Сметана Ігор Володимирович. Підвищення робастності асинхронного електроприводу з векторним керуванням : дис... канд. техн. наук: 05.09.03 / Національний ун-т "Львівська політехніка". - Л., 2005.
Анотація до роботи:
Сметана І.В. Підвищення робастності асинхронного електроприводу з векторним керуванням. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.03 – електротехнічні комплекси та системи. – Національний університет «Львівська політехніка». – Львів, 2005.
Дисертаційна робота присвячена науковій задачі підвищення робастності систем з векторним керування (СВК) на базі АД з к.з. ротором, що полягає в забезпеченні необхідних статичних та динамічних властивостей електроприводу в якому присутні параметричні збурення.
В роботі запропоновано аналітичний метод дослідження чутливості СВК до зміни параметрів на точності ідентифікації координат стану. На основі отриманих за допомогою цього методу результатів, а також досліджень на математичних моделях електроприводів з векторним керуванням, проведено класифікацію та сформульовано рекомендації щодо вибору структур СВК для зменшення їх чутливості. Запропроновано ефективний спосіб ідентифікації параметрів заступної схеми АД з к.з. ротором та проведено його реалізацію на експериментальній установці. Синтезовано оптимальні налаштування замкнених естиматорів потокозчеплення, а також отримано оптимальні структури штучних нейронних мереж, що забезпечують покращення характеристик електроприводу. Показано доцільність застосування в СВК рекурентних нейромереж які забезпечують необхідні показники електроприводу, як на математичних моделях, так і з використанням розробленої експериментальної установки.
У дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення та нове розв’язання науково-прикладної задачі покращення характеристик керованого асинхронного електроприводу, що перебуває під дією параметричних збурень. Виконані в дисертаційній роботі дослідження дали змогу зробити наступні висновки:
Забезпечення відповідних динамічних та статичних характеристик асинхронного електроприводу з векторним керуванням при дії параметричних збурень робить необхідним проведення аналізу їх чутливості та вирішення задач вдосконалення способів ідентифікації параметрів заступної схеми АД та координат стану.
Застосування аналітичного методу аналізу чутливості СВК дозволило провести їх класифікацію, а також визначити чутливість окремих контурів до зміни параметрів та точності ідентифікації координат стану.
Розроблені математичні моделі адекватно відображають процеси в системах з векторним керуванням і дають змогу аналізувати вплив зміни параметрів двигуна в процесі експлуатації на характеристики електроприводу.
Запропонований метод ідентифікації параметрів заступної схеми АД забезпечує високу точність їх визначення (до 2% похибки визначення активних опорів) і дає змогу створювати конкурентноздатні системи керованого електроприводу.
В результаті проведених досліджень синтезовано оптимальні налаштування замкнених естиматорів потокозчеплення, а також отримано оптимальні структури штучних нейронних мереж, що забезпечують покращення характеристик електроприводу.
Застосування в системах векторного керування традиційних структур нейронних мереж прямого поширення сигналу (НМПП), які є статичними за своєю природою, не забезпечує задовільної точності відтворення вектора потокозчеплення в замкнутій системі, внаслідок використання вхідних сигналів напруги з виходу інвертора з ШІМ. Запропонована в роботі каскадна структура НМПП дає змогу уникнути цього недоліку.
Рекурентні нейронні мережі (РНМ) забезпечують створення робастних СВК і тим самим покращують характеристики цих систем при дії параметричних збурень у порівнянні з системами, в яких застосовано традиційні естиматори. Зокрема застосування РНМ забезпечує зменшення низькочастотних коливань моменту та покращення форми фазних струмів статора.
Результати дослідження СВК отримані з використанням розробленої експериментальної установки, відповідають результатам отриманим для даних систем на основі їх математичних моделей, а також підтверджують доцільність застосування нейронних мереж в системах керованих електроприводів, в яких присутні параметричні збурення для підвищення робастності та покращення їх характеристик.
Публікації автора:
Smetana I.V., Losynsky A.O., Klytta M., Garbrecht F-W. Identification of induction cage motor flux using state variables // Вісник НТУ “ХПІ”, “Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика”. – Харків, – 2002. – №12, Т.1, – C. 121-122.
Smetana I.V., Losynsky A.O., Klytta M., Garbrecht F-W. Design and Simulation of an Identification Method for DC Motor Parameters // Вісник НТУ “ХПІ”, “Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика”. – Харків, – 2002. – №12, Т.2, – C. 389-392.
Сметана І.В., Лозинський А.О., Клюта М., Гарбрехт Ф.-В. Порівняльний аналіз параметричної чутливості різних схем векторного керування електроприводом змінного струму // Вісник НТУ “ХПІ”, “Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика”. – Харків, – 2003, – №10, Т.1, – C. 89-90.
Smetana I.V., Losynsky A.O., Klytta M., Garbrecht F-W. Method for parameters identification of an asynchronous machine. // Технічна електродинаміка. – Київ, – 2003. – Ч.3, – С. 68-71.
Сметана І.В., Лозинський А.О. Застосування штучних нейронних мереж для підвищення точності ідентифікації потокозчеплення в системах електроприводу з векторним керуванням // Міжв. наук.-техн. збірник "Електромашинобудування та електрообладнання", вип. 63, – Київ: Техніка, 2004. – С. 7-16.
Сметана І.В., Лозинський А.О. Чутливість систем векторного керування до параметричних збурень та точності ідентифікації координат стану // Вестник СевГТУ «Автоматизация процессов и управление». – Севастополь, – 2004. – №58, – С. 119-130.
Сметана І.В., Лозинський А.О. Аналіз чутливості систем електроприводу з векторним керуванням на базі АД з к.з. ротором до параметричних збурень // Вісник Національного університету „Львівська політехніка” – „Електроенергетичні та електромеханічні системи”. – Львів, – 2003. – №479, – C. 172-179.
Сметана І.В., Лозинський А.О. Методи ідентифікації координат стану. Аналіз проблем та шляхи їх вирішення // Вісник Національного університету „Львівська політехніка” - „Електроенергетичні та електромеханічні системи”. – Львів, – 200. – №485. – С. 118-125.
Сметана І.В. Експериментальна установка для реалізації складних високоточних алгоритмів керування електроприводом змінного струму // Наук. зб. ВНТУ – «Вісник Вінницького Політехнічного Інституту». – Вінниця, – 2005. – №1(58), – С. 22-25.
Smetana I.V., Losynsky A.O. M. Klytta, F-W.Garbrecht. The harmonical analysis of induction motor phase currents in Direct Torque Control and Fuzzy Sliding Mode control systems // CPE – 2003. – Gdansk - Zelona Gura, Poland. – P. 67-69.
Сметана І.В., Лозинський А.О., Паранчук Я.С. Ідентифікація потокозчеплення в системах керування електроприводом змінного струму // Матеріали 9-ої міжнародної конференції по автоматичному управлінні «Автоматика – 2002». – Донецьк, – 2002. – Т.1. – C. 139-139.
Сметана І.В., Лозинський А.О. Чутливість систем векторного керування до параметричних збурень та точності ідентифікації координат стану. Матеріали 10-ої міжнародної конференції по автоматичному управлінні «Автоматика-2003». – Севастополь, 2003. – Т.1, – С. 176-177.
