Викладено основні теоретичні положення кодифікованої модуляції сигналів інверторів напруги як нового напрямку в області імпульсної модуляції, що вирішує наукову проблему створення універсальної синхронної обчислювально ефективної цифрової широтно-імпульсної модуляції (ШІМ), яка базується на прямому синтезі вихідної напруги інвертора шляхом кодифікації (ідентифікації) параметрів сигналів у функції вихідної частоти, що забезпечує плавне та безударне регулювання напруги при підвищеній швидкодії алгоритмів керування, висока ефективність яких обгрунтована теоретично і доведена практично. Розроблено універсальне програмне забезпечення для ПЕОМ, призначене для моделювання систем з кодифікованою ШІМ.

Методом узагальнених векторів та операторного зображення отримано рішення для стаціонарних електромагнітних процесів асинхронного двигуна у разі живлення від трифазного автономного інвертора напруги (АІН) з широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ) за синусоїдальним законом. На основі принципу підпорядкованого регулювання та змінного режиму керування розроблено структури регулювання асинхронного електропривода з АІН-ШІМ, які використовують оптимальний за швидкодією відпрацювання статорного струму (моменту) АД алгоритм керування силовими ключами інвертора.

Проаналізовано процеси, що відбуваються в приводі за системою ПЧ - АД, яка працює у пуско-гальмових режимах, під час комутації ключів автономного інвертора напруги (АІН) з частотою широтно-імпульсної модуляції (ШІМ), електричних, електромагнітних і електромеханічних процесів в асинхронних електроприводах під впливом вихідної напруги інвертора, що формується за різними варіантами методу ШІМ, широтно-імпульсного й амплітудно-імпульсного регулювання. Особливу увагу приділено дослідженню внутрішніх комутаційних процесів в АІН і аварійних процесів приводу, що відбуваються у разі раптового відключення напруги живлення. Проведено порівняльний аналіз 73 варіантів формування вихідної напруги АІН. Розроблено рекомендації щодо їх ефективного застосування. Запропоновано універсальний програмний комплекс "MCF - Hicham", за допомогою якого досліджено нормальні й аномальні режими приводу в природних трифазних осях без проміжного переходу від двофазного представлення, що широко застосовується, до трифазної системи координат.

Створено системи керування асинхронними вентильними стартер-генераторами (АВСГ). На підставі розширеної кодоімпульсної обробки інформації розроблено узагальнену структуру системи керування АВСГ, що містить додаткові зворотні зв'язки за електричною частотою ротора, струмами та напругами каналів відбору потужності. Проведено порівняльний аналіз ефективності використання алгоритмів широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) в АВСГ. Розроблено математичний апарат синтезу алгоритмів дискретного цільового регулювання гармонічного складу вихідної напруги АВСГ для оптимізації заданого параметра якості або залежного енергетичного показника у ШІМ. Наведено інженерні методики їх розрахунків.

Досліджено перетворювачі постійного струму в змінний з широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ) за синусоїдальним законом, в яких як первинну ланку використано інвертор напруги з відсічним комутувальним дроселем. Запропоновано схеми напівпровідникових ключів із внутрішнім зворотнім зв'язком, який діє на вимикання, що сприяє виконанню однорідної комутації другого роду в інверторній ланці. Розроблено методику вибору параметрів інвертора напруги з відсічним комутувальним дроселем і розрахунку напівпровідникових ключів із внутрішнім зворотним зв'язком, що діє на вимикання. Наведено структури перетворювачів із синусоїдальною ШІМ, охоплених позитивним частотно-залежним зворотним зв'язком за основною частотою та методику вибору основних параметрів перетворювача. Визначено тиристорний перетворювач постійного струму в перемінний з ШІМ за синусоїдальним законом, що працює в повторно-короткочасному режимі. Наведено методику вибору параметрів вузла комутації для спрощення конструкції.

Оптимізовано режими енергоспоживання асинхронних електроприводів з автономним інвертором із широтно-імпульсною модуляцією вихідної напруги (АІН-ШІМ) з безпосереднім перетворювачем частоти (БПЧ) на повністю керованих силових ключах за мінімумом електромагнітних втрат потужності двигуна, зіставлено питомі електромагнітні втрати потужності двигуна, що виділяються під час створення одиничного електромагнітного моменту, для запропонованого економічного та відомих режимів управління. Розроблено структури авторегулювання згаданих електроприводів, що реалізують економічний режим електроспоживання.

Досліджено багатофазні імпульсні перетворювачі (БІП) з регулюванням за широтно-імпульсним методом (ШІМ) з силовими каналами (СК) знижувального, підвищувального й інвертувального типів для пристроїв електроживлення та систем електропостачання телекомунікаційних систем. Розроблено математичну модель електричних процесів перетворювачів постійної напруги, що узагальнена щодо трьох зазначених типів схем силових каналів і режимів роботи перетворювача, яка дозволяє проводити розрахунки електричних, енергетичних і конструктивних параметрів перетворювача. Розроблено методику, алгоритми та програмне забезпечення для дослідження електричних процесів і енергетичних параметрів перетворювачів постійної напруги (ПЕЕ) модульної структури. Досліджено основні параметри модульних імпульсних ПЕЕ з СК зазначених типів, виконано порівняльну оцінку показників якості ПЕЕ з одно- і багатофазним принципами функціонування. Розроблено методику та програмне забезпечення для автоматизованого проектування БІП за критерієм мінімального обсягу у разі максимального значення коефіцієнта корисної дії, що сприяє практичній реалізації пристроїв даного класу з поліпшеними масогабаритними показниками (більш високою питомою потужністю).

Розглянуто умови досягнення максимальної швидкодії в системах електроживлення з глибокою Шіротно-імпульсною модуляцією (ШІМ). Показано, що умови досягнення процесів кінцевої тривалості, розраховані "в малому", не завжди виконуються "у великому". В системах з глибокою ШІМ для досягнення максимальної швидкодії потрібно використовувати адаптивний регулятор у сукупності з фаззі-регуляторами.

Розроблено методику розрахунку сумарної квадратичної оцінки точності систем стабілізації без обмеження діапазону шіротно-імпульсної модуляції (ШІМ). Проведено порівнювальний аналіз систем з різними видами ШІМ. Одержані теоретичні результати підтверджено експериментально в цифровій системі стабілізації постійної напруги з перестроюванням виду ШІМ, розробленої на основі програмної логічної інтегральної схеми.

Проведено синтез та аналіз методів векторного керування (ВК) асинхронними двигунами (АД) з поліпшеними енергетичними та динамічними характеристиками та малим обсягом обчислень. Здійснено огляд теоретичних досліджень ВК і систематизовано математичний опис робочого процесу АД для ВК. Синтезовано аналітичні вирази програмних струмів, що мінімізують споживну потужність або струм статора. Обгрунтовано робастний оптимальний закон керування швидкісним контуром. Особливу увагу приділено інформаційному забезпеченню ВК АД лише за клемними вимірюваннями струмів і напруг на виході перетворювача частоти (ПЧ) з широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ). Синтезовано фільтри струмів і напруг на виході ПЧ, які виділяють їх основні складові без амплітудних і фазових викривлень. Розроблено адаптивні спостережники, які уникають проблем чистого інтегрування під час визначення проекцій векторів потокозчеплень. Запропоновано методи ідентифікації опорів статора та ротора в реальному часі у процесі штатного функціонування. Синтезовано алгоритми інформаційного забезпечення з меншим обсягом обчислень у порівнянні з традиційними розрахунковими методами.

Проаналізовано закон зміни струму та зусилля на електромагніті резонансної вібраційної машини у разі живлення її за допомогою ШІМ синусоїди. Показано доцільність застосування ШІМ синусоїди з частотою, вдвічі меншою, ніж резонансна частота машини.

Удосконалено теорію та практику синтезу тягового електроенергоощадного електроприводу змінного струму з плавномінливою структурою для рудникових акумуляторних електровозів. Визначено критерії вибору базової структури тягового електроприводу. Удосконалено та конкретизовано алгоритм пошуку оптимальної структури тягового електроприводу й імпульсного перетворювача. Запропоновано схемотехнічні рішення тягового електроприводу з секціями, що переключаються плавно та послідовно паралельним перемиканням тягових двигунів з забезпеченням істотного зниження струмових навантажень акумуляторної батареї у процесі розгону електровозу. Проведено аналітичні комп'ютерні та експериментальні дослідження електромагнітних процесів у силовому ланцюгу тягового електроприводу за ШІМ напруги живлення тягових двигунів, в результаті яких встановлено аналітичну залежність між частотою модуляції, шпаруватістю імпульсного перетворювача, коефіцієнтом пульсації струму та параметрами силового ланцюга. Обгрунтовано переваги двоступеневого регулювання напруги та розроблено алгоритм його реалізації на базі використання мікропроцесорного блоку керування.

Досліджено електромагнітні процеси, питання ідентифікації та автоматичного керування за аварійних режимів в асинхронному електроприводі (ЕП) на базі автономного інвертора напруги (АІН) з широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ). Розроблено математичний опис та імітаційну модель зазначеного ЕП, яка дозволяє враховувати дискретні властивості та несинусоїдну форму вихідної напруги (струму) інвертора, нелінійність кривої намагнічування двигуна. З застосуванням методів операторного зображення, узагальнених векторів, еквівалентних джерел розраховано електромагнітні процеси, які відбуваються в асинхронному ЕП з АІН-ШІМ за аварійних режимів, а саме: внутрішнього короткого замикання в інверторі, провалів і відновлення напруги мережі живлення ЕП, неповнофазних режимів інвертора, спричинених зникненням одного чи декількох керуючих імпульсів на його силових ключах. На підставі результатів проведеного аналізу електромагнітних процесів одержано аналітичні залежності для інженерного розрахунку. Запропоновано ефективні способи ідентифікації й автоматичного керування асинхронним ЕП з АІН-ШІМ за аварійних режимів, що дозволяють запобігти виходу з ладу силових елементів електропривода під час експлуатації.

Розвинуто теорію нелінійних імпульсних систем у частині оцінки "у великому" динамічної помилки регулювання та впливу на неї процесу перебудови виду широтно-імпульсної модуляції (ШІМ). Установлено, що системи стабілізації, виконані за принципом підлеглого регулювання з внутрішнім контуром струму, мають вищі динамічні та статичні показники точності, ніж системи з асинхронною інтегральною ШІМ. Виявлено, що глибокорегулювальовані системи з двобічною ШІМ у динаміці мають меншу середньоквадратичну помилку регулювання у порівнянні з ШІМ заднього та переднього фронтів. З'ясовано, що система стабілізації постійної напруги з ШІМ найбільш чутлива до збурень стосовно живлення за підходу до точок біфуркації і практично не чутлива до них після цих точок.

Розглянуто низькочастотні (НЧ) способи модуляції для регулювання вихідного струму чи потужності, що необхідно для забезпечення технологічних режимів індукційного нагрівання. Показано залежності параметрів вихідного струму під час регулювання НЧ-ШІМ й НЧ-ЧІМ.

Розроблено, створено та досліджено енергоощадні адаптивні вібраційні технологічні машини (АВТМ) з керованими вібропроводами. Здійснено аналіз і класифікацію керованих систем віброприводу, резонансних вібраційних технологічних машин, за спільними ознаками дії віброприводу на робочий орган. На підставі аналізу позитивних і негативних факторів існуючих керованих систем вібраційних приводів синтезовано структурні схеми для керованих систем з дисбалансним і електромагнітним віброприводом, які дозволяють керувати параметрами вібраційного поля ВТМ на резонансній робочій частоті вібромашини та підтримувати постійний резонансний режим роботи ВТМ незалежно від зміни маси завантаження робочого органу. Розроблено алгоритм функціонування АВТМ резонансного типу. Даний алгоритм реалізовано на промисловому мікроконтролері та перетворювачі частоти на базі широтно-імпульсно модульованої (ШІМ). Розроблено комплексну методику розрахунку електромагнітного віброприводу за використання ШІМ для живлення у АВТМ резонансного типу. Для АВТМ даного типу з дебалансним віброприводом проведено дослідження з використанням експериментальної моделі адаптивної технологічної машини. За результатами досліджень установлено взаємозв'язок енергетичних характеристик вібраційного поля АВТМ резонансного типу й енергетичних затрат дебалансного віброприводу для їх створення. Розроблено комплексну методику та принципи розрахунку дебалансного віброприводу резонансних АВТМ.

Формалізовано підхід, що узагальнює та доповнює теорію створення архітектур сучасних електроприводів (ЕП) і синтезу фільтрокомпенсувальних пристроїв - складових електротехнічних комплексів, для покращання електромагнітної сумісності контуру перетворення електричної енергії з живильною мережею та навантаженням. Проведено градацію рівнів вимог та їх відповідність умовам електромагнітної сумісності ЕП, симетрованих з живильною мережею та навантаженням. Досліджено електромагнітні процеси та підтверджено можливість досягнення необхідного рівня електромагнітної сумісності у разі ШІМ-напруги живлення електричного двигуна шляхом застосування електричних фільтрів. На базі методу чотириполюсника розроблено методику формування структур електричних фільтрів, що дозволяє синтезувати їх нові варіанти як комбінації функціональних ланок - суб'єктів фільтрації загальнофільтрувального комплексу. Доведено залежність між якістю перетворення електричної енергії в ЕП змінного струму з контуром імпульсного перетворення напруги живлення асинхронного двигуна (АД) та режимами їх функціонування, що дозволило розробити рекомендації щодо рівня припустимих і можливих відхилень форм кривих струму та напруги від синусоїдних. Запропоновано та досліджено алгоритм компенсації впливу параметрів вихідного фільтра на характеристики ЕП. Досліджено новий ефект, врахування якого дозволяє визначити рівень виконання захисних функцій відповідними пристроями перетворювального контуру. Доведено необхідність та модернізовано імпульсний перетворювач ШІМ-напруги комплектного ЕП елементами захисту від "довгих" імпульсів наднапруг.

Предложен алгоритм формирования выходного ШИМ напряжения автономного инвертора. Расчетным и экспериментальным путем показана идентичность формируемого напряжения его реальной форме на выходе инвертора.

Розглянуто процес програмного супроводження космічного апарата антенною системою в ході проведення сеансу прийому інформації дистанційного зондування Землі. Запропоновано методику синтезу сигналу ШІМ-управління двигуном постійного струму незалежного збурення, що грунтується на визначенні допоміжного аналогового сигналу та проаналізовано її роботу. Одержано у векторній формі модель цифрового регулятора. Відмічено можливість методики забезпечити оптимальний за тривалістю та кількістю переколивань перехідний процес.