Анотація до роботи:

Баленко О.І. Оптимізація системи керування електропередачею дизель-потягу. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.07 – автоматизація технологічних процесів. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2006.

Дисертація присвячена питанням розробки й дослідження систем керування, що забезпечують оптимізацію перевізного технологічного процесу дизель-потягу із перетворювачами частоти і тяговими асинхронними двигунами. Запропоновані математичні моделі компонент електропередачі дизель-потягу, новий підхід за допомогою теорії рівноважних моделей для визначення коефіцієнтів оптимізуємого функціоналу, співвідношення, які встановлюють зв'язок між значеннями b_ij (аналогічно й r_ij) оптимізуємого функціонала методу аналітичного конструювання регуляторів за критерієм узагальненої роботи (АКУР), алгоритми синтезу керувань електропередачею, яка забезпечує оптимізацією енергетичних показників дизель-потягу, структура системи керування з існуючим регулятором та працюючим паралельно допоміжним регулятором на основі тришарової нейронної мережі.

У дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-практична проблема синтезу системи керування тяговим асинхронним приводом дизель-потягу, що забезпечує надійне й економічне здійснення технологічного процесу перевезення вантажів і пасажирів й є істотним внеском у рішення проблеми створення тягового рухомого складу з асинхронним приводом на Україні. Основні результати і висновки дисертаційної роботи полягають у наступному:

1. Розроблена математична модель САК електропередачі для перших українських дизель-потягів із ПЧ і ТАД, що дозволяє проводити дослідження й оптимізацію параметрів системи керування.

2. Проведено дослідження методу АКУР за допомогою рівноважних математичних моделей, що дозволило одержати спектр можливих рішень, які дає метод, і обґрунтувати необхідність застосування евристичних методів пошуку структур і параметрів системи керування з використанням даного методу.

3. Одержав подальший розвиток метод АКУР у плані розробки евристичного алгоритму визначення параметрів системи керування на основі методу Лагранжа й критерію Сильвестра, що дозволило звузити область пошуку їхніх прийнятних значень. При цьому використання даного алгоритму дозволяє зменшити число можливих варіантів «підбора» коефіцієнтів b_ij й r_ij, що забезпечують мінімізацію заданого функціонала й тим самим дозволяє перебороти один з відзначених недоліків методу АКУР.

4. Сформульовані й вирішені завдання синтезу регуляторів для системи керування тяговими асинхронними двигунами методом АКУР з урахуванням повноти інформації про вектор фазових змінних об'єкта.

5. Для системи керування тяговими асинхронними двигунами синтезовані нейрорегулятори, що працюють разом з основним регулятором і підвищують ефективність й надійність системи керування.

6. Аналіз результатів досліджень системи керування, синтезованої з використанням методу АКУР, які проведені на математичних моделях і натурному зразку дизель-потягу показав, що математичні моделі адекватно відображують процеси, що відбуваються в об'єкті, а розроблена система забезпечує зменшення енергетичних витрат у порівнянні з існуючими системами й працездатність у всьому діапазоні завантаженості составу.

7. Проведені дослідження з використанням моделей дозволили виробити рекомендації з уточнення структури й параметрів системи керування окремими контурами регулювання електропередачі й скоротити час налагоджувальних випробувань, а дослідження на натурному зразку перших українських дизель-потягів – підтвердити вірогідність отриманих результатів.

8. Результати дисертаційної роботи використані ДП завод «Електроважмаш» при розробці електропередачі перших українських дизель-потягів з перетворювачами частоти й тяговими асинхронними двигунами.

Публікації автора:

1. Баленко А.И. К вопросу определения коэффициентов функционала в задаче аналитического конструирования регуляторов по критерию обобщенной работы // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ. – 1997. – Выпуск № 2. – С. 39–42.

2. Баленко А.И., Заполовский Н.И. Разработка и исследование оптимизационной модели нелинейного объекта управления. // Збірник наукових праць. – Харьков: ХВУ. – 1998. – Випуск 21. – С. 93–100.

Здобувачем було розроблено математичні моделі електропередачі дизель-потягу.

3. Баленко А.И., Заполовский Н.И., Пуйденко В.А. Математическая модель электропередачи дизель-поезда в режиме тяги // Вісник Харківського державного політехнічного університету. – Харків: ХДПУ. – 1998. – № 27. – С. 67–71.

Здобувачем були розроблені математичні моделі електропередачі дизель-потягу в режимі тяги.

4. Баленко А.И., Заполовский Н.И. Синтез оптимальной системы управления для объекта, описываемого системой нелинейных дифференциальных уравнений // Вісник Харківського державного політехнічного університету. – Харків: ХДПУ. – 1999. – № 30. – С. 26–27.

Здобувачем проведено синтез оптимальної системи керування з використанням методу АКУР.

5. Баленко А.И., Заполовский Н.И. К вопросу реализации системы управления электрической передачей дизель-поезда // Вісник Харківського державного політехнічного університету. – Харків: ХДПУ. – 2000. – № 80. – С. 14–16.

Здобувачем були розроблені структури компонентів системи керування та алгоритми їх реалізації.

6. Баленко А.И., Заполовский Н.И. Выбор коэффициентов оптимизирующего функционала метода аналитического конструирования регуляторов по критерию обобщенной работы // Системи обробки інформації. – Харьков: ХВУ. – 2001. – Випуск №6 (16). – С. 7–11.

Здобувачем запропонована методика визначення коефіцієнтів оптимізуємого функціоналу.

7. Баленко А.И., Дмитриенко В.Д., Заполовский Н.И., Носков В.И. Равновесные математические модели при синтезе регуляторов для систем управления приводом // Вісник Національного технічного університету „ХПІ”. – Харків: НТУ „ХПІ”. – 2002. – № 9, т. 7. – С. 54–60.

Здобувачем було запропоновано використання теорії рівноважних математичних моделей для визначення коефіцієнтів методу АКУР.

8. Баленко А.И., Заполовский Н.И. Исследование объекта с использованием пакета моделирования непрерывных систем // Материалы международной научно-технической конференции „Информационные технологии: наука, техника, технология, образование, здоровье”. – Харьков: ХГПУ. – 1996. – Часть 2. – С. 7.

Здобувачем були запропоновані структури для формування керуючих впливів автоматизованої системи керування.

9. Баленко А.И., Заполовский Н.И. Шарма Сунил Дутт. Результаты исследования математической модели электропривода переменного тока с синтезированной системой регулирования // Материалы международной научно-технической конференции „Информационные технологии: наука, техника, технология, образование, здоровье”. – Харьков: ХГПУ. – 1997. – Часть 5. – С. 51–54.

Здобувачем синтезовано оптимальну СК ТП електропривода, що містить ПЧ та ТАД.

10. Баленко А.И., Заполовский Н.И., Носков В.И. Исследование с помощью имитационного моделирования электропередачи дизель-поезда // Компьютерное моделирование. – Белгород: БелГТАСМ. – 1998. – С. 74–79.

Здобувачем були запропоновані структурні моделі для формування керуючих впливів АСК ТП.

11. Баленко А.И., Заполовский Н.И. Выбор коэффициентов оптимизирующего функционала метода аналитического конструирования регуляторов по критерию обобщенной работы // Матеріали міжнародної науково-технічної конференції „Проблеми інформатики і моделювання”. – Харків: НТУ „ХПІ”. – 2001. – С. 9.

Здобувачем запропоновано використання методу Лагранжа та критерію Сильвестра для знаходження співвідношень між коефіцієнтами методу АКУР.

12. Баленко А.И., Заполовский Н.И., Носков В.И. Разработка и исследование САР электропередачи дизель-поезда с электроприводом переменного тока // Матеріали третьої міжнародної науково-технічної конференції „Проблеми інформатики і моделювання”. – Харьків: НТУ „ХПІ”. – 2003. – С. 3–4.

Здобувачем були розроблені рекомендації щодо удосконалення системи керування електропередачі дизель-потягу.

13. Баленко А.И. Оптимизация системы управления дизель-поезда на основе метода АКОР с использованием нейронных сетей // Матеріали четвертої міжнародної науково-технічної конференції „Проблеми інформатики і моделювання”. – Харьків: НТУ „ХПІ”. – 2004. – С. 22.

14. Дмитриенко В.Д., Заполовский Н.И., Баленко А.И., Носков В.И Равновесные математические модели динамических процессов электропривода переменного тока // Научные ведомости. – Белгород: Белгородский государственный университет. – 2004. – Том 1, выпуск 1(19). – С. 52–62.

Здобувачем було запропоновано використання теорії рівноважних математичних моделей для зменшення області пошуку коефіцієнтів оптимізуємого функціоналу.