ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІКИ РЕЛЕЙНИХ СИСТЕМ КЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДАМИ В УМОВАХ ДІЇ РЕАКТИВНОГО МОМЕНТУ ОПОРУ
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-2884.47.2025.10Ключові слова:
система керування положенням, сухе тертя, метод N–i перемикань, ковзний режимАнотація
Актуальність роботи зумовлена необхідністю обґрунтування аналітичної характеристики реактивного моменту опору, яка не вимагає детальної інформації щодо елементів конструкції механізму, але здатна відтворити типові прояви, притаманні силам тертя в моделі релейної системи керування. Метою є використання таких характеристик для завдань, які полягають не у дослідженні фрикційних автоколивань, а в загальній оцінці динаміки електромеханічних систем. Рішення, запропоноване в цій роботі, полягає у використанні моделі сил тертя у формі безперервної аналітичної функції, точки перегину якої пов'язані з амплітудою пульсацій швидкості в режимі ковзання. Обґрунтована форма та узгодженні з параметрами релейних регуляторів налаштування характеристики реактивного моменту опору дозволяють виключити помилкові автоколивання систем керування, забезпечуючи достовірне відтворення статичних та динамічних режимів електроприводу.
Посилання
Müser M. Theory and Simulation of Friction and Lubrication. In: M. Ferrario, G. Ciccotti, K. Binder (eds). Computer Simulations in Condensed Matter Systems: From Materials to Chemical Biology Volume Lecture Notes in Physics, 2006, vol. 704, P.65-104. Springer, Berlin, Heidelberg.
Specker T., Buchholz M. and Dietmayer K. "A New Approach of Dynamic Friction Modelling for Simulation and Observation," IFAC Proceedings Volumes, Volume 47, Issue 3, 2014, P. 4523 4528.
Schuderer M., Rill G., Schaeffer T. and Schulz C. "Friction modeling from a practical point of view." Multibody System Dynamics, Apr. 2024, P. 1-18.
Crowder R., Electric Drives and Electromechanical Systems: Applications and Control. Butterworth-Heinemann, 2019.
Utkin V., Poznyak A., Orlov Y., Polyakov A. Road Map for Sliding Mode Control Design. Springer Nature, Switzerland, 2020. 127 pp.
Mare J. C. "Friction modelling and simulation at system level - Considerations to load and temperature effects." Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering, 2014, 229 (1), P.27-48.
Do N., Ferri A., and Bauchau O. "Efficient Simulation of a Dynamic System With LuGre Friction." Journal of Computational and Nonlinear Dynamics, Oct. 2007, 2(4), P. 281-289.
Al-Bender F. "Fundamentals of friction modeling." Proceedings - ASPE Spring Topical Meeting on Control of Precision Systems, ASPE 2010, 48.
Drumwright E. and Shell D. "Modeling Contact Friction and Joint Friction in Dynamic Robotic Simulation Using the Principle of Maximum Dissipation." Springer Tracts in Advanced Robotics. 2010, 68, P. 249-266.
Benassi, A. Vanossi, G. Santoro and E.Tosatti. "Parameter-free dissipation in simulated sliding friction." Physical Review. B, Condensed matter, 2010, 82(8).
Tytiuk V., Chornyi O., Mrachkovskyi D., Tryputen M. and Kuznetsov V., "Mathematical model of the closed-loop system of excavator bucket positioning," Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2023, (1), P. 107–114.
Derets O., Sadovoi O. and Derets Y., "Synthesis Algorithm of Proximate Time-Optimal Servo Drive with Constraint of State Coordinates." 2019 IEEE 20th International Conference on Computational Problems of Electrical Engineering, CPEE 2019, 2019, P. 1–4.
Derets O., Sadovoi O., Derets Y. and Derets H., "Criterion for Choosing the Integration Step Size for Simulation of Sliding Modes in Electric Drives." Proceedings of 15th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering, TCSET 2020, 2020, P. 796–799.
Müser M. (2006). Theory and Simulation of Friction and Lubrication. In: M. Ferrario, G. Ciccotti, K. Binder (eds). Computer Simulations in Condensed Matter Systems: From Materials to Chemical Biology Volume Lecture Notes in Physics, vol. 704, pp.65-104. Springer, Berlin, Heidelberg.
Specker T., Buchholz M. and Dietmayer K. (2014). "A New Approach of Dynamic Friction Modelling for Simulation and Observation," IFAC Proceedings Volumes, Volume 47, Issue 3, 2014, pp. 4523-4528.
Schuderer M., Rill G., Schaeffer T. and Schulz C. "Friction modeling from a practical point of view." Multibody System Dynamics, Apr. 2024, pp. 1-18.
Crowder R. (2019). Electric Drives and Electromechanical Systems: Applications and Control. Butterworth-Heinemann.
Utkin V., Poznyak A., Orlov Y., Polyakov A. (2020). Road Map for Sliding Mode Control Design. Springer Nature, Switzerland. 127 pp.
Mare J. C. (2014). "Friction modelling and simulation at system level - Considerations to load and temperature effects." Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering, 229 (1), pp. 27-48.
Do N., Ferri A., and Bauchau O. (2007). "Efficient Simulation of a Dynamic System With LuGre Friction." Journal of Computational and Nonlinear Dynamics, 2(4), pp. 281-289.
Al-Bender F. (2010). "Fundamentals of friction modeling." Proceedings - ASPE Spring Topical Meeting on Control of Precision Systems, ASPE, 48.
Drumwright E. and Shell D. (2010). "Modeling Contact Friction and Joint Friction in Dynamic Robotic Simulation Using the Principle of Maximum Dissipation." Springer Tracts in Advanced Robotics. 68, pp. 249-266.
Benassi, A. Vanossi, G. Santoro and E.Tosatti. (2010). "Parameter-free dissipation in simulated sliding friction." Physical Review. B, Condensed matter, 82(8).
Tytiuk V., Chornyi O., Mrachkovskyi D., Tryputen M. and Kuznetsov V. (2023). "Mathematical model of the closed-loop system of excavator bucket positioning," Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (1), pp. 107–114.
Derets O., Sadovoi O. and Derets Y., (2019). "Synthesis Algorithm of Proximate Time-Optimal Servo Drive with Constraint of State Coordinates." 2019 IEEE 20th International Conference on Computational Problems of Electrical Engineering, CPEE 2019, pp. 1–4.
Derets O., Sadovoi O., Derets Y. and Derets H. (2020). "Criterion for Choosing the Integration Step Size for Simulation of Sliding Modes in Electric Drives." Proceedings of 15th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering, TCSET 2020, pp. 796–799.
