Аннотация: Разработаны новая методика синтеза регуляторов на основе предикаторов, а также новый способ и программа измерения скорости электропривода с помощью инкрементного энкодера. Выполнено имитационное компьютерное моделирование новой системы управления электроприводом. Протестирована её робастность. Представлены результаты математического моделирования регулируемого электропривода с цифровым регулятором на основе предикаторов. На компьютерной модели электропривода получен диапазон регулирования скорости не менее 106. Электропривод обладает высоким быстродействием, высокой точностью регулирования при отсутствии перерегулирования и высокой жёсткостью к внешней возмущающей нагрузке. Широкая робастность электропривода позволяет изменять его параметры по сравнению с расчетными значениями в два - десять раз без ухудшения качества регулирования. В сочетании с новым способом измерения скорости при помощи инкрементного энкодера на математической модели получен диапазон регулирования скорости 106 при отсутствии перерегулирований. Статья подготовлена в двух частях. В первой части рассматриваются регулируемые, а во второй - следящие электроприводы.

Аннотация: Представлен обзор и анализ различных систем электропитания искусственных спутников Земли, космических кораблей и систем электроснабжения орбитальных станций. Показано развитие элементной базы систем электропитания с использованием солнечных батарей. Рассмотрены особенности систем электроснабжения орбитальных станций Мир, МКС и Тяньгун. Оценена роль математического и компьютерного моделирования при проектировании систем электропитания космических аппаратов. Проведён анализ российских и зарубежных научных статей, посвящённых моделированию компонентов систем электропитания космических аппаратов. Сделаны выводы по реализации математического моделирования.

Аннотация: Рассмотрена задача моделирования распределения электростатического поля ёмкостного датчика с использованием комбинированного бессеточного метода, в основе которого лежит совместное применение метода фундаментальных решений и метода Монте-Карло. Проведены численные эксперименты для определения зависимости ёмкости датчика от отношения толщины диэлектрической ленты к зазору. В рамках валидации выполнены расчёты с применением программного пакета для инженерного моделирования ELCUT , в котором реализован метод конечных элементов. Путём сравнения результатов, полученных комбинированным бессеточным методом и методом конечных элементов, показано, что предложенный подход обеспечивает достижение необходимой точности и может найти применение при решении задач расчёта поля на этапе проектирования электротехнических устройств.

Аннотация: Рассмотрена проблема проектирования электропривода систем обезвешивания, связанная с необходимостью согласования скоростей двигателя и объекта обезвешивания, так как существующие методики рассматривают только установившийся режим работы системы, не учитывая превышения скорости, возникающие в переходных процессах. Определены требования к электроприводу, выполнение которых обеспечит необходимую максимальную скорость вращения электродвигателя при заданных параметрах системы. Исследование осуществлено с помощью анализа передаточных функций, компьютерного моделирования и нелинейной аппроксимации. Результаты исследования позволили получить дополнительное условие для определения требуемого радиуса приведения и зависимость коэффициента превышения от параметров системы управления. Введение дополнительного условия позволило уточнить методику выбора рациональных параметров электропривода систем обезвешивания.

Аннотация: Представлен универсальный электропривод экзоскелета для тазобедренного и коленного суставов, исследована одновременная работа системы. Методом полунатурного моделирования проведено сравнение полученных характеристик переходных процессов с ранее созданной идеализированной математической моделью. Механические и силовые агрегаты выполнены в виде реальных устройств. Система управления построена с помощью программного пакета Simulink в среде MATHLAB . Связь между ПК и устройствами реализована с помощью микроконтроллера Atmega 328 . Рассчитаны параметры контуров регулирования. На этапе построения системы использована эмуляция сигналов ЭМГ датчиков. Проведенное исследование показало, что при сравнении двух моделей (математической и полунатурной) их переходные процессы совпадают, что подтверждает теоретический результат на практике. Подтверждена необходимость создания электрической связи между электроприводами каждой из степеней подвижности в целях повышения динамики и безопасности создаваемого устройства.

Аннотация: Рассмотрены методы уменьшения добавочных потерь и амплитуды высших гармоник в напряжении и токах обмотки высокооборотного генератора, вызванных пульсацией магнитного поля в зазоре. Отмечены направления повышения эффективности высокооборотного генераторного оборудования для энергетического комплекса на базе микрогазотурбинной установки (микроГТУ). Расчёт величины дополнительных потерь высокооборотного электрогенератора осуществлен с учетом его нагрузки и питания от частотного преобразователя. Для снижения добавочных потерь асинхронного высокооборотного генератора, вызванных неравномерностью распределения магнитного потока в воздушном зазоре, использованы пазовые клинья, выполненные из магнитных материалов. Снижение уровня высших гармоник тока в обмотках генератора обеспечено за счёт формирования выходного напряжения частотного преобразователя с применением модуляции с предварительным вычислением моментов переключения ( Pre-Calculate PWM ). Анализ результатов расчётов показал, что применение пазовых клиньев, изготовленных из магнитного материала, позволяет снизить потери мощности асинхронного высокооборотного генератора за счет снижения зубцовых пульсаций магнитного поля в воздушном зазоре. Использование модуляции с предварительным вычислением моментов переключения ( Pre-Calculate PWM ) позволяет уменьшить уровень высших гармоник тока.

Аннотация: Предложен и исследован алгоритм планирования движений по разрешению коллизий в ограниченном пространстве на основе принципов траекторного и контурного управления, поддерживающий оптимизационные механизмы по критериям энергоэффективности и производительности. Проведено сравнение оригинального решения с универсальными алгоритмами, в частности, MRRT и CHOMP , продемонстрированы преимущества предложенного алгоритма при функционировании в ограниченном пространстве. Результаты исследования обобщены и представлены рекомендации по организации системы управления коллаборативным роботом, поддерживающей классификацию частей технологических операций и идентифицирующей возможность применения оригинального алгоритма в ограниченном пространстве.

Аннотация: Рассмотрены особенности технических решений, принятых в известных конструкциях быстродействующих автоматических выключателей, возможности современных методов проектирования их основных элементов - электромагнитных приводов. Актуальность настоящей работы обусловлена необходимостью создания современных, импортозамещающих отечественных конструкций аппаратов, не уступающих по своим параметрам зарубежным аналогам, что предполагает создание нового или применение малоизвестного исследовательского и проектно-конструкторского инструментария. На основании анализа подтверждена необходимость создания новых математических моделей для расчета динамики электромагнитных приводов с учетом процесса дугогашения и ограничения тока в силовой цепи, электродинамического влияния электрической дуги на временные параметры выключателя. Проведен комплексный обзор существующих устройств и методов проектного расчета электромагнитных приводов быстродействующих выключателей. Выявлены недостатки и возможности их улучшения.

Аннотация: Представлена задача расчёта электрических нагрузок для промышленных предприятий, как основополагающий этап при проектировании заводских систем электроснабжения. Рассмотрена методологическая проблема определения базы исходных данных, обеспечивающих разработку физически обоснованных методов выбора сечений проводников по нагреву. Теоретически обоснованы исходные данные, обеспечивающие научный подход к выбору проводников по нагреву. Использована вероятностная модель групповой электрической нагрузки в виде случайного стационарного эргодического процесса, имеющего экспоненциальную корреляционную функцию (КФ) и подчиненного нормальному закону распределения. Результаты исследования получены путём вероятностного и статистического моделирования. Показано, что существующая база данных индивидуальных параметров электроприёмников основана на некорректных допущениях: корреляция между средними значениями и среднеквадратическими отклонениями нормально распределённых групповых нагрузок...

Аннотация: Рассмотрена методика оценки показателей надежности технических объектов на основе априорной информации о наработках до отказа, представленных в виде полных или цензурированных данных. В основу методики положен разработанный алгоритм последовательного анализа с использованием оценок максимального правдоподобия исследуемых выборок распределенных по закону Вейбулла, так как среди большого количества существующих статистических методов при большом объеме данных он позволяет определять оценки параметров с учетом различных видов цензурирования (приостановок). Необходимым условием применения метода максимального правдоподобия является предварительная проверка критерия согласия представленного набора данных двухпараметрическому закону распределения Вейбулла в силу его универсальности, связанной с возможностью описания широкого спектра ресурсных данных. Используя оценки параметра формы и параметра масштаба распределения, предложенная методика позволяет определить точечные и интервальные оценки вероятности безотказной работы, интенсивности отказов, В -ресурса, а также средней наработки до отказа...

Аннотация: Предложен метод ускоренного узлового анализа электрических цепей, обеспечивающий существенное сокращение вычислительных затрат при исследовании влияния изменения параметров элементов на режимы работы цепей. Рассмотрены линейные электрические цепи в режиме постоянного или переменного тока. Значительное сокращение объёма вычислений достигнуто при использовании новой модификации метода исключения Гаусса для решения систем линейных алгебраических уравнений и учёта особенностей структуры матрицы узловых проводимостей, а также специфики алгоритма переформирования этой матрицы при изменении параметров элементов. Сформулирована и доказана теорема, определяющая условие существования единственного решения задачи повторного анализа цепи, а также теорема, устанавливающая условие возникновения явления перехода потенциала с одного узла на другой при изменении параметра одного элемента. Показано, что для достаточно сложных цепей отношение числа скалярных операций умножения или деления, необходимых для вычисления всех новых значений узловых потенциалов после изменения параметра одного элемента цепи, к числу узлов цепи близко к единице. Метод характеризуется малой погрешностью, которая не накапливается при увеличении числа вычисляемых значений потенциалов узлов. Разработано соответствующее программное обеспечение на языке C ++ и выполнены численные эксперименты, результаты которых подтвердили высокую эффективность метода.

Аннотация: Проанализированы средние за сутки значения суточных графиков электропотребления, температуры воздуха, естественной освещенности, облачности и осадков г. Москвы. Получены зависимости электропотребления от температуры воздуха, облачности и освещенности. Предложена модель, сформированная на основе машинного обучения с использованием алгоритма регрессионных деревьев решений с учетом данных по температуре воздуха, облачности и естественной освещенности. Спрогнозированы значения временного ряда электропотребления с учётом метеофакторов на основе простых правил принятия решений, выведенных из характеристик исходных данных. Представлены результаты прогнозов среднесуточных значений электропотребления, с использованием прогнозной модели на основе метода регрессионных деревьев решений с учётом данных по температуре воздуха, облачности и естественной освещённости для выбранных периодов в апреле, июне и октябре. Разработанный алгоритм позволяет учитывать сезонные закономерности между суточными графиками электропотребления и метеофакторами...

Аннотация: Рассмотрены натяжные устройства, используемые в технологическом процессе изготовления изделий из композиционного материала с одновременной его пропиткой. Обоснован выбор структурной схемы электротехнической системы натяжения. Отмечено, что в настоящее время наиболее целесообразно строить электротехнические системы (ЭТС) по принципу подчиненного управления. Проведенный анализ возможности использования различных структур ЭТС показал, что наиболее целесообразно использовать четырехконтурные ЭТС натяжения

Аннотация: Исследованы процессы перенапряжений в электрическом контуре статического тиристорного компенсатора при коммутации конденсаторных батарей. Представлен численный метод расчета перенапряжений при включении конденсаторных батарей с проверкой его адекватности на математической модели в программном комплексе Matlab с приложением Simulink . Показано их влияние на амплитуду напряжений на шинах подстанции 220/35 кВ. Рассмотрены способы снижения перенапряжений для защиты электрического оборудования с применением нелинейных ограничителей перенапряжения и R - C цепей, в том числе кабельных линий 35 кВ. Доказана их эффективность как при совместном использовании, так и при раздельной работе.

Аннотация: Исследовано переходное сопротивление между щелочными металлами (натрий) и нержавеющими сталями. Определена зависимость переходного сопротивления от тока между натрием и нержавеющей сталью. Представлен стенд для определения переходного сопротивления. Проведены натурные испытания с физической моделью. Установлено, что переходное сопротивление уменьшается при увеличении тока под действием фреттинг-коррозии. Показано, что нагрузка на жидкометаллический самовосстанавливающийся предохранитель позволяет снизить значение переходного сопротивления. Экспериментально подтверждена возможность применения пары натрий-нержавеющая сталь в конструкции жидкометаллических самовосстанавливающихся предохранителей.