Academic literature on the topic 'Електромеханічне керування'

В даній роботі розроблена математична модель електромеханічної системи четвертого порядку при доступності вимірів усіх змінних стану. Виконаний розрахунок значень полюсів системи з модальним регулятором, отримані та досліджені графіки перехідних процесів для стандартних форм полінома Ньютона та полінома Баттерворта для четвертого порядку системи.

Розглянуті питання розроблення оптимізаційної математичної моделі електропотяга з електроприво дом постійного струму з послідовним збудженням та її реалізації в пакеті МАТLAB з метою побудови системи керування на основі методу принципу максимуму. Проведено огляд літературних джерел на задану тематику та аналіз існуючих підходів до розв’язання задач моделювання складних електромеханічних систем та синтезу систем керування у даній галузі, зокрема систем керування, які забезпечують мінімізацію енергетичних затрат. Побудовані математичні моделі досліджуваних об’єктів керування, проведене моделювання їхнього функціонування в залежності від рівня завантаженності. Отримані аналітичні співвідношення, які можуть бути використані для розробки структури САК електроприводу електропотягу і розрахунку його параметрів при заданому критерію якості. Проведені дослідження оптимізаційної моделі підтверджують її працездатність та її ефективність для розробки систем керування при заданому критерії якості іступені завантаженості.

У статті розглядаються підходи до створення систем керування електроприводами тягового транспорту рудних шахт. Проведений аналіз роботи в різних режимах та порівняння характеристик чотирьох найбільш популярних типів електроприводів, що застосовуються у тягових електромеханічних системах, виявлені їх переваги та недоліки. Для підвищення ефективності тягових установок в якості приводних двигунів запропоновано використовувати синхронні двигуни з постійними магнітами, що нівелюють недоліки двигунів постійного та змінного струму, які здебільшого використовуються в електроприводах цих електровозів. З метою вдосконалення методів та схем автоматичного керування тяговими приводами розроблені математичні моделі динаміки руху тягової установки з синхронними двигунами з постійними магнітами (СДПМ), на базі яких створені комп’ютерні імітаційні моделі систем автоматичного керування (САК) для різних варіантів конструктивного виконання електродвигунів. За допомогою цих моделей проведений аналіз режимів роботи запропонованих САК тягових установок з СДПМ як без пускових обмоток, так і з ними. Порівнювалася робота САК для моделі тягової установки з лінійними регуляторами струму та швидкості, а також для моделі САК з оптимальними релейними сигналами керування, заснованими на використанні властивостей функцій перемикання оптимальних керуючих діянь. Аналіз ефекту від застосування запропонованих оптимальних релейних сигналів керування тяговою установкою показав, що при застосуванні САК з оптимальними релейними регуляторами тривалість перехідного процесу у випадку двигунів без пускових обмоток виявилась на 14% меншою в порівнянні з САК із лінійними регуляторами, а у випадку двигунів із пусковими обмотками - на 13.5% меншою, що доводить перевагу використання систем керування з оптимальними релейними регуляторами. Крім того виявлено, що такі системи автоматичного керування електроприводами тягових установок володіють астатизмом відносно моменту навантаження.

Розглядаються методи використання нечіткої логіки для вирішення задач керування електромеханічними системами. Як засіб для підвищення якості функціонування автоматизованих електромеханічних систем використовується один з сучасних принципів автоматичного управління - адаптивне управління, що реалізується за допомогою інтелектуальних технологій формування адаптивних алгоритмів регулювання та управління, а саме технологій нечіткого управління (Fuzzy-control). Побудовано дві моделі систем управління: класична двоконтурна система стабілізації швидкості обертання двигун постійного струму - керований випрямляч з пропорційно-інтегральним регулятором і система стабілізації системи двигун постійного струму-керований випрямляч на основі нечіткого регулятора швидкості. Моделювання систем стабілізації і подальший аналіз перехідних процесів здійснювався за допомогою середовища моделювання Matlab Simulink. Після проведення необхідних математичних розрахунків і вибору найбільш оптимальних передавальних функцій, для кожного елемента була розроблена повна функціональна схема класичної двухконтурной системи стабілізації швидкості досліджуваної системи двигун постійного струму – керований випрямляч. Проводиться порівняльний аналіз основних показників якості перехідного процесу для класичної і нечіткої систем управління з метою виявлення переваг і недоліків останньої. Досліджуються дві системи керування: класична двоконтурна система стабілізації швидкості обертання з пропорційно-інтегральним регулятором і система стабілізації на основі нечіткого регулятора швидкості. Моделювання систем стабілізації і подальший аналіз перехідних процесів здійснюється у середовищі моделювання Matlab Simulink з використанням блоку інтелектуального керування Fuzzy Control Toolbox.

Проаналізовані виробничі можливості сучасного парку промислових, фермерських та домашніх інкубаторів; визначені основні технічні проблеми їх конструкції. Недосконале обладнання вітчизняних побутових та практична відсутність фермерських інкубаторів а також відносно висока їх енергозатратність суттєво стримують виробництво продукції сільського птахівництва. На основі аналізу рівняння теплопередачі через стінки огороджувальної конструкції інкубатора визначені основні чинники, що суттєво впливають на втрати теплової енергії ним. Зроблений висновок про зменшення теплових втрат шляхом виготовлення огороджувальної конструкції інкубатора на основі сучасних теплоізоляційних матеріалів та заміни електромеханічної системи обертання інкубаційного матеріалу. Описано конструкцію оригінального енергоефективного інкубатора, що може бути виготовлений як у фермерському так і побутовому виконаннях і використаний на малих фермерських та присадибних господарствах. Для автоматичного локального та дистанційного керування параметрами мікроклімату інкубатора розроблена «інтелектуальна» автоматична система. Використання персонального комп’ютера в комплексі з мережею приладів «ТРЦ 02 Універсал+» вітчизняного виробництва дозволяє представляти вимірювані значення параметрів технологічного процесу інкубації в цифровій і графічній формах, а також локально та дистанційно керувати параметрами. В якості механізму перевертання інкубаційного матеріалу використаний лоток з гравітаційним перевертанням, що зменшує споживання електроенергії та спрощує процес перевертання інкубаційного матеріалу.

Правила IМО по перевезенню зерна вимагають дотримання мінімального рівня прийнятної остійності для перевезення зерна, визначеного кутом крену внаслідок умовного зсуву зерна, залишкової відновлювальної енергії, після такого передбачуваного зсуву зерна, й початкової метацентричної висоти. Сучасні навантажувальні комплекси для перевалки зернових культур мають високу продуктивність, що зобов'язує здійснювати постійний контроль положення судна, у тому числі вносити корективи в довжину й натяг швартовних канатів. Поряд зі швартовними лебідками, брашпилями й шпилями в цьому процесі беруть участь і динамічні швартовні кнехти. Аналіз швартовних обладнань показав, що найбільш ефективним для корекції положення судна є застосування керованих кнехтів у комплексі з автоматичним лебідками. Однак, досвід застосування керованих кнехтів відомих конструкцій, свідчить, що в їхніх конструкціях закладені рішення, що у значній мірі обмежують можливості використання при положенні судна, яке швидко змінюється, чи в складних кліматичних умовах. Пропонована конструкція відрізняється тим, що тумби мають електромеханічні стопори з датчиками зусилля, пальці встановлені на осях обертання тумб і з'єднані з валами п'єзоелектричних двигунів, які жорстко приєднані до основи, і разом зі стопором з'єднані із блоком керування. Таким чином, розроблене обладнання забезпечить: розширення діапазону експлуатаційних режимів застосування швартовних кнехтів завдяки застосуванню п'єзоелектричних двигунів; спрощення конструктивного виконання; відсутність необхідності компенсації впливу кліматичних факторів на елементи кнехта; відсутність загрози забруднення навколишнього середовища вуглеводневими робочими речовинами; підвищення ремонтопридатності за рахунок обрання модульної конструкції. Використання розробленого обладнання дозволить оперативно підтримувати безпеку положенням судна при вантажних операціях

76 сторінок, 6 розділів, 19 ілюстрацій, 29 таблиць, 34 джерела за переліком посилань. Розвиток інформаційних технологій висуває суворі вимоги до зниження витрат, підвищення надійності, зменшення розмірів і ваги вузлів комунікаційного обладнання. Ці вимоги може задовольнити наступне. Цим вимогам можна задовольнити розробку нових, більш ефективних конструкцій. Одним з перспективних способів вирішення цієї проблеми є широкий спектр пристроїв на основі мікросмужкових ліній електропередачі. Смужкові лінії - це планарні варіанти двопровідних та коаксіальних ліній. До переваг смугових ліній та пристроїв на їх основі належать: 1) можливість автоматизації (а отже, зниження собівартості) виробничого процесу; 2) невеликі габарити і вага; 3) простота виготовлення. Тому головним завданням дисертації є розробка контрольованого мікро-хвильового фільтру на основі неоднорідних мікросмужкових ліній. Для досягнення цієї мети необхідно вирішити такі завдання: - провести огляд та порівняльний аналіз існуючих конструкцій мікро-смужкових фільтрів; - на основі аналізу запропонувати проект фільтра для діапазону частот 0,5 ... 2 ГГц; - провести числове моделювання та експериментальне дослідження запро-понованої конструкції фільтру. Об'єктом дослідження є керований мікрохвильовий фільтр на основі неод-норідних сегментів мікросмужкових ліній. Предметом дослідження є електроди-намічні характеристики керованого фільтра. Для дослідження були використані методи аналізу і синтезу НВЧ- пристроїв, методи вирішення математичних задач на ЕОМ, аналітичне і натурне моделювання.
76 pages, 6 sections, 19 illustrations, 29 tables, 34 reference lists. The development of information technology places stringent demands on reducing costs, improving reliability, reducing the size and weight of nodes in communication equipment. These requirements may satisfy the following. These requirements can be met by developing new, more efficient designs. One of the promising ways to solve this problem is the wide range of devices based on microstrip transmission lines. Strip lines are planar variants of two-wire and coaxial lines. The advantages of strip lines and devices based on them are: 1) the possibility of automation (and therefore cost reduction) of the production process; 2) small size and weight; 3) ease of manufacture. Therefore, the main task of the dissertation is to develop a controlled micro-wave filter based on heterogeneous microstrip lines. To achieve this goal, you must solve the following tasks: - Review and comparatively analyze existing designs of micro-strip filters; - on the basis of analysis, propose a filter design for the frequency range 0.5 ... 2 GHz; - Conduct numerical modeling and experimental study of the proposed filter design. The object of the study is a controlled microwave filter based on inhomogeneous segments of microstrip lines. The subject of the study is the electrodynamic characteristics of the controlled filter. The following methods were used for the study: A new method of controlling a resonant-type pass-through filter is investigated.

81 сторінка, 6 розділів, 26 ілюстрацій, 29 таблиць, 34 джерела за переліком посилань. Розвиток інформаційних технологій висуває жорсткі вимоги щодо зниження вартості, підвищення надійності, зменшення габаритів і ваги вузлів устаткування зв’язку. Задовольнити ці вимоги можна шляхом розробки нових більш ефективних конструкцій. Одним з перспективних щляхів розв’язку даної проблеми є вирокистання пристроїв на основі мікросмужкових ліній передач. Смужкові лінії являють собою площинні варіанти двопровідних і коаксіальних ліній. До переваг смужкових ліній і пристроїв на їх основі відносяться: можливість автоматизації (а, отже, і здешевлення) процесу виробництва із застосуванням техніки друкованих схем і виготовлення складних функціональних вузлів, невеликі габарити і вага, широкополосность, простота виготовлення деяких типів смужкових пристроїв в лабораторних умовах . Тому основним завданням дисертації є розробка керованого НВЧ фазообертача на основі неоднорідних мікросмужкових ліній. Для досягнення цієї мети слід вирішити наступні завдання: – провести огляд і порівняльний аналіз існуючих конструкцій мікросмужкових фазообертачів; – на основі проведеного аналізу запропонувати конструкцію фазообертача для діапазону частот 0,5…2 ГГц; – провести огляд і порівняльний аналіз існуючих методів управління фазою, обрати метод управління і обґрунтувати вибір; – провести числове моделювання та експериментальне дослідження запропонованої конструкції фазообертача. Вирішення цих завдань дасть можливість отримати оптимальну мініатюрний керований фазообертач з великим економічним потенціалом. Об'єктами дослідження даної роботи є керовані фазообертачі НВЧ на основі неоднорідних відрізків мікросмужкових ліній. Предметом дослідження є електродинамічні характеристики керованих фазообертачів. Для дослідження використано наступні методи: - Розрахунок та виготовлення досліджуваного макету прохідного фазообертача на основі неоднорідних мікросмужкових ліній; - включення електрострицкійного актюатора типу «cymbal» в структуру двохрезонаторного фазообертача; - реалізація електромеханічного керування фазою досліджуваного фазообертача за рахунок зміни відстані між збуджуючим елементом та мікросмужковими резонаторами; Досліджено новий спосіб керування прохідного фазообертача резонансного типу . Отримані результати показали, що спроектована структура може застосовуватись в різних сферах зв'язку. Результати роботи представлені X Міжнародній науково-технічній конференції молодих вчених «Електроніка-2017» та на XXXVIII міжнародній науковій конференції "Електроніка та нанотехнології (ELNANO-2018)"
81 page 6 chapters, 26 figures, 29 tables, 34 references. The development of information technology puts forward stringent requirements to reduce costs, improve reliability, reduce the size and weight of the nodes of communication equipment. These requirements can be met by developing new, more efficient designs. One of the promising solutions to this problem is the virokostannya devices based on microstrip transmission lines. The striplines are planar versions of two-wire and coaxial lines. The advantages of striplines and devices based on them include: the possibility of automation (and, consequently, cheaper) of the production process with the use of printed circuit technology and the manufacture of complex functional units, small dimensions and weight, broadband, the simplicity of manufacturing certain types of strip devices in the laboratory . Therefore, the main task of the thesis is to develop a controlled microwave phase shifter based on heterogeneous microstrip lines. To achieve this goal, it is necessary to solve the following tasks: - review and compare the existing designs of microstrip phase shifter; - on the basis of the analysis carried out, to propose a phase shifter design for the frequency range 0.5 ... 2 GHz; - review and compare the existing methods of phase management, choose the management method and justify the choice; - numerical simulation and experimental study of the proposed phase shifter design were carried out. Solving these problems will provide an optimal miniature controlled phase shifter with a large economic potential. The objects of investigation of this work are controlled microwave phase shifters based on heterogeneous segments of microstrip lines. The subject of the study is the electrodynamic characteristics of controlled phase shifters. The following methods were used for the study: - calculation and manufacturing of the investigated phase phase shifter model of the phase phase on the basis of heterogeneous microstrip lines; - inclusion of an electrostructural drive of the "plate" type in the structure of a two-resonator phase shifter; - electromechanical control of the phase of the phase shifter under investigation due to a change in the distance between the excitation element and microstrip resonators; A new method for controlling a resonant-type pass-through phase shifter was investigate. The obtained results showed that the designed structure can be used in various communication fields The results of the work are presented at the X International Scientific and Technical Conference of Young Scientists "Electronics-2017" and at the XXXVIII International Scientific Conference "Electronics and Nanotechnologies (ELNANO-2018)"

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.03 – електротехнічні комплекси та системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016. Дисертація присвячена визначенню і дослідженню задач оптимізації параметрів астатичних регуляторів багатократноінтегруючих систем з використанням мінімаксних критеріїв оптимізації. Виконано аналіз способів параметричної оптимізації та підвищення ефективності керування умовно стійкими багатократноінтегруючими електромеханічними системами (ЕМС) методом діаграм якості керування. Теоретично обґрунтовано існування оптимального рішення для керування такими ЕМС на основі комплексного критерія якості керування – максимуму добротності та запасу стійкості (МДС). Розроблені комп'ютерні методики побудови та аналізу діаграм якості керування (ДЯК) систем у часовій і частотних областях, на яких виділені області підвищеної добротності та запасу стійкості (ПДС). Обґрунтована інженерна методика застосування діаграм якості керування до задачі оптимізованого синтезу по критерію МДС систем з астатизмом другого і третього порядків. Виконано параметричну оптимізацію за критерієм МДС різноманітних умовно стійких ЕМС з послідовною та паралельної корекцією з урахуванням особливостей структури об'єкта керування, включаючи до її складу немінімально-фазові ланки. Розглянуті конкретні приклади підвищення ефективності керування ЕМС методом ДЯК з оптимізацією їх параметрів за мінімаксним критерієм МДС. Доказано можливість збільшення добротності систем у межах 20% і при заданій добротності збільшення запасу стійкості на 10%.
The dissertation for the degree of technical sciences candidate by specialty 05.09.09 – electrical complexes and systems. – NTU "KhPI". – Kharkiv, 2016. The dissertation is devoted to researching and solving parameter optimization problems for multiple-integration system astatic regulators with minimax criterion application. Parametric optimization and control efficiency enhancement methods are analyzed as applied to conditionally stable multiple-integration electromechanical systems through control quality diagram technique. Existence of the optimal solution for conditionally stable electromechanical system control on the basis of a complex control efficiency criterion – Q-factor maximum and stability margin - is theoretically substantiated. Computer-aided techniques are worked out to develop and analyze conditionally stable system control quality diagrams in time and frequency domains in which zones of enhanced Q-factor and stability margin are marked. An engineering technique is validated for control quality diagram application to optimization synthesis of systems with astatism of the 2nd and 3rd order using the control quality diagram technique criterion. Control quality diagram technique criterion based parametric optimization of different conditionally stable electromechanical systems with series and parallel compensation is performed taking into account the control object structure features, including nonminimum phase links as its components. Specific examples of electromechanical system control enhancement via the control quality diagram technique application are considered with the system parameter optimization on the control quality diagram technique minimax criterion. Feasibility of 20% system Q-factor enhancement and 10% increase in the stability margin for a given Q is proved.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.03 – електротехнічні комплекси та системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015. Дисертація присвячена визначенню шляхів поліпшення динаміки електро-механічних систем (ЕМС) за рахунок усунення зривних автоколивань фрикційних (АКФ) методами регульованого електроприводу. Отримано аналітичні співвідношення умов існування зривних АКФ в одномасовій і двомасовій ЕМС, що визначають області, де АКФ відсутні. Досліджені математичні моделі одномасової та двомасової розімкнених та замкнених ЕМС з характеристикою тертя, яка лінеаризована на характерних ділянках і доповнена логічним блоком для забезпечення стану спокою виконавчого органу. Доведено на основі моделі двомасової розімкненої ЕМС з характеристикою тертя, що зміна її параметрів і алгоритмів пуску електроприводу не розширюють області, де зривні АКФ відсутні. Використання в ЕМС типових зворотних зв'язків і підпорядкованого регулювання з стандартними й відомими налаштуваннями контурів не усувають зривних АКФ на швидкостях нижче за критичну швидкість розімкненої системи. Застосування нейрорегулятора та релейного регулятора забезпечують усунення зривних АКФ на швидкостях, суттєво менших за критичну швидкість розімкненої системи.
The dissertation for the degree of technical sciences candidate, specialty 05.09.03 – electrical complexes and systems. – NTU "KhPI". – Kharkiv, 2015. The dissertation is devoted to determining ways of machine and mechanism dy-namics improvement based on stick-slip frictional self-oscillations suppression by means of regulated electric drive. Conditions of stick-slip frictional self-oscillations ex-istence in open-loop one- and two-mass electromechanical systems (EMS) are specified for the friction characteristic that takes into account step decrease of the friction coeffi-cient at the starting moment, as applied to a cutting machine axial electric drive. Friction characteristic computer models are developed for low-speed runs with consideration of the rheological factor, their adequacy proved by comparison with physical and computa-tional experiment parameters. Action of two-mass EMS factors on the system motion characteristics under low-speed runs is estimated to determine a parametric means of the critical speed reduction, inefficiency of this control tool shown. A two-mass EMS with the typical basic-coordinates feedback, modal control and a various-setting subordinate-regulation structure is found unable to noticeably reduce the critical speed. A two-mass intellectual-control EMS with a feedforward perceptron network and a sliding relay regulator is researched. Computer simulation has verified the effect of significant criti-cal speed reduction and stick-slip frictional self-oscillations elimination resulted from an integral-error relay regulator application.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.09.03 – електротехнічні комплекси і системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертація присвячена створенню єдиної методології синтезу систем керування електроприводами, виходячи з умови забезпечення бажаних динамічних властивостей за вихідною координатою, що задаються графічно у вигляді перехідної функції або набору точок. Дискретний регулятор, який забезпечує можливість налаштування на квантовані бажані перехідні функції кінцевої тривалості, названо дискретним часовим еквалайзером. Запропоновано математичний апарат, що дозволяє виконувати синтез систем автоматичного керування на базі дискретного часового еквалайзера як за умови повної компенсації динамічних властивостей об'єкта керування (ідеалізований варіант), так і при використанні модифікованого принципу симетрії структурних схем. Інтегруюча ланка використовується як блок модифікації зворотного перетворення. Для компенсації параметричних та координатних збурень розроблено структуру комбінованого керування, що включає до свого складу два дискретних часових еквалайзера: основний та компенсуючий. Виконано синтез електромеханічних систем з двигунами постійного струму на базі дискретного часового еквалайзера (слідкуючої системи, взаємозв'язаної, зі зниженням впливу люфта, системи двозонного регулювання швидкості) та проведено дослідження одержаних результатів шляхом математичного моделювання. Здійснено синтез системи векторного керування електроприводом змінного струму на базі дискретного часового еквалайзера та проведено дослідження одержаних результатів шляхом математичного моделювання. Отримані узагальнені передатні функції для об'єктів керування у контурах реактивної та активної потужностей, а також передатні функції їхніх обернених моделей дозволяють виконувати синтез систем векторного керування електроприводами змінного струму на базі дискретного часового еквалайзера у відносних одиницях для широкого спектру промислових асинхронних двигунів. Для виконання експериментальних досліджень створено лабораторно-дослідний стенд, який дозволив технічно реалізувати систему автоматичного керування швидкістю двигуна постійного струму, синтезовану на базі дискретного часового еквалайзера. Запропонована методика завдання базисних величин та бажаної перехідної функції у відносних координатах дозволяє користувачеві вводити дані у відповідності до заздалегідь визначеного шаблону, який є зручним для виконання подальшої перевірки на можливість фізичної реалізації за допомогою метода опорних векторів.
Dissertation for the degree of Doctor of Technical Science on Specialty 05.09.03 – Electrical Engineering Complexes and Systems. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2018. The dissertation is devoted to the creation of unified methodology for the synthesis of control systems for electric drives, based on the condition of providing the desired dynamic properties on the output coordinate, given graphically in the form of transition function or a set of points. The discrete regulator, which provides the ability to tuning up on quantizeddesired transition functions of finite duration, is called a discrete time equalizer. A mathematical apparatus is proposed that allows performing synthesis of automatic control systems based on discrete time equalizer both with full compensation for control object dynamic properties (idealized variant) or with using the modified structural schemes principle of symmetry. The integrating unit is used as inverse transform modification block. To compensate for parametric and coordinate disturbances, a combined control structure has been developed, which includes two discrete time equalizers: main and compensating. The synthesis of electromechanical systems with direct current (DC) motors on the basis of discrete time equalizer (servosystem, interconnected system, system with decreased influence of the backlash, two-zone speed regulation system) was performed and a study of the obtained results was carried out by means of mathematical modeling. Synthesis of the vector control system of alternating current (AC) electric drive based on discrete time equalizer was realized and a study of the obtained results was carried out by means of mathematical modeling. Obtained generalized transfer functions for control objects in the reactive and active loops and the transfer functions of their inverse models allow synthesizing the systems of vector control of AC electric drives on the base of discrete time equalizer in relative units for a wide range of industrial asynchronous motors. To carry out experimental research, a laboratory test bench was created, which allowed the technical implementation of the of DC motor speed automatic control system, synthesized on the base of discrete time equalizer. Proposed technics of the basic values assignment and the desired transition function presentation in relative coordinates allows user to input data in accordance with predefined template, which is convenient for performing further verification for the possibility of physical implementation by support vector machine (SVM) method.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.09.03 – електротехнічні комплекси і системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертація присвячена створенню єдиної методології синтезу систем керування електроприводами, виходячи з умови забезпечення бажаних динамічних властивостей за вихідною координатою, що задаються графічно у вигляді перехідної функції або набору точок. Дискретний регулятор, який забезпечує можливість налаштування на квантовані бажані перехідні функції кінцевої тривалості, названо дискретним часовим еквалайзером. Запропоновано математичний апарат, що дозволяє виконувати синтез систем автоматичного керування на базі дискретного часового еквалайзера як за умови повної компенсації динамічних властивостей об'єкта керування (ідеалізований варіант), так і при використанні модифікованого принципу симетрії структурних схем. Інтегруюча ланка використовується як блок модифікації зворотного перетворення. Для компенсації параметричних та координатних збурень розроблено структуру комбінованого керування, що включає до свого складу два дискретних часових еквалайзера: основний та компенсуючий. Виконано синтез електромеханічних систем з двигунами постійного струму на базі дискретного часового еквалайзера (слідкуючої системи, взаємозв'язаної, зі зниженням впливу люфта, системи двозонного регулювання швидкості) та проведено дослідження одержаних результатів шляхом математичного моделювання. Здійснено синтез системи векторного керування електроприводом змінного струму на базі дискретного часового еквалайзера та проведено дослідження одержаних результатів шляхом математичного моделювання. Отримані узагальнені передатні функції для об'єктів керування у контурах реактивної та активної потужностей, а також передатні функції їхніх обернених моделей дозволяють виконувати синтез систем векторного керування електроприводами змінного струму на базі дискретного часового еквалайзера у відносних одиницях для широкого спектру промислових асинхронних двигунів. Для виконання експериментальних досліджень створено лабораторно-дослідний стенд, який дозволив технічно реалізувати систему автоматичного керування швидкістю двигуна постійного струму, синтезовану на базі дискретного часового еквалайзера. Запропонована методика завдання базисних величин та бажаної перехідної функції у відносних координатах дозволяє користувачеві вводити дані у відповідності до заздалегідь визначеного шаблону, який є зручним для виконання подальшої перевірки на можливість фізичної реалізації за допомогою метода опорних векторів.
Dissertation for the degree of Doctor of Technical Science on Specialty 05.09.03 – Electrical Engineering Complexes and Systems. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2018. The dissertation is devoted to the creation of unified methodology for the synthesis of control systems for electric drives, based on the condition of providing the desired dynamic properties on the output coordinate, given graphically in the form of transition function or a set of points. The discrete regulator, which provides the ability to tuning up on quantizeddesired transition functions of finite duration, is called a discrete time equalizer. A mathematical apparatus is proposed that allows performing synthesis of automatic control systems based on discrete time equalizer both with full compensation for control object dynamic properties (idealized variant) or with using the modified structural schemes principle of symmetry. The integrating unit is used as inverse transform modification block. To compensate for parametric and coordinate disturbances, a combined control structure has been developed, which includes two discrete time equalizers: main and compensating. The synthesis of electromechanical systems with direct current (DC) motors on the basis of discrete time equalizer (servosystem, interconnected system, system with decreased influence of the backlash, two-zone speed regulation system) was performed and a study of the obtained results was carried out by means of mathematical modeling. Synthesis of the vector control system of alternating current (AC) electric drive based on discrete time equalizer was realized and a study of the obtained results was carried out by means of mathematical modeling. Obtained generalized transfer functions for control objects in the reactive and active loops and the transfer functions of their inverse models allow synthesizing the systems of vector control of AC electric drives on the base of discrete time equalizer in relative units for a wide range of industrial asynchronous motors. To carry out experimental research, a laboratory test bench was created, which allowed the technical implementation of the of DC motor speed automatic control system, synthesized on the base of discrete time equalizer. Proposed technics of the basic values assignment and the desired transition function presentation in relative coordinates allows user to input data in accordance with predefined template, which is convenient for performing further verification for the possibility of physical implementation by support vector machine (SVM) method.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.03 – системи та процеси керування. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016. У роботі вирішена науково-практична задача підвищення точності керування багатомасовими електромеханічними системами з невизначеними параметрами на основі багатокритеріального підходу до стохастичних робастних методів. Розроблено метод багатокритеріального синтезу анізотропійних регуляторів для керування багатомасовими електромеханічними системами із параметричною невизначеністю. Багатокритеріальний синтез анізотропійних регуляторів зведено до рішення задачі векторного математичного нелінійного програмування, в якій обчислення векторної цільової функції і обмежень зводиться до ітеративного рішення системи з чотирьох пов'язаних рівнянь Ріккаті, рівняння Ляпунова та обчислення виразу спеціального виду. Удосконалено метод рішення багатокритеріальної задачі математичного програмування на основі багатороєвоі стохастичної мультиагентної оптимізації на основі Парето – оптимальних рішень. Досліджено динамічні характеристики синтезованих багатомасових електромеханічних систем з анізотропійними регуляторами, які синтезовані на основі багатокритеріального підходу. Застосування робастних регуляторів дозволило підвищити швидкодію системи за рахунок скорочення часу першого узгодження в 4,1 разів, зменшити помилку регулювання швидкості обертання при випадковій зміні моменту зовнішнього впливу більше ніж у 2 рази, системи до зміни параметрів об'єкту керування у порівнянні із системою з типовими регуляторами. Проведено експериментальні дослідження синтезованих систем із анізотропійними регуляторами на стенді стохастичної двомасової електромеханічної системи. Експериментально встановлено, що застосування анізотропійних регуляторів у стенді двомасової електромеханічної системи дозволило скоротити час першого узгодження регулювання швидкості у 2 рази, зменшити помилку регулювання швидкості обертання при випадковій зміні моменту зовнішнього впливу більше ніж у 2 рази у порівнянні із системою з типовими регуляторами.
Thesis for scientific degree of candidate of engineering science on speciality 05.13.03 – control systems and processes. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2016. The thesis is devoted to solving scientific and practice task of increasing the accuracy of control multimass electromechanical systems with uncertain parameters on the basis of multiobjective approach to the synthesis of anisotropic regulators. A method of multiobjective synthesis of anisotropic regulators multimass electromechanical systems, which allows to meet the diverse requirements that apply to the work multimass electromechanical systems in various modes. Multiobjective synthesis of anisotropic regulators reduced to solution the vector nonlinear programming, in which the calculation of the objective function is algo-rithmic in nature, involving multiple solution of algebraic Riccati equations, Lyapunov equations and special expressions for calculating of anisotropy level. Improved method for solving multiobjective programming problem based on a stochastic multi-agent multi swarm optimization based on Pareto-optimal solutions. Investigated the dynamic characteristics of the synthesized multimass electro-mechanical systems with anisotropic regulators are synthesized from multi approach. The results of the comparisons of dynamic characteristics multimass electro-mechanical systems with synthesized anisotropic regulators and controller types. It is proved that the use of synthetic anisotropic regulators allowed to reduce time of the first coordination by 4.1 times, to reduce the error compensation of random external perturbation 2 times and to reduce the system sensitivity to changes of plant parameters compared to a system with standard controllers. Experimental on the stand two-mass electromechanical system found that the use of synthesized anisotropic regulators can reduce time of the first coordination by 2 times, reduce the error speed control for random change of the load torque is 2 times as compared with the system controller types.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.03 – системи та процеси керування. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016. У роботі вирішена науково-практична задача підвищення точності керування багатомасовими електромеханічними системами з невизначеними параметрами на основі багатокритеріального підходу до стохастичних робастних методів. Розроблено метод багатокритеріального синтезу анізотропійних регуляторів для керування багатомасовими електромеханічними системами із параметричною невизначеністю. Багатокритеріальний синтез анізотропійних регуляторів зведено до рішення задачі векторного математичного нелінійного програмування, в якій обчислення векторної цільової функції і обмежень зводиться до ітеративного рішення системи з чотирьох пов'язаних рівнянь Ріккаті, рівняння Ляпунова та обчислення виразу спеціального виду. Удосконалено метод рішення багатокритеріальної задачі математичного програмування на основі багатороєвоі стохастичної мультиагентної оптимізації на основі Парето – оптимальних рішень. Досліджено динамічні характеристики синтезованих багатомасових електромеханічних систем з анізотропійними регуляторами, які синтезовані на основі багатокритеріального підходу. Застосування робастних регуляторів дозволило підвищити швидкодію системи за рахунок скорочення часу першого узгодження в 4,1 разів, зменшити помилку регулювання швидкості обертання при випадковій зміні моменту зовнішнього впливу більше ніж у 2 рази, системи до зміни параметрів об'єкту керування у порівнянні із системою з типовими регуляторами. Проведено експериментальні дослідження синтезованих систем із анізотропійними регуляторами на стенді стохастичної двомасової електромеханічної системи. Експериментально встановлено, що застосування анізотропійних регуляторів у стенді двомасової електромеханічної системи дозволило скоротити час першого узгодження регулювання швидкості у 2 рази, зменшити помилку регулювання швидкості обертання при випадковій зміні моменту зовнішнього впливу більше ніж у 2 рази у порівнянні із системою з типовими регуляторами.
Thesis for scientific degree of candidate of engineering science on speciality 05.13.03 – control systems and processes. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2016. The thesis is devoted to solving scientific and practice task of increasing the accuracy of control multimass electromechanical systems with uncertain parameters on the basis of multiobjective approach to the synthesis of anisotropic regulators. A method of multiobjective synthesis of anisotropic regulators multimass electromechanical systems, which allows to meet the diverse requirements that apply to the work multimass electromechanical systems in various modes. Multiobjective synthesis of anisotropic regulators reduced to solution the vector nonlinear programming, in which the calculation of the objective function is algo-rithmic in nature, involving multiple solution of algebraic Riccati equations, Lyapunov equations and special expressions for calculating of anisotropy level. Improved method for solving multiobjective programming problem based on a stochastic multi-agent multi swarm optimization based on Pareto-optimal solutions. Investigated the dynamic characteristics of the synthesized multimass electro-mechanical systems with anisotropic regulators are synthesized from multi approach. The results of the comparisons of dynamic characteristics multimass electro-mechanical systems with synthesized anisotropic regulators and controller types. It is proved that the use of synthetic anisotropic regulators allowed to reduce time of the first coordination by 4.1 times, to reduce the error compensation of random external perturbation 2 times and to reduce the system sensitivity to changes of plant parameters compared to a system with standard controllers. Experimental on the stand two-mass electromechanical system found that the use of synthesized anisotropic regulators can reduce time of the first coordination by 2 times, reduce the error speed control for random change of the load torque is 2 times as compared with the system controller types.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.22.09 – "Електротранспорт". Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертація присвячена створенню теоретичних основ вибору та оцінки типу електроприводів стрілочних переводів, що працюють в оптимальних режимах з урахуванням нелінійностей навантаження та електрофізичних властивостей двигунів, на основі рішення задачі мінімізації основних показників якості як: час переводу, величина імпульсу удару гостряка об рамну рейку, величина пружної сили в робочій тязі, а також величина загальних втрат в системі. Запропоновано узагальнений векторний критерій ефективності роботи електроприводу стрілочного переводу, компонентами якого є час переводу, величини імпульсу удару гостряка, пружної сили, а також загальних втрат потужності системи за яким проведено оцінку придатності використання конкретного типу переводу для ділянок швидкісного та високошвидкісного руху. Розглянуто існуючі кінематичні схеми з типовими двигунами, а також запропоновано використати перспективну – шпальну компоновку з новими типами електродвигунів ротаційного та лінійного виду. Розроблено математичні моделі для існуючих та перспективних типів стрілочних переводів на базі двигунів ротативного і лінійного типів, що основані на рішенні рівняння Лагранжа для електромеханічної системи з урахуванням нелінійності магнітної системи. Створені імітаційні моделі електроприводів стрілочних переводів в середовищі MATLAB SIMULINK на базі двигуна постійного струму (ДПС), асинхронного двигуна (АД), вентильно-індукторного двигуна (ВІД), лінійного двигуна електромагнітного типу (ЛДЕМТ) і лінійного індуктор-ного двигуна (ЛІД) та проведена перевірка адекватності існуючим зразкам. Сформульовано задачу аналізу з визначення раціональної структури електроприводу стрілочного переводу на основі ДПС, АД, ВІД, ЛДЕМТ і ЛІД.
Doctoral thesis, technical sciences, specialty 05.22.09 – "Electric transport." National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2017. The dissertation is dedicated to develop of theoretical bases for the selection and evaluation of the types of electric drives of turnouts operating in optimal modes, taking into account the nonlinearities of the load and the electrophysical properties of the engines, on the basis of solving the problem of minimizing the main quality indicators such as: the transfer time , the value of the impulse of switch rail impact against a rail, the value of the elastic force in the working draft and the magnitude of the total losses in the system. The universal vector criterion for the working efficiency of the electric drive of turnouts is proposed. Its components are the transfer time, the value of the impulse of switch rail impact against a rail, the value of the elastic force in the working draft and the magnitude of the total losses in the system. The assessment of the appropriateness of application a specific type of turnouts for rapid and high-speed traffic segments is made. The kinematic schemes in the form of two- and three-mass electromechanical systems with standard engines are considered. Various control systems for the operated electric drives, which provide higher quality indicators for rapidity of the switching process of the switch rails, positioning accuracy and the impact force on the rail, are proposed. The railway sleeper layout of the turnout with new types of electric motors is suggested to applying. The mathematical models for existing and prospective types of turnouts based on motors of rotational and linear types, which based on the solution of the Lagrange equation for electromechanical system taking into account the nonlinearity of the magnetic system, have been developed. The simulation models of electric drives of turnouts in the software environment of MATLAB SIMULINK on the basis of a DC motor, an asynchronous motor, a valve-inductor motor, a linear motor of electromagnetic type and a linear inductor motor are developed. The adequacy verification on physical models was made. The problem of analysis for determining the rational structure of the electric drive of turnout based on DC motor, asynchronous motor, valve-inductor motor, linear motor of electromagnetic type and linear inductor motor is formulated.