Синтез вариационной структуры при косвенных измерениях крутящего момента
При измерении динамических составляющих крутящего момента вариационной структурой выявляются два недостатка, существенно ограничивающих её применение: во-первых, ситуация появления неопределенности результата измерения при установившихся постоянных значениях мощности двигателя привода и частоты вращения выходного вала; во-вторых отсечка низкочастотного диапазона входных сигналов вследствие дифференцирующих свойств каналов измерения. Авторы предлагают синтезированный измеритель крутящего момента, свободный от перечисленных недостатков. Сущность предложения заключается в синтезе вариационной структуры измерения крутящего момента при косвенном методе измерения на примере измерителя для привода буровой установки с электродвигателем постоянного тока. Скорректированная вариационная структура позволяет устранить свойство дифференцирования, что приводит к увеличению частотного диапазона входных сигналов вплоть до значений f = 0, а также автоматически устраняется появление неопределённости результата измерения. Приведена оценка динамических свойств измерителя, которые полностью определяются постоянными времени низкочастотных фильтров в каналах измерения тока двигателя привода и канале измерения угловой скорости. Определено влияние разностных соотношений инерционных свойств каналов измерения на дисперсию оценки результата измерения, а следовательно, величину случайной ошибки. Проведено математическое имитационное моделирование измерителя и привода на базе методов Монте-Карло, позволившее провести расчёт случайных ошибок и определить их зависимость от соотношений инерционных свойств каналов измерения. На основании проведённых исследований определено максимальное значение ошибки измерения крутящего момента, позволившее сделать заключение о метрологической причастности синтезированного измерителя. Показано, что предлагаемый измеритель крутящего момента пригоден для любых видов двигателей привода с датчиками преобразования в электрическую величину.