Аннотация: Рассмотрена проблема реализации сглаживания перемещений коллаборативного робота-манипулятора, функционирующего в режиме внешнего управления. Описан подход к реализации внешнего управления перемещениями робота, основанный на формировании очереди команд в памяти контроллера робота с последующим обновлением очереди. Показаны основные особенности используемого подхода к внешнему управлению, ограничивающие возможности сглаживания. Проведён анализ возможности сглаживания типовых движений робота и введён ряд ограничений, исходящих из реалий внешнего управления. Предложен подход к реализации сглаживаний последовательных наборов перемещений, учитывающий рассмотренные особенности внешнего управления. Предложенный подход базируется на анализе углов между траекториями пар смежных перемещений. Разработаны математический аппарат, необходимый для расчетов углов между векторами движений разного типа, и алгоритм, по которому происходит определение возможности сглаживания движений. Алгоритм реализован в виде программного кода, проведён эксперимент, подтверждающий его работоспособность.

Аннотация: Рассмотрена проблема получения математической модели бесколлекторных двигателей постоянного тока с электронным регулятором скорости в виде системы дифференциальных уравнений для использования при синтезе современных высококачественных адаптивных и самонастраивающихся систем управления приводами различных мобильных роботов и многостепенных манипуляторов. Разработана модель бесколлекторного двигателя постоянного тока, которая за счет усреднения переменных параметров, зависящих от быстро изменяемого электрического угла поворота ротора, и учета влияния на работу двигателя электронного регулятора скорости, содержащего трёхфазный инвертор и управляющий им контроллер, описана в удобном виде с помощью системы из трех дифференциальных уравнений первого порядка. Показано, что можно использовать большой шаг моделирования, значительно снижая требования к вычислительной мощности бортовых ЭВМ, без ухудшения качества получаемых результатов. Эффективность разработанной модели подтверждена в ходе натурного эксперимента с использованием электромеханического стенда с бесколлекторным двигателем постоянного тока.

Аннотация: Рассмотрена проблема повышения устойчивости синхронных генераторов заводских электростанций за счет совершенствования системы автоматического регулирования возбуждения. Предложен способ, обеспечивающий существенное демпфирование переходных колебательных процессов в сложной электроэнергетической системе с участием нескольких синхронных генераторов, обусловленных возмущающими и управляющими воздействиями, в том числе и при коротких замыканиях. Разработано и зарегистрировано изобретение «Устройство для управления возбуждением синхронного генератора в распределительной сети переменного тока», позволяющее существенно повысить эффективность каналов стабилизации. Получено программное обеспечение для оценки электромеханических переходных процессов синхронного генератора при провалах напряжения в сети с учетом действия каналов стабилизации. Проведены расчеты переходных процессов, подтверждающие эффективность полученного способа. Предложенное решение обеспечивает апериодический или близкий к нему характер электромеханических переходных процессов.

Аннотация: Обоснована актуальность учета параметров нагрузки при проектировании непосредственных электромеханических преобразователей с линейным перемещением исполнительного элемента. Проведен анализ существующей методики проектирования и отмечены ограничения ее применения для электродвигателей со встроенной винтовой передачей и нагрузкой, не имеющей точного математического описания. Показано, что использование для нахождения количественной связи электромагнитного момента с механическими параметрами передачи «винт-гайка» модели обобщенного электромеханического преобразователя и машиностроительной теории винтовой пары не позволяет учесть динамические параметры нагрузки. Проведено сравнение аналитического подхода и метода имитационного моделирования для нахождения нагрузки электромеханического преобразователя. Решение задачи учета усилий, действующих на исполнительный механизм при перемещении шибера, применительно к технологическому процессу закрытия задвижки трубопровода получено в виде тяговой характеристики электромеханического преобразователя...

Аннотация: Представлена базовая версия прямого саморегулирования момента ( DSC ) асинхронного двигателя с питанием от инвертора напряжения. Метод управления выгодно отличается от других способов прямого управления моментом низкой частотой переключения ключевых элементов инвертора. Система управления приводом достаточно проста в практических реализациях, поскольку не требуется обращения к таблицам переключения для управления потокосцеплением статора и крутящим моментом. Для формирования заданного значения крутящего момента предложен новый метод расчета параметров регулятора скорости, основанный на анализе амплитудных и частотных характеристик элементов привода. Результаты математического моделирования, выполненные в среде MatLab / Simulink , подтвердили правильность предложенных схемных решений.

Аннотация: Рассмотрена проблема исследования работы солнечных батарей при изменяющихся внешних условиях освещения и влиянии процесса деградации на их выходные электрические характеристики в процессе проектирования системы энергоснабжения космических аппаратов. Представлены математические модели фотоэлектрического преобразователя и генератора тока панели солнечной батареи научно-энергетического модуля. Моделирование произведено в программном математическом комплексе Scilab / Xcos . Получены результаты, подтверждающие влияние внешних условий на вырабатываемую мощность солнечной панели, построены вольт- амперные и вольт-ваттные характеристики.

Аннотация: Разработаны и представлены методы и результаты моделирования магнитного гистерезиса и вихревых токов в магнитных системах, используемых для магнитной дефектоскопии стальных канатов. Моделирование эффектов от влияния вихревых токов и гистерезиса проведено в программном комплексе расчета трехмерных электромагнитных полей, основанном на методе пространственных интегральных уравнений. Встроенный модуль гистерезиса использует улучшенную однонаправленную динамическую модель Джайлса-Атертона, оптимизация параметров которой осуществлена с помощью генетического алгоритма. Определены закономерности распределения компонент вектора магнитной индукции в зонах локальных дефектов и по всей длине стальных канатов при различных скоростях намагничивания. Особое внимание уделено выявлению зависимости остаточной тангенциальной составляющей вектора магнитной индукции от скорости движения намагничивающего устройства в стальных канатах. Экспериментальные исследования подтвердили правильность полученных результатов, а также адекватность математических моделей.

Аннотация: Исследовано влияние внутрипружинных пневмоэлементов на аэродинамические характеристики кареток токоприемников скоростного электроподвижного состава. Применены методы имитационного моделирования: CFG -расчеты в программном комплексе ANSYS Fluent . Разработана компьютерная 3 D -модель каретки, оснащенной внутрипружинными пневмоэлементами. Полученные результаты свидетельствуют о том, что при применении внутрипружинных пневмоэлементов опускающая аэродинамическая сила кареток увеличивается и при движении вперед, и при движении назад. Лобовое сопротивление при этом снижается при движении вперед, а при движении назад увеличивается. Незначительное увеличение опускающей силы не оказывает влияния на процесс токосъема, поскольку оно ниже величины среднего статического нажатия токоприемника. Изменение лобового аэродинамического сопротивления также незначительно по сравнению с лобовым сопротивлением всего токоприемника. Отмечено, что применение внутрипружинных элементов в конструкции кареток токоприемников скоростного электроподвижного состава не окажет значительного влияния на процесс токосъема.

Аннотация: Рассмотрен процесс пуска скребковых конвейеров, направленный на разработку эффективного метода управления для снижения механических и электрических ударов с целью повышения технического ресурса (срока службы) компонентов электропривода. Исследован новый метод двухэтапного частотного пуска скребкового конвейера, отличающийся применением регулятора скорости на основе скользящего режима управления. Отличия предлагаемого метода пуска от известного S -образного заключаются в следующем: на первом этапе пуска происходит не линейное, а плавное нарастание момента электродвигателей при разгоне до пониженной скорости; точно определяется момент переключения с первого этапа пуска на второй; разгон с пониженной скорости до номинальной осуществляется по косинусно-трапецеидальной форме ускорения, вместо треугольной, как в S- образном способе пуска. При одинаковом времени процесса пуска скребкового конвейера обеспечено снижение углового рывка в трансмиссии в два раза и снижение динамического момента в 1,5 раза, что позволяет предполагать перспективность применения рассматриваемого способа.

Аннотация: Представлен алгоритм, расширяющий функционал микропроцессорных устройств релейной защиты за счет определения направления мощности и устранения ряда существенных недостатков имеющихся технических решений. Исследован характер изменения частоты энергосистемы и проанализирована взаимосвязь частоты с другими параметрами сети в безаварийных условиях. Проведены прямые измерения электрического тока, напряжения, коэффициента мощности и частоты электрической сети с помощью портативного анализатора качества электроэнергии. Применены методы математической статистики, такие как корреляционный и регрессионный способы анализа данных, полученных в ходе мониторинга. Показатели среднеквадратичного отклонения частоты электрической сети в рамках проведенных исследований свидетельствуют о достаточно однородных результатах, полученных путем надежного и стабильного процесса измерений с небольшим разбросом, что обеспечивает совершенствование отказоустойчивости новейших принципов выполнения органов направления мощности в токовых защитах и упрощает процесс коррекции с применением опорного сигнала.

Аннотация: Проведено сравнение результатов расчета параметров процесса генерации электроэнергии с фактическими данными эксплуатации солнечных электростанций (СЭС), изучены возможные виды деградации солнечных модулей, установлены причины и даны рекомендации по их своевременному устранению. Использованы теоретические расчеты выработки электроэнергии, построение зависимостей выработки от времени года, солнечной инсоляции. Анализ эксплуатации фотоэлектрических модулей и видов деградации проведен на примере Бугульчанской солнечной электростанции (Республика Башкортостан) по данным отчетов, предоставленных данной СЭС и непосредственно на самой электростанции. Сравнение расчетных данных по выработке электроэнергии с реальными данными генерации энергии фотоэлектрическими модулями на Бугульчанской солнечной электростанции при различных значениях температур окружающей среды показало, что расхождение между ними составляет в среднем от 4 до 12 %. Установлено, что деградация солнечных панелей может быть вызвана такими факторами окружающей среды, как температура, ветер, осадки и облачность, влияющими на вольт-амперные (ВАХ) и мощностные характеристики солнечных модулей...