekhanyk [Mining equipment and electromechanics], Publ. no. №1, 46-49.
5. Kropotov Iu.Y., Zhukov E.M., Luhy-nyn Y.A., Poloshkov S.Y., 2015. Osnovno prychyny snyzhenyia sroka ekspluatatsy lentochnуkh konveierov [The main reasons for reducing the lifetime of belt conveyors] Molodoi uchenyi [The young scientist]. Publ. no. 23 (103), 172-175.
6. Monastyrskyi V.F., Kyryia R.V., Smyrnov A.N., Myshchenko T.F., 2012. Opredelenye dynamycheskykh usylyi pry vzaymodeistvyy hruzopotoka s rolykoopo-ramy lentochnykh konveierov uholnykh shakht [Determination of dynamic forces in the interaction of the cargo flow with the roller bearings of the belt conveyors of coal mines]. Sbornyk nauchnykh trudov "Heotekhnycheskaia mekhanyka" [Collection of scientific works "Geotechnical mechanics"]. Publ. no. 104, 146-159.
7. Chermalykh V.M., Chermalykh A.V., Maidanskyi Y.Ia., 2015. Yssledovanye dynamyky y enerhetycheskykh kharakte-rystyk lentochnykh konveierov s rehulyruemym elektropryvodom [Investi-gation of the dynamics and energy characteristics of conveyor belts with an adjustable electric drive] Visnyk NTU «KhPI» [Vestnik NTU "KPI"], Publ. no. 180. no 12 (1121), 180-184.
8. Chermalykh A.V., Permiakov V.N., Maidanskyi Y.Ia., 2015. Yssledovanye tekhnolo-hycheskykh rezhymov raboty konveiernoi ustanovky s chastotno-rehulyruemym elektro-pryvodom [Investigation of technological modes of operation of a conveyor system with a frequency-controlled electric drive] Problemy enerhoresursozberezhennia v elektrotekhnichnykh systemakh. Nauka, osvita i praktyka [Problems of energy saving in electrical systems. Science. Education and Practice]. Publ. no. 1/(3), 68-70.
9. Chermalykh A.V., Permiakov V.N., Yr-zhavskyi A.S., 2015. Modeliuvannia tekhnolohichnykh rezhymiv roboty strichkovykh konveieriv [Modeling of technological modes of belt conveyors]. Enerhetyka. Ekolohiia. Liudyna. Naukovi pratsi NTUU «KPI». [Energy. Ecology. Man. Proceedings NTU "KPI"], Publ. no. 12, 116-122.
10. Tslaf L.Ia., 1970 Varyatsyonnoe yschyslenye y yntehralnye uravnenyia [Variational calculus and integral equations]. М.: Nauka, 191.
11. Korn H., Korn T., 1973. Spravochnyk po vыsshei matematyke dlia nauchnykh rabotnykov y ynzhenerov [A handbook on higher mathematics for scientists and engineers]. М.: Nauka, 832.
12. Chovnyuk Yu., Dykteruk M., Komotskaya S., 2016. [Discrete design and development of improved control mode electromechanical system for overhead cranes]. Gіrnichі, budіvelnі, dorozhnі ta melіorativnі mashini [Mining, construction, road and reclamation machines], No. 88, 28-39. – (in Ukrainian).
13. Chovnyuk Yu., Dykteruk M., Pochka K., 2014. [New method of the analysis of transients and nonlinear wave formations in extended mountain transport cars]. Gіrnichі, budіvelnі, dorozhnі ta melіorativnі mashini [Mining, construction, road and reclamation machines], No. 84, 33-38. – (in Ukrainian).
14. Lovejkin V., Pochka K., 2016. [The optimum mode reversal of roller forming installation on acceleration is fourth order a justification of boundary breakthroughs]. Gіrnichі, budіvelnі, dorozhnі ta melіorativnі mashini [Mining, construction, road and reclamation machines], No. 88, 5-20. – (in Ukrainian).