Структура построения устройства управления

Прицельным торможением

Свободно скатывающийся на спускной части сортировочной горки отцеп (одно- или многовагонный) представляет собой объект управления.

Термин «управление» является более общим, чем «регулирование», «стабилизация», «слежение», «наведение», «ориентация» и т. п. Система автоматического управления может решать не только любую из этих задач, но и всю совокупность задач такого рода, а также иметь дополнительные функции.

В дальнейшем для краткости объект управления ОУ будем именовать просто «объект» (рис. 4.17).

Величину V_x которую необходимо регулировать, т. е. измерять по заданной программе, будем называть «регулируемой величиной» (скорость отцепа), устройство, в котором происходит

V_x

U_1,U_2, U_k

Пр

СрУ

V_х

ПУ

V_0x(t)

E_х

параметры

прицеливания

АР

Рис. 4.17. Структурная схема управления торможением отцепов

процесс, связанный с регулированием скорости, - «регулируемым элементом» (РЭ). Таким РЭ в устройстве АРС назовем «воздухосборник с управляющей аппаратурой» (ВУПЗ), в состав которого входит электропневматическое устройство распределения сжатого воздуха. Автоматически действующее устройство, предназначенное для выполнения задачи регулирования скорости, представляет автоматический регулятор или просто регулятор (АР).

АР включает измерительное устройство (ИзУ) – горочный измеритель (РИС-В3М, РИС-В2), реагирующий на изменение регулируемой величины V_x преобразователя (Пр), исполнительное устройство (ИсУ) – замедлитель, программное устройство (ПУ), осуществляющее расчет и задание регулируемой величины V_0х(t), а также РЭ.

Рассмотренный комплекс называют системой автоматического регулирования. Следует отметить, что обычно объект управления включается в состав системы, тем самым создавая замкнутую систему. В представленной схеме отцеп, выполняющий функцию ОУ, ни физически, ни гальванически не связан с элементами системы регулирования. В частности, измерительное устройство «связано» с ОУ посредством электромагнитного поля, причем эта связь возникает лишь при появлении отцепа в зоне действия измерителя и регулируемого элемента. В остальное время система представляется разомкнутой. Тем не менее, поскольку цикл регулирования и управления объектом осуществляется при его появлении в зоне замедлителя, будем считать систему автоматического регулирования замкнутой.

Процесс регулирования характеризуется передачей воздействия от одного функционального узла к другому по замкнутому контору. Регулируемая скорость V_x отцепа измеряется измерителем и передается на сравнивающее устройство (СрУ), на которое подается задаваемое ее значение V_0х(t) от программного устройства, в результате чего вырабатывается управляющее воздействие U_1, U₂…U_k на исполнительное устройство, в котором электропневматические клапаны (ЭПК) и регулятор давления (РД) измеряют давление Р₁, Р₂...Р_k сжатого воздуха в пневмосети замедлителя. В результате регулируемый элемент изменяет тормозящую силу замедлителя соответственно Р_т1, Р_{т2 ...}Р_тk,

передаваемую на колесные пары отцепа, изменяя тем самым скорость движения отцепа.

Отсюда очевидна зависимость друг от друга перечисленных параметров, участвующих в прогрессе регулирования. В этом процессе очень сложно определить работу одного звена системы, не имея информации о состоянии другого звена.

Воздействия функциональных узлов регулятора друг на друга представляют собой внутренние воздействия, но кроме них, образующих замкнутый контур, система имеет и некоторые связи с внешними факторами, т. е. имеются и внешние воздействия на систему.

Основным внешним воздействием на систему является возмущающее воздействие на объект управления. Это и смещение центра тяжести груза вагона в процессе торможения, и динамически неустановившееся движение объекта в результате его раскачиваний как горизонтальных, так и вертикальных, и изменяющийся коэффициент трения поверхностей колесных пар и балок замедлителя, и внешняя среда, и т. п.

Другим внешним воздействием является задаваемая величина V_0х(t), рассчитываемая на базе поступающей информации о параметрах прицеливания (L_x, V_x). Оно имеет место в рассматриваемом процессе в том случае, когда происходит изменение V_0х(t) при корректировании расчетной скорости выхода отцепа из замедлителя. Если V_0х(t) в процессе регулирования не изменяется, будем считать, что данное внешнее воздействие отсутствует.

Третьей группой внешних воздействий на систему автоматического регулирования скорости движения отцепов будем считать такую автоматически (без участия оператора) действующую систему, которая в требуемые интервалы времени в течение достаточно длительного срока изменяет величину скорости движения отцепа по заданной программе.

Автоматизированной, в отличие от автоматической, принято называть систему управления с участием человека. Таким образом, устройство регулирования скорости движения отцепов в замедлителе включает:

· измеритель (скоростемер);

· устройство адаптивного управления, включающее блок обработки сигналов и вычислитель;

· управляющее устройство (регулятор замедлителя);

· замедлитель.

Одной из самых сложных задач построения эффективных систем управления является знание параметров объекта управления – отцепа, как в динамике его свободного скатывания, так и в процессе торможения замедлителями тормозных позиций. Учет этих факторов реализован в современной системе управления прицельным торможением (УУПТ).