ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІКИ РЕЛЕЙНИХ СИСТЕМ КЕРУВАННЯ ПОЛОЖЕННЯМ З РІЗНИМИ ТИПАМИ ЗВОРОТНИХ ЗВ’ЯЗКІВ
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-8106.1(54)2026.350875Ключові слова:
релейний регулятор, метод N–i перемикань, система керування положенням, спостерігач похідних, ковзний режимАнотація
Необхідність адаптації систем, синтезованих у результаті застосування сучасних методів теорії автоматичного керування, до новітніх технічних рішень у сфері апаратної реалізації електроприводів спонукає до попередніх досліджень, виконуваних шляхом математичного моделювання, що зумовлює актуальність цієї роботи.
Окремий напрямок параметричної оптимізації за швидкодією релейних систем керування, оснований на методі N–i перемикань, демонструє високу ефективність завдяки орієнтації на порівняно вузький клас структур електроприводів, але допускає певну варіативність структурних рішень для врахування технічних вимог та наявних засобів їх імплементації. Мета цього дослідження полягає у виконанні серії чисельних експериментів для оцінки спроможності певних структур систем керування до реалізації властивостей, потенційно притаманних їм завдяки параметричній оптимізації, зокрема, на здатність до відтворення розрахункової оптимальної за швидкодією траєкторії в умовах обмеження проміжних координат.
Для досягнення поставленої мети у роботі були здійснені такі дослідження: розраховані перехідні процеси релейної системи з каскадною структурою при керуванні електроприводом зі зворотними зв’язками за швидкістю та прискоренням в режимі позиціонування та стабілізації положення за умов постійного впливу сталого та змінюваного у часі активного моменту опору а також в режимі захоплення та відпрацювання синусоїдальної траєкторії руху; розраховані перехідні процеси релейної системи з каскадною структурою при керуванні електроприводом зі зворотними зв’язками за першою та другою похідними похибки керування в режимі захоплення та відпрацювання синусоїдальної траєкторії руху.
Результати роботи полягають у виборі структур електропривода, що оптимально відповідають типовим режимам його роботи. Обґрунтуванням цього вибору є висновки щодо статичних та динамічних властивостей структур, основані на матеріалах виконаного дослідження.
Посилання
Crowder, R. (2019). Electric Drives and Electromechanical Systems: Applications and Control. Butterworth-Heinemann. 307.
Tytiuk, V., Chornyi, O., Mrachkovskyi, D., Tryputen, M. and Kuznetsov, V. (2023). "Mathe-matical model of the closed-loop system of excavator bucket positioning," Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (1). 107–114.
Sushchenko O., Averyanova Y., Ostroumov I., Zaliskyi M., Solomentsev O. and Holubnychyi O. (2023). "Robust Structural-Parametric Synthesis of Stabilization Systems for Ground Moving Vehicle Equipment," 2023 IEEE 7th International Conference on Methods and Systems of Navi-gation and Motion Control (MSNMC), Kyiv, Ukraine. 74-79.
Voliansky R., Kuznetsov V., Pranolo A., Fatimah Y. A., Amri I. and Sinkevych O. (2020). "Sliding Mode Control for DC Generator with Uncertain Load," 2020 IEEE 15th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engi-neering (TCSET), Lviv-Slavske, Ukraine, 313-316.
Utkin, V., Poznyak, A., Orlov, Y., Polyakov, A. (2020). Road Map for Sliding Mode Control Design, Springer Nature, Switzerland. 127.
Incremona G. P., Ferrara A. and Utkin V. I. (2022). "Sliding Mode Optimization in Robot Dy-namics With LPV Controller Design," in IEEE Control Systems Letters, vol. 6. 1760-1765.
Voliansky R., Krasnoshapka A., Statsenko O., Volianska N., Sinkevych O. and Dwiyanto F. A. (2022). "The Symmetry Principle Usage to Design the Previously Disturbed Linear Control Sys-tems," 2022 IEEE 17th International Conference on Computer Sciences and Information Tech-nologies (CSIT), Lviv, Ukraine. 531-534.
Blondin, M. (2021). Controller Tuning Optimization Methods for Multi-Constraints and Nonlinear Systems. Springer. 101.
Derets, O.L., Sadovoy, O.V. (2021) Metod N–i peremykan u zadachakh optymizatsiyi za shvydkodiyeyu [N–i switching method in speed optimization tasks].Kamyanske: DSTU [in Ukrainian]. 252.
Derets, O., Sadovoi, O., Derets, H. (2021). Synthesis and Study of Derivatives Observer with Sliding Mode Control for Servo Drive. Proceedings of the 20th IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy Systems MEES 2021, Ukraine. 1–4.
Crowder R. Electric Drives and Electromechanical Systems: Applications and Control. Butter-worth-Heinemann, 2019. 307 pp.
Tytiuk V., Chornyi O., Mrachkovskyi D., Tryputen M. and Kuznetsov V., "Mathematical model of the closed-loop system of excavator bucket positioning," Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2023, (1), pp. 107–114.
Sushchenko O., Averyanova Y., Ostroumov I., Zaliskyi M., Solomentsev O. and Holubnychyi O., "Robust Structural-Parametric Synthesis of Stabilization Systems for Ground Moving Vehicle Equipment," 2023 IEEE 7th International Conference on Methods and Systems of Navigation and Motion Control (MSNMC), Kyiv, Ukraine, 2023, pp. 74-79.
Voliansky R., Kuznetsov V., Pranolo A., Fatimah Y. A., Amri I. and Sinkevych O., "Sliding Mode Control for DC Generator with Uncertain Load," 2020 IEEE 15th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET), Lviv-Slavske, Ukraine, 2020, pp. 313-316.
Utkin V., Poznyak A., Orlov Y., Polyakov A. Road Map for Sliding Mode Control Design. Springer Nature, Switzerland, 2020. 127 pp.
Incremona G. P., Ferrara A. and Utkin V. I., "Sliding Mode Optimization in Robot Dynamics With LPV Controller Design," in IEEE Control Systems Letters, vol. 6, 2022, pp. 1760-1765.
Voliansky R., Krasnoshapka A., Statsenko O., Volianska N., Sinkevych O. and Dwiyanto F. A., "The Symmetry Principle Usage to Design the Previously Disturbed Linear Control Sys-tems," 2022 IEEE 17th International Conference on Computer Sciences and Information Technol-ogies (CSIT), Lviv, Ukraine, 2022, pp. 531-534.
Blondin M. Controller Tuning Optimization Methods for Multi-Constraints and Nonlinear Systems. Springer, 2021. 101 pp.
Дерець О. Л., Садовой О. В. Метод N–i перемикань у задачах оптимізації за швидкодією : монографія. Кам’янське : ДДТУ, 2021. 252 с.
Derets O., Sadovoi O. and Derets H. Synthesis and Study of Derivatives Observer with Sliding Mode Control for Servo Drive. Proceedings of the 20th IEEE International Conference on Mod-ern Electrical and Energy Systems, MEES 2021, 2021. pp. 1–4.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
