МЕТОД ИДЕНТИФИКАЦИИ МЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СЛЕДЯЩИХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

Статья посвящена исследованию проблемы идентификации параметров электромеханических систем, которая в течение длительного периода времени остается актуальной и востребованной на практике. Отмечается, что в большинстве известные подходы к идентификации исследуемых параметров электромеханических систем основаны на использовании линейных моделей, которые не подходят для большинства систем с нелинейностями. В случае следящего электропривода нелинейность и некоторая неопределенность имеют место в механической части привода вследствие наличия трения, упругости и люфтов. В связи с этим для следящих электроприводов существует достаточно много различных методов и алгоритмов идентификации механических параметров, к которым можно отнести нелинейное оценивание наименьших квадратов, метод конечных элементов, а также методы, основанные на спектральном анализе. В статье рассмотрен метод определения момента инерции и коэффициента вязкого трения для следящих электроприводов, основанный на использовании динамического уравнения механической системы привода. В качестве исходной информации используется крутящий момент и фактической скорость вращения машины. Отмечается, что точная идентификация механических параметров электропривода имеет важное значение для синтеза его системы управления. Разработанный метод устойчив к внешним воздействиям, таким как погрешность измерения и механический резонанс приводной системы. Выявленные параметры могутиспользоваться для автонастройки коэффициентов усиления в регуляторе скорости, что обеспечит высокие показателя контроля скорости электропривода. Эффективность предложенного метода подтверждена компьютерным моделированием и экспериментальными данными.

момент инерции, механическая система электропривода, идентификация параметров, следящий электропривод, коэффициент вязкого трения

1. Водовозов А. М. Интерфейсный подход к задаче оптимизации электропривода / А. М. Водовозов, Д. А. Оботуров, А. А. Пискунов // Современные проблемы информатизации в технике и технологиях: тр. VII Междунар. электрон. науч. конф. - Воронеж: ЦЧКИ, 2002. - С. 7-8.

2. Абуфанас А. С. Поисковый алгоритм параметрической идентификации электропривода системы мониторинга / А. С. Абуфанас, А. А. Лобатый, А. Г. Шведко // Системный анализ и прикладная информатика. - 2017. - № 2. - С. 39-45.

3. Баратова К. В. Исследование влияния импульсных помех на нейросетевую параметрическую идентификацию асинхронных электроприводов / К. В. Баратова, В. И. Полищук // Наука. Технологии. Инновации: сб. науч. тр. - Новосибирск: Новосибирский гос. техн. ун-т, 2019. - С. 148-152.

4. Лебедев С. К. Алгоритмы синтеза наблюдателей нагрузки электропривода / С. К. Лебедев, А. А. Коротков // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. - 2009. - № 3. - С. 5-8.

5. Пискунов А. А. Определение параметров асинхронного электропривода методом статистической идентификации / А. А. Пискунов // Информационные технологии моделирования и управления. - 2005. - № 7 (25). - С. 965-969.

6. Нестеров А. А. Параметрическая идентификация электропривода постоянного тока на основе регрессионного анализа его кривой тока якоря, полученной экспериментально при реверсировании, в системе Mathcad / А. А. Нестеров, С. В. Нестеров, А. В. Нестеров // Прогрессивные технологии и процессы: сб. науч. ст. 4-й Междунар. молодежной науч.-практ. конф. - Курск: ЗАО «Университетская книга», 2017. - С. 142-144.

7. Водовозов А. М. Помехозащищенные алгоритмы параметрической идентификации электромеханических систем / А. М. Водовозов, А. С. Елюков // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. - 2009. - Т. 52. - № 12. - С. 40-43.

8. Елюков А. С. К вопросу об идентификации линейных динамических систем по результатам экспериментальных исследований / А. С. Елюков, А. М. Водовозов // Системы управления и информационные технологи. - 2008. - № 2-2(32). - С. 253-256.

9. Тютиков В. В. Система управления манипуляционным роботом с компенсацией динамических моментов / В. В. Тютиков, Е. В. Красильникъянц, А. А. Варков // Автоматизация в промышленности. - 2015. - № 6. - С. 58-63.

10. Полющенков И. С. Идентификация электромеханической системы методом вещественной интерполяции / И. С. Полющенков, С. И. Мелентьев // Энергетика, информатика, инновации-2017: сб. тр. VII Междунар. науч.-техн. конф. - Смоленск: Универсум, 2017. - С. 170-173.

11. Солодкии Е. М. Параметрическая идентификация асинхронного двигателя на основе алгоритма фазовой автоподстройки частоты / Е. М. Солодкии, Д. А. Даденков, А. М. Костыгов // Электротехника. - 2018. - № 11. - С. 53-57.

12. Каширских В. Г. Динамическая идентификация асинхронных электродвигателей / В. Г. Каширских, А. В. Нестеровский // Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2005. - № 1 (45). - С. 73-74.

13. Саушев А. В. Метод параметрической идентификации электротехнических систем в реальном масштабе времени / А. В. Саушев [и др.] // Актуальные направления фундаментальных и прикладных исследований: материалы XII Междунар. науч.-практ. конф. - CreateSpace, 2017. - С. 86-88.

14. Саушев А. В. Идентификация электроприводов портовых перегрузочных машин / А. В. Саушев, Д. И. Троян // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2015. - № 5 (33). - C. 169-183. DOI: 10.21821/2309-5180-2015-7-5-169-183.

15. Kim N. J. Inertia identification for the speed observer of the low speed control of induction machines / N. J. Kim, H. S. Moon, D. S. Hyun // IEEE Transactions on Industry Applications. - 1996. - Vol. 32. - Is. 6. - Pp. 1371-1379. DOI: 10.1109/28.556641.

16. Hong S. J. A novel inertia identification method for speed control of electric machine / S. J. Hong, H. W. Kim, S. K. Sul // Proceedings of the 1996 IEEE IECON. 22nd International Conference on Industrial Electronics, Control, and Instrumentation. - IEEE, 1996. - Vol. 2. - Pp. 1234-1239. DOI: 10.1109/IECON.1996.566056.

17. Szczepanski R. Auto-tuning process of state feedback speed controller applied for two-mass system / Szczepanski, M. Kaminski, T. Tarczewski // Energies. - 2020. - Vol. 13. - № 12 - Pp. 3067. DOI: 10.3390/en13123067.