Розглянуто питання визначення параметрів регуляторів і спостерігачів стану електромеханічних об'єктів за модульним оптимумом. Розроблені принципи оптимізації перевірено на прикладі електромеханічної системи з пружними кінематичними зв'язками.

Рассмотрены вопросы определения параметров регуляторов и наблюдателей состояния электромеханических объектов по модульному оптимуму. Разработанные принципы оптимизации проверены на примере электромеха-нической системы с упругими кинематическими связями.

The questions of parameters definition for state space regulators and observers of electromechanical objects on the absolute value optimum are considered. The developed optimization principles are checked up on the basis of consideration of electromechanical system with elastic kinematic links.

Розглянуто питання теоретичного обгрунтування та реалізації мікропроцесорної системи керування тиристорним електроприводом постійного струму з покращеними функціональними властивостями. Запропоновано принцип змінювання інтервалу дискретності регулювання силового струму тиристорного електропривода, що забезпечує стабілізацію динамічних характеристик контура регулювання струму. Отримано закони регулювання струму з максимально можливою швидкодією. Виконано подальші дослідження систем з ідентифікацією та компенсацією навантаження приводу. Досягнуто покращання динаміки процесів регулювання його швидкості. Розроблено алгоритми швидкодіючої автоматичної настройки регуляторів струму та швидкості електроприводу з поширеною галуззю застосування.

Розглянуто ідентифікацію параметрів двомасового електромеханічного об'єкта. Застосовано структуру базисних функцій, одержану на основі синтезованої дискретної математичної моделі об'єкта, і метод найменших середніх квадратів. Одержано суттєве зменшення часу здійснення ідентифікації.

Рассмотрена идентификация параметров двухмассового электромеханического объекта. Использованы структура базисных функций, полученная на основе синтезированной дискретной математической модели объекта, и метод наименьших средних квадратов. Получено существенное уменьшение времени выполнения идентификации.

The parameter identification of two-mass electromechanical object is considered. The basis func-tion network, obtained with synthesized time-discrete mathematic object model, and least mean square method are used. The significant time decrease of identification process is obtained.

Розглянуто розроблену методику з визначення параметрів регуляторів і спостерігачів стану складних електромеханічних об'єктів. Застосовано трансформацію простору станів, що забезпечує спрощення процедури оптимізації. Розробки експериментально перевірено на базі позиційної системи електропривода.

Рассмотрена разработанная методика определения параметров регуляторов и наблюдателей состояния сложных электромеханических объектов. Использована трансформация пространства состояний, что обеспечивает упрощение процедуры оптимизации. Разработки экспериментально проверены на базе позиционной системы электропривода.

The developed methodic for parameter determination of state space controllers and observers is considered. The state space transformation is used that ensure the simplification of optimization procedure. The development is experimentally verified on the basis of electrical drive position system.

Розглянуто спрощену процедуру одержання дискретних математичних моделей електромеханічних об'єктів. Підхід грунтується на припущенні достатньо великої електромагнітної сталої часу силового кола електроприводу. Аналіз результатів підтвердив ефективність розробленого методу.

Рассмотрена упрощенная процедура получения дискретных математических моделей электромеханических объектов. В основу подхода положено предположение достаточно большой постоянной времени силовой цепи электропривода. Анализ результатов подтвердил эффективность разработанного метода.

The simplified procedure for obtaining of discrete-time mathematics models for electromechanical objects is considered. The approach is based on assumption of a sufficiently large electromagnetic time constant of electrical drive power circuit. The analysis of results confirmed the efficiency of the developed method.

Розглянуто автоматичне настроювання регулятора швидкості електропривода. Розроблено спостерігач навантаження для ідентифікації динамічного моменту двигуна. Підтверджено ефективність процесу настроювання на основі фазі-логіки в робочому режимі функціонування електропривода.

Рассмотрено автоматическое настраивание регулятора скорости электропривода. Разработан наблюдатель нагрузки для идентификации динамического момента двигателя. Подтверждена эффективность процесса настраивания на основе фаззи-логики в рабочем режиме функционирования электропривода.

The self-tuning of electrical drive speed controller is considered. The load observer is designed for dynamic torque identification of a motor. The effectiveness is confirmed for fuzzy logic-based self-tuning process at electrical drive on-line operation.

Розглянуто аспекти ідентифікації миттєвої швидкості електроприводу в позиційній системі з імпульсним датчиком переміщень. Показано, що визначення швидкості переміщень на основі оцінки зміни положення за певний інтервал часу може призводити до неприпустимих флуктуацій у процесі позиціонування. Використання спостерігача стану дозволяє уникнути цих негативних явищ.

Розглянуто питання імітації змінень навантаження та моменту інерції електроприводу, а також теоретичні підгрунтя. Надано результати моделювання, одержані під час дослідження електромеханічної системи. Підтверджено досягнення позитивних результатів у випадку імітації змінень навантаження та моменту інерції. Зроблено висновки відносно використання такого підходу для випробувань електроприводів.

Розглянуто підхід до ідентифікації динамічних характеристик контуру регулювання моментоутворюючого струму двигуна. Ідентифікацію базовано на аналізі дискретної імпульсної перехідної функції. Надано вирази для визначення параметрів цифрових регуляторів швидкості електропривода за будь-якої конфігурації системи регулювання. Коректність виконаних розробок перевірено за допомогою промислової системи електропривода.

Вирішено науково-прикладну проблему синтезу цифрових систем регулювання електромеханічних об'єктів з урахуванням дискретного функціонування силових перетворювачів електроенергії та регулювальних пристроїв. Розроблено метод визначення параметрів дискретних математичних моделей силових напівпровідникових перетворювачів електроенергії у вигляді ідеального імпульсного елемента та ланки затримки на певний проміжок часу. Обгрунтовано методи синтезу багатоконтурних цифрових систем як підпорядкованого регулювання, так і регулювання стану з різними кратними інтервалами дискретності в контурах регулювання. Розглянуто узагальнену математичну модель процесу регулювання моментоутворювального струму електродвигунів у вигляді дискретної аперіодичної ланки з відповідними параметрами. Запропоновано метод оптимізації регуляторів і спостерігачів стану електромеханічних систем із застосуванням еквівалентної каскадної структури. Ефективність розроблених методів синтезу цифрових систем апробовано при регулюванні швидкості та положення в системах електропривода, а також при ідентифікації змінних і параметрів електромеханічних об'єктів.

Розглянуто аспекти створення електричних навантажень при випробуваннях силових перетворювачів частоти. Завдання на фазні струми кола навантаження випробовуваного перетворювача визначено на основі дискретної математичної моделі електродвигуна відповідно до виміряних середніх значень вихідної напруги перетворювача. Здійснено емуляцію електричної машини шляхом регулювання фазних струмів за допомогою навантажувального матричного перетворювача. Математичним моделюванням системи підтверджено адекватність виконаних розробок, що створює передумови для експериментальних досліджень.

Синтезовано імпульсну модель матричного перетворювача частоти. Проаналізовано адекватність моделі перетворювача з позицій змінення струму в активно-індуктивному колі навантаження. Визначено, що за постійного значення напруги на вході інвертора похибка моделі знаходиться в межах 0,1 %. Збільшення похибки через змінення вхідної напруги може бути компенсовано на основі вимірювання та врахування середнього значення напруги за інтервал широтно-імпульсної модуляції.

The synthesis of an impulse model for the matrix frequency converter is performed. The analysis of converter model adequacy is carried out from positions of the current changing in the active-inductive load. There is determined that at the voltage constant value on the inverter input the error of the model is within 0,1 %. The error increase due to the input voltage changing can be compensated on the basis of measurement and taking into account of the voltage mean value during the interval of pulse-width modulation.

Осуществлен синтез импульсной модели матричного преобразователя частоты. Проведен анализ адекватности модели преобразователя с позиций изменения тока в активно-индук-тивной цепи нагрузки. Определено, что при постоянной величине напряжения на входе инвертора ошибка модели находится в пределах 0,1 %. Увеличение ошибки из-за изменения входного напряжения может быть компенсировано на основе измерения и учета среднего значения напряжения за интервал широтно-импульсной модуляции.

Розглянуто принципи й результати синтезу варіантів моделі асинхронного двигуна з урахуванням дискретних властивостей силового перетворювача частоти. Перетворювач надано двома ідеальними імпульсними елементами з кратними інтервалами дискретності та ланкою затримки в часі. Варіанти дискретної математичної моделі двигуна отримано на основі модифікованого z-перетворення. Модель орієнтовано на використання в процесі навантажувальних випробувань силових перетворювачів. На основі порівняльного аналізу визначено, що дискретна модель в обертовій системі координат потребує в 1,5 рази більшого часу для реалізації, ніж модель у нерухомій системі координат, проте точність відповідності неперервному прототипу відносно компонент струму статора є вищою у дискретної моделі в обертовій системі координат. Це дає підстави для її практичного застосування.

Розглянуто підходи до врахування властивостей - емуляції технологічних об'єктів при випробуваннях електро-механічних систем. Функції об'єктів можуть бути реалізовані за допомогою апаратно-програмних засобів у різній конфігурації залежно від задач випробувань. Основу емуляції складають дискретні математичні моделі об'єктів, які отримують, як правило, на базі неперервних прототипів. Акцентовано на необхідності обов'язкової перевірки моделей на стійкість. Відзначено важливість врахування інерційності впливу на випробувану електромеханічну систему. На прикладі вібраційної машини розглянуто динамічні властивості формування механічного навантаження в процесі емуляції технологічного об'єкта.

Розглянуто принципи імітації технологічного навантаження в процесі випробувань систем електропривода. імітація здійснюється шляхом формування додаткового завдання на моментоутворюючий струм електродвигуна, розрахованого на основі математичної моделі технологічного процесу. При цьому враховуються змінення механічного навантаження та моменту інерції механізму. Система регулювання швидкості електропривода функціонує аналогічно реальним умовам. Теоретичні підгрунтя перевірені за допомогою комп'ютерного моделювання. Визначено, що похибка імітації залежить від рівня швидкості електропривода та швидкодії регулювання моментоутворюючого струму двигуна й при номінальній швидкості знаходиться в межах 1,5 %. Продемонстровано коректність розглянутого підходу на прикладі функціонування установки з намотування металевої смуги. Отримані результати дають підстави для їх практичного використання.

Виконано дослідження варіантів позиційних електромеханічних систем, які є основою автоматизації технологічних процесів, з метою порівняння їх динамічних властивостей. Аналіз та моделювання систем виконано із застосуванням математичного опису систем у просторі станів. Визначено, що типова система з пропорційно-інтегральним регулятором швидкості електроприводу має гірші динамічні характеристики, але менш чутлива до змінення параметрів, ніж система з еталонною моделлю контуру регулювання та пропорційним регулятором швидкості. Зазначено, що корекція сигналу позиційного задання у функції першої та другої похідної від цього сигналу забезпечує швидкодію типової системи практично однакову відносно до системи з еталонною моделлю, однак система стає більш чутливою до змінення параметрів. Отримані результати досліджень дають підстави щодо вибору варіанту позиційної системи для практичного використання залежно від вимог до технологічного процесу.

Надано результати досліджень і розробок молодих учених із провідних навчальних закладів, наукових установ і промислових підприємств України, Республіки Казахстан, Словакії, Китаю, Німеччини, Марокко у напрямах: електромеханічні системи, методи моделювання та оптимізації; діагностика електромеханічних систем та енергоресурсозбереження; енергетика та енергетичні системи; автоматизація тощо. Увагу приділено електричним машинам та апаратам; інноваціям в освіті та виробництві. Висвітлено проблеми вищої школи. Акцентовано увагу також на комп'ютерних технологіях в освіті та виробництві.