УСТОЙЧИВОСТЬ И ТОЧНОСТЬ РОБАСТНОЙ СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОТОКОСЦЕПЛЕНИЯ РОТОРА АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПРИ СЛУЧАЙНЫХ ВАРИАЦИЯХ НЕОПРЕДЕЛЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ В ЗАДАННЫХ ГРАНИЦАХ

I. N. Khlopenko, S. A. Rozhkov, N. J. Khlopenko

Анотація


Цель. Целью работы является исследование устойчивости и точности робастной системы стабилизации потокосцепления ротора асинхронного электропривода при случайных вариациях неопределенных параметров объекта и регулятора в заданных границах. Методология. Для проведения исследований применялась математическая модель канала потокосцепления ротора системы векторного управления асинхронного электропривода с параметрической неопределенностью. Рассчитывалась передаточная функция Н-субоптимального регулятора по методу смешанной чувствительности. Эта передаточная функция использовалась для построения структурной схемы регулятора в виде соединения пропорциональных и интегрирующих звеньев и нескольких сумматоров. Определялись аналитические зависимости коэффициентов передаточной функции регулятора от параметров звеньев такого соединения. Эти зависимости служили для исследования влияния неопределенных параметров звеньев регулятора и объекта на устойчивость робастной системы и точность стабилизации потокосцепления. Результаты. Проведены исследования устойчивости робастной системы и точности стабилизации потокосцепления в пакете Robust Control Toolbox. Построены кривые переходных процессов потокосцепления и диаграмма Боде для разомкнутой системы при случайных вариациях неопределенных параметров объекта и звеньев регулятора в заданных границах. Выбор варьируемых параметров осуществлялся по методу Монте-Карло. По разбросу полученных кривых переходных процессов определялась точность стабилизации потокосцепления, а по диаграмме Боде – запасы устойчивости по амплитуде и фазе робастной системы. Установлена высокая точность стабилизации потокосцепления (отклонение менее 1 %) в достаточно широких диапазонах изменения неопределенных параметров объекта и регулятора при сохранении устойчивости системы с допустимыми запасами по амплитуде и фазе. Новизна. Впервые получены аналитические зависимости коэффициентов передаточной функции Н-субоптимального регулятора от параметров его структурной схемы, представленной в виде соединения пропорциональных и интегрирующих звеньев. Построена методика расчета устойчивости системы робастного управления потокосцепления и точности его стабилизации при случайных вариациях неопределенных параметров объекта и звеньев регулятора в заданных границах. Практическое значение. Использование предложенной методики позволяет в процессе конструирования регулятора обеспечить выбор его элементов из стандартных рядов.

Ключові слова


электропривод; векторное управление; канал потокосцепления; робастная система стабилизации; устойчивость; точность

Повний текст:

PDF ENG (English) PDF RUS

Посилання


1. Khlopenko N.J., Khlopenko I.N. Structural synthesis of a stabilizing robust controller of the rotor flux linkage. Electrical engineering & electromechanics, 2017, no.1, pp. 21-25. (Rus). doi: 10.20998/2074-272X.2017.1.04.

2. Elistratov V.D., Ilina A.G. Robust control by servo drive with non-rigid load with H-infinity norm limitation. Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Marine Engineering and Technologies, 2016, no.4, pp. 89-94. (Rus).

3. Kuznetsov B.I., Nikitina T.B., Kolomiets V.V., Khomenko V.V. Investigation of the effect of nonlinearities and variations of the control object parameters on dynamic characteristics of the electromechanical servo systems. Bulletin of NTU «KhPІ», 2015, no.12(1121), pp. 68-71. (Rus).

4. Nesenchuk A.A., Opeiko O.F., Odnolko D.S. Dynamics simulation and calculation of robust parameters for the electric drive control system on the basis of the root locus portraits. Artificial Intelligence, 2014, no.3, pp. 90-103. (Rus).

5. Nikitina T.B. Pareto optimal solution of multiobjective synthesis of robust controllers of multimass electromechanical systems based on multiswarm stochastic multiagent optimization. Electrical engineering & electromechanics, 2017, no.2, pp. 34-38. doi: 10.20998/2074-272X.2017.2.05.

6. Peresada S.M., Kovbasa S.N., Bovkunovich V.S. Rough vector control torque and flux induction motor. Technical electrodynamics, 2010, no.1. pp. 60-66. (Ukr).

7. Potapenko E.M., Kazurova A.E., Savranskaya A.V. Review of works on dynamics of multimass uncertain electromechanical systems carried out in ZNTU electric drive department. Electrical Engineering and Power Engineering, 2011, no.1, pp. 7-10. (Rus). doi: 10.15588/1607-6761-2011-1-1.

8. Ostroverkhov M.J., Pyzhov V.M. Robust speed vector control system of gated inductor type electrical drive. Electromechanical and energy saving systems, 2015, iss.3/2015(31), pp. 32-38. (Ukr).

9. Rudnev E.S., Morozova D.I. µ-synthesis of robust speed controller of synchronous electric drives. Electrotechnic and computer systems, 2015, no.20, pp. 42-50. (Rus). doi: 10.15276/eltecs.20.96.2015.06.

10. Richard Y., Chiang R., Michael G., Safonov M. MATLAB: Robust Control Toolbox. User’s Guide. Version 2, 1998. 230 p. Available at: http://www.mathworks.com (Accessed 12 May 2016).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1.     Хлопенко Н.Я., Хлопенко И.Н. Структурный синтез стабилизирующего робастного регулятора потокосцепления ротора // Електротехніка і електромеханіка. – 2017. – №1 – С. 21-25. doi: 10.20998/2074-272X.2017.1.04.
2.     Елистратов В.Д., Ильина А.Г. Робастное управление следящим электроприводом с нежесткой присоединенной нагрузкой с ограничением нормы H // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. – 2016. – №4. – С. 89-94.
3.     Кузнецов Б.И., Никитина Т.Б., Коломиец В.В., Хоменко В.В. Исследование влияния нелинейностей и вариации параметров объекта управления на динамические характеристики электромеханических следящих систем // Вісник НТУ «ХПІ». – 2015. – №12(1121). – С. 68-71.
4.     Несенчук А.А., Опейко О.Ф., Однолько Д.С. Моделирование динамики и расчет робастных параметров системы управления электропривода на основе корневых портретов // Искусственный интеллект. – 2014. – №3. – С. 90-103.
5.     Никитина Т.Б. Парето-оптимальное решение многокритериальной задачи синтеза робастных регуляторов многомассовых электромеханических систем на основе многороевой стохастической мультигенной оптимизации // Електротехніка і електромеханіка. – 2017. – №2 – С. 34-38. doi: 10.20998/2074-272X.2017.2.05.
6.     Пересада С.М., Ковбаса С.Н., Бовкунович В.С. Грубое векторное управление моментом и потоком асинхронного двигателя // Технічна електродинаміка. – 2010. – №1. – С. 60-66.
7.     Потапенко Е.М. Казурова А.Е., Савранская А.В. Обзор работ по динамике многомассовых неопределенных электромеханических систем, выполненных на кафедре электропривода ЗНТУ // Електротехніка та електроенергетика. – 2011. – №1. – С. 7-10. doi: 10.15588/1607-6761-2011-1-1.
8.     Островерхов М.Я., Пижов В.М. Робастна система векторного керування швидкістю вентильно-індукторного електропривода // Електромеханічні і енергозберігаючі системи. – 2015. – Вип.3/2015(31). – С. 32-38.
9.     Руднев Е.С., Морозова Д.И. µ-синтез робастного регулятора скорости синхронного электропривода // Електротехнічні та комп’ютерні системи. – 2015. – №20. – С. 42-50. doi: 10.15276/eltecs.20.96.2015.06.
10.  Richard Y., Chiang R., Michael G., Safonov M. MATLAB: Robust Control Toolbox. User’s Guide. Version 2, 1998. – 230 p. – Режим доступа: http://www.mathworks.com.




DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2018.4.06

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2018 I. N. Khlopenko, S. A. Rozhkov, N. J. Khlopenko


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)