Дослідження можливості оптимізації електропривода постійного струму при використанні модального керування в системі з модульним оптимумом

Abstract

Мета. Метою даного дослідження є обґрунтування підходу до синтезу системи керування електроприводом постійного струму, що поєднує оптимальне налаштування внутрішніх контурів за методом модульного оптимуму з методами модального керування, з метою зниження порядку характеристичного рівняння системи, покращення якості перехідних процесів та підвищення стійкості динамічних характеристик у контурі швидкості. Методика. Дослідження ґрунтується на використанні методів теорії автоматичного керування, зокрема модульного оптимуму для налаштування внутрішніх контурів та методу розміщення полюсів для синтезу модального регулятора. Застосовано математичне моделювання електропривода постійного струму, аналіз характеристичних рівнянь і перехідних процесів, а також комп’ютерне моделювання в середовищі MATLAB/Simulink. Результати. Показано, що застосування модального керування до системи, оптимізованої за модульним оптимумом, дозволяє знизити ефективний порядок характеристичного рівняння без істотної втрати швидкодії та точності регулювання. Отримані результати моделювання підтверджують покращення жорсткості механічної характеристики, зменшення чутливості системи до змін навантаження та стабілізацію струмів у перехідних режимах. Наукова новизна. Полягає у формалізованому поєднанні методів модульного оптимуму та модального керування в межах єдиної структури системи керування електроприводом постійного струму, а також у доведенні можливості зниження порядку системи без погіршення динамічних показників. Практична значимість. Запропонований підхід може бути використаний при проєктуванні та модернізації систем керування електроприводами постійного струму з підвищеними вимогами до швидкодії, стійкості та робастності.