Применение цифровых регуляторов в электромеханических системах с упругими связями дает возможность включать в систему управления цифровые вычислительные устройства. Это позволяет управлять динамическими процессами с достаточно высокой точностью, определяемой шагом квантования координат моделируемой системы.
В электроприводе механизма перемещения тележки мостового крана с подвешенным грузом при пуске и регулировании скорости возникают колебания груза по типу «маятника». Движение тележки осуществляется с помощью установленного на ней частотно-управляемого асинхронного двигателя (АД), соединенного через редуктор с ходовыми колесами.
Структурная схема электропривода механизма передвижения тележки мостового крана приведена на рис. 1.
На структурной схеме ω1(s) — операторная скорость перемещения тележки, приведенная к вращательному движению ротора АД; ω2(s) — скорость колебательного по типу «маятника» движения груза, приведенная также к ротору двигателя.
Механическая часть электропривода представлена в виде двухмассовой упругой системы, состоящей из приведенной к скорости массы тележки с моментом инерции J1 и массы груза с приведенным моментом инерции J2.
Упругая связь между тележкой и грузом характеризуется эквивалентной жесткостью с и величиной внутреннего вязкого трения в. Асинхронный двигатель имеет электромагнитную постоянную Т2 и жесткость механической характеристики β. Скорость двигателя регулируется посредством преобразователя частоты с коэффициентом усиления KП и постоянной времени Т1. На выходе преобразователя отношение напряжения к частоте ω0 поддерживается постоянным, что делает неизменной жесткость механической характеристики двигателя при регулировании его скорости напряжением управления u(s).
Структурная схема отражает уравнения электромеханической системы привода, выраженные в операторной форме:
где М(s) и Му(s) — соответственно вращающий момент ротора АД и упругий момент, возникающий при взаимодействии тележки с грузом.