Розроблено уточнену математичну модель контуру стабілізації зусилля різання з врахуванням інерційності процесу різання, наявності зазорів і пружності супорта, обмеження на керування, а також зовнішніх збурень коливального характеру. Вирішено задачу аналітичного конструювання нелінійного субоптимального регулятора контуру стабілізації зусилля різання методом динамічного програмування без врахування зовнішніх збурень. Синтезовано нелінійний субоптимальний закон керування з урахуванням зовнішніх збурень методом Айзекса - Беллмана з використанням концепції методу "занурення" під час ігрової постановки задач. Реалізовано експериментальну систему стабілізації зусилля різання на основі РСІ - плат, за допомогою якої проведено тестування одержаного нелінійного субоптимального закону керування.

Рассмотрены вопросы технической реализации редуцированного наблюдателя состояния для электрогидравлического следящего привода металлорежущих станков для повышения точности обработки деталей.

Розглянуто питання технічної реалізації редуційованого спостерігача стану електрогідравлічного слідкувального приводу металорізальних верстатів для підвищення точності обробки деталей.

The problems of technical implementation of the reduced observer status for electrohydraulic servo drive machine tools to improve the accuracy of machining are considered.

Розглянуто похибки, які виникають у випадку перетворення сигналів аналогових датчиків зворотних зв'язків в електрогідравлічних слідкуючих приводах металорізальних верстатів.

Рассмотрены кинематическая схема и математическая модель механической части, функциональная и структурная схемы системы управления комбинированного трехканального следящего электропривода подачи для тяжелого металлорежущего станка особо высокой точности модели 24К70АФ4. Приведены результаты компьютерного моделирования электродинамических и точностных характеристик, позволяющие оценить эффективность предлагаемого высокоточного электропривода.

Запропоновано для живлення перетворювачів частоти електроприводів верстатів, які працюють у режимах інтенсивного генераторного гальмування, застосовувати перетворювачі MSI на IGBT і наведено результати їх лабораторних досліджень.

Мета роботи - обгрунтування вибору елементної бази для побудови системи векторного керування асинхронним двигуном (АД) електромеханічної системи приводу головного руху металорізального верстата. Вибір елементної бази виконано виходячи з аналізу вимог до обчислювальних засобів, що працюють у режимі реального часу, пристроїв формування керуючих сигналів, а також елементів силової схеми щодо практичної реалізації та забезпечення надійної роботи та відпрацювання алгоритмів керування. Одержано рекомендації щодо вибору мікропроцесорного елемента, що задовольняє висунутим з боку системи векторного керування АД вимогам, і математичні залежності для коректного вибору пристрою формування сигналів керування силовими ключами, а також для параметричного вибору силових ключів. Проведено експериментальні дослідження, що підтверджують достовірність результатів роботи. Одержано узагальнену методику обгрунтування вибору складових частин системи векторного керування АД. Розглянуто вимоги до мікропроцесорного пристрою зі сторони системи векторного керування за ключовими параметрами: продуктивність роботи, кількість каналів аналогово-цифрового перетворення та виходів з широтно-імпульсною модуляцією, об'ємом пам'яті даних і пам'яті програм, наявна кількість входів-виходів для забезпечення обміну інформацією між цифровою системою та оператором. Наведено параметри та математичні залежності для коректного вибору пристроїв формування сигналів керування та силових ключів, та графіки впливу параметрів схеми на роботу силових елементів.

Дослідження спрямовано на визначення оптимальних параметрів пристрою керування для мінімізації динамічної похибки за швидкістю за зміни навантаження та одержання закономірностей впливу коефіцієнтів регулятора швидкості (РШ) електропривода головного руху (ЕГР) металорізального верстата на значення динамічної похибки за швидкістю. Обгрунтовано вибір структури пристрою керування швидкістю ЕГР, яка забезпечує мінімізацію динамічної похибки за швидкістю та задовольняє вимоги на складність та практичну реалізацію запропонованого РШ. Встановлено функціональні залежності амплітуди динамічної похибки та часу відновлення значення швидкості до заданого рівня від значень коефіціентів РШ, що дозволило визначити параметри регулятора на основі вимог до перехідного процесу за швидкістю під час ударного прикладення навантаження. Розроблено методику розрахунку значень коефіцієнтів РШ ЕГР, що забезпечують зменшення динамічної похибки за швидкістю на 66 % та часу відновлення до заданої швидкості на 60 % у порівнянні з існуючими та широко розповсюдженим ПІ-регулятором. Експериментально доведено працездатність запропонованого закону керування, одержано підтвердження економічної доцільності від його впровадження при виготовленні заготівель елементів двигунів внутрішнього згоряння дрібносерійними партіями, а саме: при виготовленні 150 шт зазначених елементів забезпечено економічний ефект у розмірі 20 тис. грн.

При создании итерационных многоканальных следящих электроприводов высокого качества необходимо обеспечить автономность настройки и функционирования их каналов управления. Для осуществления условий автономности каналов управления многоканальных дифференциальных электроприводов подачи станков могут быть применены компенсирующие перекрестные связи между каналами. Рассмотрены кинематическая схема и математическая модель движения двухканального дифференциального электропривода подачи, построенного по итерационному принципу. Построены и рассчитаны перекрестные связи, компенсирующие динамическое взаимовлияние между каналами по нагрузке (компенсаторы динамического взаимовлияния каналов) в таком двухканальном электроприводе с подчиненной настройкой. Применительно к электроприводу механизма подачи станка модели ИР800ПМФ4 получена структурно-алгоритмическая схема двухканальной системы управления привода, учитывающая подключение компенсаторов динамического взаимовлияния каналов. Приведены результаты сравнительного анализа показателей качества динамических и точностных характеристик предлагаемого двухканального и аналогичного одноканального привода подачи, применяемого на станках рассматриваемого типа. Методом компьютерного моделирования выполнена оценка эффективности применения компенсирующих перекрестных связей между каналами. Показана не только принципиальная необходимость, но и потенциальная эффективность применения компенсаторов динамического взаимовлияния каналов по нагрузке для повышения качества работы двухканальных дифференциальных электроприводов подачи как с оптимизированной (стандартной), так и с нсоптимизированной (нестандартной) подчиненной настройкой каналов.

Предложен вариант упрощённой схемы конструкции трёхдвигательного дифференциального механизма подачи с перенастраиваемым повышающим редуктором для трёхканального электропривода подачи, построенного по итерационному принципу. Разработаны кинематическая схема и математическая модель установившегося движения соответствующего нагруженного итерационного трёхканального дифференциально-редукторного электропривода подачи с перенастраиваемым повышающим редуктором. Построены и рассчитаны компенсаторы динамического взаимовлияния каналов по нагрузке в таком трёхканальном приводе. Применительно к электроприводу механизма подачи станка модели ИР1600МФ4 получена структурно-алгоритмическая схема трехканальной системы управления, учитывающая подключение компенсаторов взаимовлияния каналов. Конкретизация математической и компьютерной моделей выполнена применительно к моделированию движений двух- и трёхканального дифференциально-редукторного электропривода подачи с подчинённой настройкой каналов, предназначенного для перемещения инерционного рабочего органа станка в режиме фрезерования. Приведены сравнительные результаты компьютерного моделирования временных и частотных характеристик предлагаемого многоканального привода. Сравнение производилось с аналогичными по назначению, но различными по быстродействию современными одноканальными безредукторными электроприводами подачи, традиционно применяемыми на металлорежущих станках. Показано, что в компенсированном двух- и трёхканальном электроприводе по сравнению даже с широкополосным одноканальным асинхронным приводом подачи с частотно-токовым векторным управлением может быть достигнуто существенное повышение не только динамической точности управления, но и быстродействия практически во всем диапазоне перемещений. Установлено, что трехканальный электропривод с перенастраиваемым повышающим редуктором потенциально обеспечивает уровень качества управления подачей, недостижимый не только с помощью соответствующих традиционных одноканальных приводов различных типов, но и с помощью аналогичного по построению двухканального дифференциально-редукторного электропривода подачи.

Визначено основні принципи, які застосовуються в електроустаткуванні підприємств та використовуються для енергоощадності цивільних і промислових споруд. Надано методику постановки й вирішення інженерних задач, методів їх розв'язання та аналізу з метою використання в майбутній професійній діяльності.

Досліджено систему електроприводу токарного верстату 1Е61М, який широко використовується на металооброблюючих підприємствах. Існуюча система живлення передбачає наявність трифазної мережі, не забезпечує плавний пуск та регулювання швидкості головного руху верстату. Запропоновано забезпечити підвищення ефективності системи електроприводу токарного верстату 1Е61М за рахунок впровадження частотно-регульованого електроприводу на базі широко розповсюдженого перетворювача частоти АЕ200-4.0 G. Основні його переваги - низька вартість та можливість живлення від однофазної мережі. Використання цього перетворювача частоти дозволило зменшити споживання струму від мережі на 56 %, що свідчить про підвищення ефективності; забезпечити плавний пуск електродвигуна та покращити регулювальні характеристики системи електроприводу. Для аналізу електромагнітної сумісності з електричною мережею було проведено дослідження з використанням аналізатору якості електроенергії Metrel MI 2885 Master Q4 та спеціалізоване програмне забезпечення Metrel Power View. Вказаний аналізатор забезпечує відповідність стандарту якості електроенергії МЕК 61000-4-30, клас S, вимогам стандартів МЕК 61557-12 і IEEE 1459-2010 (об'єднана потужність (основна і додаткові гармоніки), основна потужність (основна гармоніка), неосновна потужність (додаткові гармоніки) і МЕК 62053-21 (енергія). Було встановлено, що використання перетворювача частоти АЕ200-4.0 G не задовольняє вимогам електромагнітної сумісності електротехнічного обладнання з мережею. Крім того, використання перетворювача частоти без вихідного синусного фільтра погіршує енергоефективність системи електроприводу за рахунок зниження ресурсу електричного двигуна, який не розрахований на роботу у складі частотно-регульованого електроприводу. Вибір та розрахунок вхідного та вихідного фільтрів дасть змогу забезпечити підвищення ефективності систем електроприводу на базі перетворювачів частоти.