Сибирский федеральный университет

Перевод названия: ANALYTICAL DESIGN OF CONTROLLERS FOR ELECTRIC DRIVE OF TWO-MASS ENGINE-GENERATOR SYSTEM

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2016

Ключевые слова: электропривод постоянного тока, электромеханическая система, одномассовая система, система управления, двухточечная краевая задача, оптимальное управление, критерий оптимальности, аналитическое конструирование регуляторов, акор, квадратичный функционал, DC-drive, electromechanical system, one-mass system, control system, two points boundary problem, optimal control, cost function, Linear quadratic regulator, LQR, quadratic functional

Аннотация: В связи с бурным развитием цифровой техники существенно возросли возможности современных контроллеров для управления электрическими машинами. Поэтому имеет смысл заменить классические способы, например, модального или подчиненного управления на более современные подходы оптимального и предиктивного (прогнозирующего) управления, тем более что сам алгоритм управления, по сути, представляет собой программный код контроллера. Однако при этом рассчитывать управляющий сигнал в реальном времени на каждом шаге управления, как правило, приходится численно, что может занимать недопустимо длительное время. Поэтому целью исследования является получить более-менее аналитическое решение задачи оптимизации. Исследуются системы оптимального управления электромеханическими системами на примере электропривода постоянного тока двухмассовой системы генератор-двигатель. С использованием теории аналитического конструирования регуляторов предложен критерий оптимальности и получена аналитическая формула регулятора, позволяющего также учесть ограничения на напряжение управления и все координаты. Показаны результаты моделирования процесса пуска двигателя с нагрузкой на валу, все расчеты производились в программе MATLAB®. Использование полученного алгоритма управления позволит сократить время расчета управляющего сигнала контроллером и открывает более широкие возможности построения современных цифровых электроприводов. In connection with rapid development of digital technics possibilities of modern controllers for control of electric machines have essentially increased. Therefore it makes sense to replace classical methods, for example the modal or subordinated control, with more modern approaches of optimal and predictive control, especially as the control algorithm, as a matter of fact, is a program code of the controller. However as a rule, it is necessary to use numerical methods to count a control signal in real time for each control step. That can take inadmissibly long time. Therefore this research objective is to get more or less analytical solution of an optimisation problem. Control of electromechanical systems with square-law cost function is analyzed on an example of the DC-drive for two-mass engine-generator system. With use of the LQR theory the new optimum criterion is offered and the analytical formula of a regulator is received. This allows taking into account constraints on control signal and all state coordinates. Results of modeling of start-up process for DC motor with loading on a shaft are shown, all calculations were made in MATLAB®. Use of the received control algorithm will allow to reduce calculation time for the control signal of the controller and opens more ample opportunities in construction of modern digital electric drives.

Журнал: Современные технологии. Системный анализ. Моделирование

Выпуск журнала: № 3

Номера страниц: 29-35

ISSN журнала: 18139108

Место издания: Иркутск

Издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения

• Подборский Павел Эдуардович (Сибирский федеральный университет)
• Подборский Эдуард Николаевич (Сибирский федеральный университет)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК