The influence of digital controller performance on the force compensating system characteristics

Authors

DOI:

https://doi.org/10.17213/0136-3360-2023-4-73-79

Keywords:

digital control devices, signal sampling, delay time, sampling period, force-compensating system

Abstract

The operation of a digital control system is greatly influenced by the sampling period and delay time. Known methods for assessing the influence of these parameters on force-compensating systems require complex analytical calculations or full modeling of the system. The purpose of this study is to evaluate the influence of sampling period and time delays depending on the required characteristics of the force-compensating system. The study was carried out using computer modeling of vertical and horizontal movement systems. The results of the study allowed to develop a new method for assessing acceptable values of the sampling period and delay time based on the value of the time constants of the correcting device. The proposed method, unlike analogues, does not require complex calculations and can beused in the design of force-compensating systems.

Author Biographies

Dmitriy Yu. Bogdanov, Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Department «Electric Power Supply and Electric Motor Drive», Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)

Andrey S. Drachenko, Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)

Postgraduate student, Department «Electric Power Supply and Electric Motor Drive», Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)

Vladimir I. Palchikov, Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)

Student, Department «Electric Power Supply and Electric Motor Drive», Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)

Oleg A. Kravchenko, Tula State University

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Rector, Tula State University

References

Лысов В.Е., Пешев Я.И., Сидоров И.С. Анализ влияния периода квантования цифрового регулятора положения пози-ционно-следящего электропривода на качество воспроизведения заданной траектории // Изв. вузов. Электромеханика. 2016. № 6 (548). С. 59 – 62. DOI: 10.17213/0136-3360-2016-6-59-62.

Zhang C.K., Jiang L., Wu Q.H., He Y., Wu M. Further results on delay-dependent stability of multi-area load frequency control // IEEE Transactions on Power Systems. 2013. Vol. 28. No. 4. P. 4465–4474. DOI: 10.1109/TPWRS.2013.2265104.

Киреева В.А., Труханов К.А. Оптимизация переходных процессов следящего пневматического привода с учётом моде-ли трения с эффектом Штрибека // Известия МГТУ «МАМИ». 2021. № 2 (48). С. 71–80. DOI: 10.31992/2074-0530-2021-48-2-71-80.

Laskawski M., Wcislik M. Sampling rate impact on the tuning of PID controller parameters // International Journal of Electron-ics and Telecommunications. 2016. Vol. 62. No. 1. P. 43–48. DOI: 10.1515/eletel-2016-0005.

Принцип построения, синтез и исследование электромеханических силокомпенсирующих робототехнических механиз-мов с нежёсткими передачами. Часть 1. Постановка задачи и математическое описание электромеханической силокомпенсиру-ющей системы манипулятора с нежёсткой механикой / Г.Я. Пятибратов, А.А. Прудий, Д.Ю. Богданов, Н.А. Сухенко // Изв. вузов. Электромеханика. 2022. Т. 65. № 3. С. 20-25 DOI: 10.17213/0136-3360-2022-3-20-25.

Барыльник Д.В. Методика синтеза и результаты исследования цифровой системы регулирования усилия механизмов // Изв. вузов. Электромеханика. 2008. № 3. С. 48 – 50.

Барыльник Д.В., Пятибратов Г.Я., Кравченко О.А. Силокомпенсирующие системы с электроприводами переменного тока тренажерных комплексов подготовки космонавтов / Новочеркасск: Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. Ред. журн. «Изв. вузов. Электромеханика»; «Лик», 2012. 176 с.

Этапы развития электромеханических систем тренажёров для подготовки космонавтов к работе в условиях невесомо-сти и пониженной гравитации / Г.Я. Пятибратов, О.А. Кравченко, Д.Ю. Богданов, А.Б. Бекин, А.М. Киво, Н.А. Сухенко // Изв. вузов. Электромеханика. 2021. Т. 64. № 2. С. 5-13. DOI:10.17213/0136-3360-2021-2-5-13.

Synthesis of an object moving control system with flexible suspension under the action of external forces / G.Y. Pyatibratov, D.Y. Bogdanov, A.B. Bekin// Procedia Engineering. 2015. Vol.129. P. 29-36. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.12.004.

Богданов Д.Ю., Кравченко О.А. Разработка и реализация адаптивного регулятора перемещения устройства обезвеши-вания полезного груза тренажера для подготовки космонавтов // Электротехнические системы и комплексы. 2019. № 1. С. 19 – 23. DOI: 10.18503/2311-8318-2019-1(42)-19-23.

SINAMICS S120 Control Units and Supplementary System Components: Manual (6SL3097-4AH00-0BP7) / Siemens, 2017. 348 pp.

SIMATIC S7-1500 CPU 1517T-3 PN/DP (6ES7517-3TP00-0AB0): Manual (A5E3628525-AB) / Siemens, 2017. 51 pp.

Published

2023-12-28

How to Cite

(1)
Bogdanov, D. Y.; Drachenko, A. S.; Palchikov, V. I.; Kravchenko, O. A. The Influence of Digital Controller Performance on the Force Compensating System Characteristics. electromeh 2023, 66, 73-79.

Issue

Section

Articles