Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Технічні науки / Експлуатація та ремонт засобів транспорту


Демченко Федір Олегович. Удосконалення методів керування виконавчими пристроями об'єктів забезпечення транспортної діяльності : Дис... канд. наук: 05.22.20 - 2008.



Анотація до роботи:

Демченко Ф.О. Удосконалення методів керування виконавчими пристроями об’єктів забезпечення транспортної діяльності. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.20 – Експлуатація та ремонт засобів транспорту. - Українська державна академія залізничного транспорту, Харків, 2008 р.

Дисертація присвячена удосконаленню методів керування виконавчими пристроями об'єктів забезпечення транспортної діяльності з використанням уніфікованих контурів керування. Проведено аналіз методів керування виконавчими пристроями ОЗТД з синхронними двигунами. Запропоновано моделі для реалізації методів векторного керування й прямого керування струмом. Проведено синтез регуляторів на основі широко використовуваних критеріїв симетричного й модульного оптимумів, а також критерію максимального ступеня стійкості. За результатами дослідження встановлено, що при настроюванні ПІ-регуляторів з використанням критерію максимального ступеня стійкості керування більш ефективне. Обґрунтовано вибір структури для реалізації ефективного керування синхронними двигунами на основі принципу векторного керування.

Проведено аналіз методів керування «ослабленням поля». Встановлено, що існуючі методи «ослаблення поля» не забезпечують заданої якості керування. Для поліпшення характеристик контуру керування був розроблений метод «ослаблення поля», заснований на прямому керуванні струмом і реалізації тягової характеристики приводу виконавчого пристрою. Цей метод дозволив забезпечити більш високі механічні характеристики в порівнянні з іншими методами при ідентичних витратах енергії.

Запропоновано варіанти заміни класичних ПІ-регуляторів нейронними мережами на основі багатошарового персептрона. Проведено аналіз методів навчання нейронних мереж

У дисертаційній роботі вирішено актуальну науково-прикладну задачу удосконалення методів керування виконавчими пристроями об'єктів забезпечення транспортної діяльності, які розповсюджені на залізничному транспорті.

На підставі проведеного аналізу технології керування виконавчими пристроями ОЗТД отримано нові науково обґрунтовані теоретичні й практичні результати, які є істотними для побудови уніфікованих контурів керування виконавчими пристроями в широкому діапазоні швидкостей та навантажень, що дозволяє удосконалити технологічні процеси керування виконавчими пристроями об’єктів забезпечення транспортної діяльності.

Основні наукові й практичні результати полягають у наступному.

1. З метою розробки удосконалених моделей, методів керування виконавчими пристроями та створення оптимальних контурів керування в дисертації:

- Обґрунтовано доцільність використання модуляції вектору поля для виконавчих пристроїв. У порівнянні з прямим керуванням струмом модуляція вектору поля реалізує більш ефективне керування моментом і близькі до оптимальних статичні та динамічні характеристики контурів. Якість процесів поліпшується до 10%.

- Для розрахунку параметрів настроювання регуляторів контурів керування виконавчими пристроями на основі СД використано критерій максимального ступеня стійкості, що дозволило спростити процедуру вибору параметрів регуляторів. Отримані з використанням критерію максимального ступеня стійкості параметри настроювання регуляторів дозволили зменшити перерегулювання швидкості з 10% до 1% і поліпшити якість керування моментом двигуна. Це дає змогу спростити технологію експлуатації виконавчих пристроїв.

- Запропоновано новий ефективний метод «ослаблення поля» у контурі керування виконавчим пристроєм в режимі швидкостей вище номінальної, заснований на формуванні струму за законом, який використовує обчислення базової швидкості та враховує тягову характеристику, що забезпечує розширення області стійкості. При цьому механічна потужність, що розвивається на валу виконавчого пристрою при однакових параметрах двигуна, перевищує вдвічі аналогічну потужність при використанні відомих методів «ослаблення поля». Також забезпечується регулювання швидкості обертання ротора у всьому припустимому діапазоні швидкостей (від 0 до максимальної) (підтверджено актом впровадження ВАТ «Ізюмський тепловозоремонтний завод»).

- Удосконалено процедуру синтезу контурів керування ОЗТД на основі нейронних мереж як регуляторів контуру керування, які навчаються на підставі модифікованого генетичного алгоритму, що дозволило поліпшити динаміку системи керування до 10%.

2. Розроблено удосконалені математичні та комп’ютерні моделі контурів керування, які доповнені ланкою, що враховує інерційність перетворювача, використовують новий метод «ослаблення поля», критерій максимального ступеню стійкості та нейронні мережі, що дає змогу одержати більш достовірну інформацію про характеристики контурів керування в статичних та динамічних режимах (підтверджено актом впровадження ВАТ «Електромашина»).

3. Сукупність удосконалених математичних моделей, розроблених процедур настроювання параметрів регуляторів являють собою нові методи керування виконавчими пристроями ОЗТД, що забезпечують оптимізацію їх швидкісних та механічних характеристик у широкому діапазоні зміни навантажень (підтверджено актом впровадження ВАТ «Ізюмський тепловозоремонтний завод»).

4. Сформульовані рекомендації щодо створення уніфікованих контурів керування виконавчими пристроями ОЗТД різної потужності на основі класичних та нейрорегуляторів:

- Розроблено структури контурів керування з класичними ПІ-регуляторами. Для таких контурів отримані аналітичні залежності для настроювання параметрів регуляторів на основі критерію максимального ступеню стійкості, що спрощує процедуру настроювання та підвищує якість процесів керування.

- Розроблено структуру контуру керування із сполученим нейрорегулятором струмів та на основі нейронної мережі, навчання якої здійснюється на основі модифікованого генетичного алгоритму. Ця структура забезпечує поліпшення динамічних характеристик контуру керування виконавчим пристроєм: перехідні процеси при регулюванні швидкості мають аперіодичний характер при скороченні часу перехідних процесів на 30%.

5. Сукупність отриманих наукових та практичних результатів дисертації дають змогу створити уніфіковані контури керування виконавчими пристроями ОЗТД різної потужності, що удосконалює технологію їх експлуатації. Основні результати дисертації впроваджені у виробництво та навчальний процес, що підтверджено відповідними актами.

Публікації автора:

  1. Демченко Ф.О. Управление движением электропоезда метрополитена. Часть 1. Задача совершенствования технологии управления электропоездом метрополитена // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – 2002. - № 3 - С.10-12.

  2. Демченко Ф.О. Управление движением электропоезда метрополитена. Часть 2. Моделирование нагрузок электроподвижного состава // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – 2002. - № 4,5 – С. 31-33.

  3. Демченко Ф.О. К разработке дискретно-непрерывной модели электропривода. Часть 1. Выбор методов моделирования //Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – 2006. - № 1. С. 43-47.

  4. Управление синхронными двигателями с постоянными магнитами в области скоростей выше номинальной / Ю.И. Гусевский, Ф.О. Демченко, Г.И.Загарий и др. //Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – 2006. - № 4. - С. 74-79.

  5. Моделирование тягового частотного управляемого электропривода на базе синхронных двигателей с постоянными магнитами/ Ф.О. Демченко, Г.И. Загарий, А.К. Дука и др.//Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – 2006. - № 5,6. - С. 80-86.

  6. Демченко Ф.О., Дука А.К. Оптимальное управление автономными электротранспортными средствами // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – 2007. - № 1. С. 80-86.

  7. Демченко Ф.О. Оптимизация параметров системы управления электроприводом переменного тока с синхронными двигателями с постоянными магнитами // Зб. наук. праць. – Донецьк: ДонІЗТ, 2007. – Вип. №9. – С. 74 – 86.

Тези

  1. Демченко Ф.О. Моделирование электромеханического преобразователя поезда метрополитена (17 міжнародна науково-практична конференція «Перспективні системи управління на залізничному, промисловому та міському транспорті»).-№4,5. – Алушта. – 2004. – С. 107.

  2. Демченко Ф.О. Моделирование алгоритмов управления электроприводом маневрового тепловоза // Автоматика-2005: Материалы 12-й Международной конференции по автоматическому управлению, - г. Харьков: Изд-во НТУ «ХПИ», - 2005. – Т.2. - С. 57-58.

Додаткова опублікована праця:

Тлумачний російсько-англо-український словник з залізничної автоматики та зв’язку: Навчальний посібник для ВНЗ / За ред. М.Д. Гінзбурга, Г.І. Загарія, Ю.В. Соболєва. – Харків: ПП Видавництво «Нове слово», 2004. – 512 с.