Институт в фотографиях

Управление сложными электромеханическими процессами

 

Разработаны системы управления возбуждением синхронных генераторов и мощных синхронных двигателей. Нечёткие регуляторы, повышающие устойчивость системы энергоснабжения, защищены патентами РФ.

Для управления возбуждением мощных синхронных двигателей с целью подавления качаний ротора и поддержания заданного коэффициента мощности при колебаниях напряжения питающей сети и изменениях нагрузки предложен алгоритм нечеткого управления, основанный на оценивании внутреннего угла двигателя путем решения системы уравнений, описывающих поведение системы двигатель – система питания – нагрузка. Разработан метод управления возбуждением, основанный на применении скользящего режима с пограничным слоем и нечеткого управления. Предложен способ оценки внутреннего угла синхронного двигателя на основе измерений текущих значений напряжения питающей сети, активной и реактивной составляющих тока статора и тока возбуждения. Предложен метод повышения статической устойчивости двигателя за счет введения нелинейной обратной связи по углу.

Разработана обобщённая математическая модель q-фазной синхронной явнополюсной машины, возбуждаемой от постоянных магнитов, в виде набора из нескольких двух- и одной однофазной машин, что позволило эффективно моделировать совместную работу ветрогенератора с преобразователями типа «переменная скорость — постоянная частота» и разрабатывать системы управления процессами в многофазных машинах.

С использованием методов векторного и частотного управления предложена система управления моментом и скоростью асинхронного двигателя, обеспечивающая плавный пуск электропривода под нагрузкой и поддержание заданной скорости вращения.

Предложен метод идентификации параметров динамических объектов управления, основанный на минимизации квадратичного функционала, учитывающего невязки дифференциальных уравнений, описывающих объект, и предназначенный для использования в системах реального времени.

Публикации

1. В.Д. Бобко, Ю.Н. Золотухин, А.А. Нестеров. Нечеткая реализация скользящих режимов в системе возбуждения синхронного генератора. // Труды Международной конференции «Проблемы управления и моделирования в сложных системах» (15-17 июня 1999, Самара, Россия). - Самара: Изд. Самарский научный центр РАН, 1999. С. 229-234.

2. Востриков А.С., Харитонов С.А., Золотухин Ю.Н., Нестеров А.А., Ян А.П., Канискин Н.А., Постников А.С., Симонов Б.Ф. Система тиристорного самовозбуждения гидро- и турбогенераторов. // Электротехника, 2000, № 11. С. 6-11.

3. Золотухин Ю.Н., Нестеров А.А. Об оценке фазовых углов при нечеткой стабилизации синхронного генератора. // IV Сибирский конгресс по прикладной и индустриальной математике, посвященный памяти М.А. Лаврентьева (1900-2000), (ИНПРИМ-2000). Тезисы докладов, ч. IV. Новосибирск, изд. Института математики СО РАН, 2000. С. 26.

4. Золотухин Ю.Н., Нестеров А.А., Ян А.П. Моделирование процессов в системах, содержащих синхронные генераторы. // Труды III Международной конференции «Проблемы управления и моделирования в сложных системах» (4-9 сентября 2001 г., Самара, Россия). - Самара: Изд. Самарский научный центр РАН, 2001. С. 548-554.

5. Ю.Н. Золотухин, А.А. Нестеров, А.П. Ян. Нечеткий регулятор возбуждения синхронного генератора. // Труды V Международной конференции "Проблемы управления и моделирования в сложных системах", (17-22 июня 2003 г., Самара, Россия). - Самара: Изд. Самарский научный центр РАН, 2003. С. 479-487.

6. Патент РФ № 2237346. Способ и устройство регулирования возбуждения синхронного генератора. Ю.Н. Золотухин, А.А. Нестеров и др. Официальный бюллетень Комитета РФ по патентам и товарным знакам № 27 от 27.09.2004 г. (введен в действие с 05.07.2002 г.).

7. A.A. Nesterov, Yu.N. Zolotukhin. Method of PMSM Field Parameters Identification in Torque Ripples Suppression System. In: Proc. of the Second IASTED International Multi-Conference «Automation, Control, and Applications (ACIT-ACA)», June 20-24, 2005, Novosibirsk, Russia, pp. 439-441.

8. Ю.Н. Золотухин, А.А. Нестеров. Идентификация параметров поля для подавления пульсаций момента синхронного двигателя с постоянными магнитами. // Автометрия, 2006, 2. С. 4-9.

9. А.И. Абрамов, С.А. Белоконь, Ю.Н. Золотухин, А.А. Нестеров, А.П. Ян. Использование скользящего режима в управлении возбуждением синхронного двигателя. // Автометрия, 2006, 2. С. 10-20.

10. Патент РФ на изобретение № 2289196. Устройство регулирования возбуждения синхронного двигателя. А.И. Абрамов, С.А. Белоконь, Ю.Н. Золотухин, А.А. Нестеров, А.П. Ян и др. Официальный бюллетень Комитета РФ по патентам и товарным знакам «Изобретения. Полезные модели», 2006, № 34. Опубликовано 10.12.2006 г.

11. Ю.Н. Золотухин, А.А. Нестеров. Модель 9-фазной синхронной машины с постоянными магнитами. // Труды X Международной конференции "Проблемы управления и моделирования в сложных системах", (23-25 июня 2008 г., Самара, Россия). - Самара: Изд. Самарский научный центр РАН, 2008. С. 253-258.

12. К.Ю. Котов, О.Я. Шпилевая. Переключаемые системы: устойчивость и проектирование (обзор). // Автометрия, 2008, № 5. С. 71-87.

13. Ю.Н. Золотухин, А.С. Мальцев, А.А. Нестеров. Метод частотного управления асинхронным двигателем с векторной структурой потокосцеплений. // Автометрия, 2009, 5, С. 82-89.

14. Котов К.Ю., Мальцев А.С., Нестеров А.А., Соболев М.А., Филиппов М.Н., Ян А.П. Стенд для разработки и идентификации моделей сервоприводов. // В кн. Сборник тезисов докладов Всероссийской конференции «Индустриальные информационные системы» ИИС-2013. Новосибирск, 24-28 сентября 2013 г., С. 33-34.

15. К.Ю. Котов, А.С. Мальцев, А.А. Нестеров, М.А. Соболев, М.Н. Филиппов, А.П. Ян. Разработка и идентификация модели сервопривода на основе экспериментальных данных. // Автометрия, 2013, 6, С. 42-50.

16. К.Ю. Котов, А.С. Мальцев, А.А. Нестеров, М.А. Соболев, М.Н. Филиппов, А.П. Ян. Определение параметров сервопривода на основе экспериментальных данных. // Труды XVI Международной конференции "Проблемы управления и моделирования в сложных системах", (30 июня-03 июля 2014 г., Самара, Россия). - Самара: Изд. Самарский научный центр РАН, 2014. С. 592-596.