СТРАТЕГИИ ФОРМИРОВАНИЯ ЦЕЛЕВОЙ ФУНКЦИИ ПРИ ПАРАМЕТРИЧЕСКОМ СИНТЕЗЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ОБЪЕКТОВ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

Рассмотрены вопросы формирования целевой функции при решении задач параметрической оптимизации применительно к автоматизированным электроприводам объектов водного транспорта. Сложность решения задачи обусловлена ее многокритериальностью и отсутствием обоснованных методов ее решения для судовых и береговых электроприводов. Показано, что на этапе параметрического синтеза оптимизируемыми являются управляемые параметры основных элементов электропривода. При этом, в случае настройки электропривода, такими параметрами являются коэффициенты усиления и постоянные времени его системы управления. Анализ показывает, что достаточно часто в качестве целевой функции выбирается один наиболее важный показатель качества, который характеризует быстродействие электропривода. Показано, что в ряде публикаций в рассмотрение вводятся и другие показатели, которые характеризуют точность, энергетические затраты и параметрическую надежность. Отмечается, что важнейшим показателем, в полной мере характеризующим вероятность безотказной работы электропривода, является запас работоспособности. Рассматриваются три стратегии формирования целевой функции. Первая из них предполагает поиск оптимума по критерию максимизации минимального запаса работоспособности. Такой подход рекомендуется для электроприводов ответственного назначения. Отличительной чертой предложенного алгоритма решения задачи является использование априорной информации о скоростях изменения управляемых параметров. Вторая стратегия предполагает такой вариант построения целевой функции, при котором обеспечивается заданный запас работоспособности, а поиск оптимума осуществляется по обобщенному критерию, учитывающему показатели быстродействия и энергетической эффективности и построенному на основе принципа равенства. Третья стратегия предполагает формирование целевой функции в виде аддитивной формы как обобщенного показателя экономической эффективности электропривода, построенного на основе всех рассматриваемых показателей качества. При этом устанавливаются функциональные зависимости между этим показателем и каждым показателем качества. Это позволяет записать искомую зависимость в виде аддитивной функции. В работе рассматриваются алгоритмы решения задачи применительно к первой стратегии, которые иллюстрируются конкретными примерами.

автоматизированный электропривод, целевая функция, запас работоспособности, показатели качества, параметрический синтез

1. Саушев А. В. Параметрический синтез электротехнических устройств и систем: монография / А. В. Саушев. - СПб.: ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2013. - 315 с.

2. Саушев А. В. Показатели качества и критерии оптимальности при структурно-параметрическом синтезе автоматизированных электроприводов / А. В. Саушев, Е. В. Бова // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2019. - Т. 11. - № 2. - С. 380-395. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-2-380-395.

3. Saushev A. V. Solution of problems of parametric optimization and control of electric drives state based on information about operability area boundary / A. V. Saushev, E. V. Bova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - IOP Publishing, 2018. - Vol. 327. - Is. 5. - Pp. 052029. DOI: 10.1088/1757-899X/327/5/052029.

4. Ковчин С. А. Проблема синтеза современных электромеханических систем / С. А. Ковчин, Муафак Ф. М. Бернард // Труды V Международной (XVI Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2007. - СПб., 2007. - С. 48-51.

5. Сташинов Ю. П. К вопросу о настройке системы управления электропривода постоянного тока на модульный оптимум / Ю. П. Сташинов // Электротехника. - 2016. - № 1. - С. 2-7.

6. Кузнецова О. А. Многокритериальная оптимизация электромеханических систем с асинхронным двигателем / О. А. Кузнецова // Приводная техника. - 2010. - № 6. - С. 20-26.

7. Анисимов А. А. Параметрическая оптимизация электромеханических систем с регуляторами и наблюдателями состояния / А. А. Анисимов, С. В. Тарарыкин, В. В. Аполлонский // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. - 2016. - № 2. - С. 21-26. DOI: 10.17588/2072-2672.2016.2.021-026.

8. Саушев А. В. Параметрический синтез систем управления электроприводов технологических машин портов и судоремонтных заводов / А. В. Саушев, Е. В. Бова // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2016. - № 4 (38). - С. 192-202. DOI: 10.21821/2309-5180-2016-8-4-192-202.

9. Саушев А. В. Показатели параметрической надежности при оптимизации электромеханических систем / А. В. Саушев [и др.] // Труды международного симпозиума «Надежность и качество». - 2019. - Т. 2. - С. 60-62.

10. Саушев А. В. Показатели надежности при параметрическом синтезе автоматизированных электроприводов / А. В. Саушев [и др.] // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2018. - Т. 10. - № 3. - С. 597-607. DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-3-597-607.

11. Саушев А. В. Области работоспособности в задачах управления состоянием автоматизированных электроприводов / А. В. Саушев [и др.] / Труды X Международной конференции по автоматизированному электроприводу АЭП 2018: материалы докладов конференции. - Новочеркасск: ООО «Лик», 2018. - С. 99-103.

12. Саушев А. В. К проблеме синтеза целевой функции параметрической оптимизации сложных технических систем / А. В. Саушев // Надежность и качество сложных систем. - 2015. - № 3 (11). - С. 3-9.

13. Диксит А. Теория игр. Искусство стратегического мышления в бизнесе и жизни / Пер. с англ. / А. Диксит, Б. Нейлбафф. - М.: МИФ, 2017. - 445 с.

14. Saushev A. B. Parametric synthesis of technical systems based on the linear approximation of the operational capability range / A. B. Saushev // Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing. - 2013. - Vol. 49. - Is. 1. - Pp. 51-56. DOI: 10.3103/S875669901301007X.