ПРОГНОЗУВАННЯ ВЕЛИЧИНИ РИВКА ЕЛЕКТРОПРИВОДА У ЗАДАЧАХ ОПТИМІЗАЦІЇ РЕЛЕЙНИХ СИСТЕМ КЕРУВАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-2884.48.2026.11Ключові слова:
метод N–i перемикань, система керування положенням, оптимальність за швидкодією, уточнене прогнозування ривкаАнотація
Актуальність дослідження зумовлена необхідністю розвитку теорії оптимального керування з урахуванням сучасного рівня технічних систем. Метою цієї роботи є вдосконалення методу N–i перемикань, спрямованого на підвищення швидкодії релейних систем керування електроприводом, синтезованих з його застосуванням. Для досягнення мети виконано формування перехідної траєкторії, її еквівалентне перетворення, усереднення ривка на окремих часових інтервалах, синтез уточнених параметрів та порівняльний аналіз функціонування позиційних систем керування за різних налаштувань. Результатом стало розширення математичного апарату методу N–i перемикань, орієнтованого на задачі оптимізації систем третього порядку, що сприяє підвищенню ефективності керування електроприводами. Поєднання отриманих формул з алгоритмами синтезу релейних систем оптимального та модального керування є перспективним напрямком впровадження результатів дослідження.
Посилання
Crowder R., Electric Drives and Electromechanical Systems: Applications and Control. Butterworth-Heinemann, 2019. ISBN: 9780081028841
Blondin M. Controller Tuning Optimization Methods for Multi-Constraints and Nonlinear Sys-tems. Springer, 2021. 101 pp. https://doi.org/10.1007/978-3-030-64541-0
Yamaguchi T., Hirata M. and Pang JCK. High-speed precision motion control. CRC press, 2017. ISBN: 9781138071605
Incremona G. P., Ferrara A. and Utkin V. I., "Sliding Mode Optimization in Robot Dynamics With LPV Controller Design," in IEEE Control Systems Letters, vol. 6, 2022, pp. 1760–1765. https://doi.org/10.1109/LCSYS.2021.3133362
Utkin V., Poznyak A., Orlov Y., Polyakov A. Road Map for Sliding Mode Control Design. Springer Nature, Switzerland, 2020. 127 pp. https://doi.org/10.1007/978-3-030-41709-3
Voliansky R., Kuznetsov V., Pranolo A., Fatimah Y. A., Amri I. and Sinkevych O., "Sliding Mode Control for DC Generator with Uncertain Load," 2020 IEEE 15th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET), Lviv-Slavske, Ukraine, 2020, pp. 313–316. https://doi.org/10.1109/TCSET49122.2020.235446
Lobur M., Shcherbovskykh S., Kozlowski K. and Pazderski D., "Experimental Analysis of Rotary Speed Observers for Electric Drive with Cascaded Control System," 2018 IEEE 13th International Scientific and Technical Conference on Computer Sciences and Information Technologies (CSIT), Lviv, Ukraine, 2018, pp. 125–128. https://doi.org/10.1109/STC-CSIT.2018.8526615
Sushchenko O., Bezkorovainyi Y. and Salyuk O., "Two-Contour System for Stabilization of Equipment for Moving Vehicles," 2023 IEEE 7th International Conference on Methods and Sys-tems of Navigation and Motion Control (MSNMC), Kyiv, Ukraine, 2023, pp. 54–59. https://doi.org/10.1109/MSNMC61017.2023.10328966
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. https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-1/107
Shtessel Y., Edwards C., Fridman L. and Levant A., Sliding Mode Control and Observation. Control Engineering. Birkhäuser, New York, 2014. https://doi.org/10.1007/978-0-8176-4893-0
Дерець О. Л., Садовой О. В. Метод N–i перемикань у задачах оптимізації за швидкодією : монографія. Кам’янське : ДДТУ, 2021. 252 с. ISBN: 978-966-175-215-2
Voliansky R., Kluev O., Sadovoi O., Shramko I., Sokhina Y. and Volianska N., “Anti-swing Control System for the One Class of Underactuated Dynamic Objects,” 2020 IEEE Problems of Automated Electrodrive. Theory and Practice (PAEP), 2020, pp. 1–4. https://doi.org/10.1109/PAEP49887.2020.9240849
Дерець О.Л., Садовой О.В., Міняйло Ю.О., Дерець С.О. Підвищення точності прогнозування ривка при оптимізації за швидкодією системи керування електроприводом. Збірник наукових праць ДДТУ. Кам’янське, 2023. № 1(42). С. 101–108. https://doi.org/10.31319/2519-2884.42.2023.12
Derets O., Sadovoi O., Derets S. Synthesis of the electrical drive control system by the N–i switching method with refined jerk prediction. Mathematical Modeling. Kamianske, 2023. №1(48), pp.123–131. https://doi.org/10.31319/2519-8106.1(48)2023.280781
Zhulkovskii O.A., Panteikov S.P., Zhulkovskaya I.I. Information-modeling forecasting system for thermal mode of top converter lance. Steel Transl. 2022. Vol. 52. No. 5. P. 495–502. https://doi.org/10.3103/S0967091222050138
Zhulkovskyi O., Zhulkovska I., Kurliak P., Sadovoi A., Ulianovska Yu., Vokhmianin H. Using asynchronous programming to improve computer simulation performance in energy systems. Energetika. 2025. Vol. 71. No. 1. P. 23–33. https://doi.org/10.6001/energetika.2025.71.1.2
Crowder R. (2019). Electric Drives and Electromechanical Systems: Applications and Control. Butterworth-Heinemann. ISBN: 9780081028841
Blondin M. (2021). Controller Tuning Optimization Methods for Multi-Constraints and Nonlinear Systems. Springer. 101. https://doi.org/10.1007/978-3-030-64541-0
Yamaguchi T., Hirata M., Pang JCK. (2017). High-speed precision motion control. CRC press. ISBN: 9781138071605
Incremona G. P., Ferrara A. and Utkin V. I. (2022). "Sliding Mode Optimization in Robot Dynamics With LPV Controller Design," in IEEE Control Systems Letters, vol. 6. 1760–1765. https://doi.org/10.1109/LCSYS.2021.3133362
Utkin V., Poznyak A., Orlov Y., Polyakov A. (2020). Road Map for Sliding Mode Control Design. Springer Nature, Switzerland. 127 pp. https://doi.org/10.1007/978-3-030-41709-3
Voliansky R., Kuznetsov V., Pranolo A., Fatimah Y. A., Amri I. and Sinkevych O. (2020). "Sliding Mode Control for DC Generator with Uncertain Load," 2020 IEEE 15th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET), Lviv-Slavske, Ukraine, 313–316. https://doi.org/10.1109/TCSET49122.2020.235446
Lobur M., Shcherbovskykh S., Kozlowski K. and Pazderski D. (2018). "Experimental Analysis of Rotary Speed Observers for Electric Drive with Cascaded Control System," 2018 IEEE 13th International Scientific and Technical Conference on Computer Sciences and Information Technologies (CSIT), Lviv, Ukraine, pp. 125–128. https://doi.org/10.1109/STC-CSIT.2018.8526615
Sushchenko O., Bezkorovainyi Y. and Salyuk O. (2023). "Two-Contour System for Stabilization of Equipment for Moving Vehicles," 2023 IEEE 7th International Conference on Methods and Systems of Navigation and Motion Control (MSNMC), Kyiv, Ukraine, pp. 54–59. https://doi.org/10.1109/MSNMC61017.2023.10328966
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. https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-1/107
Shtessel Y., Edwards C., Fridman L., Levant A. (2014). Sliding Mode Control and Observation. Control Engineering. Birkhäuser, New York. https://doi.org/10.1007/978-0-8176-4893-0
Derets O.L., Sadovoy O.V. (2021) Metod N–i peremykan u zadachakh optymizatsiyi za shvydkodiyeyu [N–i switching method in speed optimization tasks]. Kamyanske: DSTU [in Ukrainian]. ISBN: 978-966-175-215-2
Voliansky R., Kluev O., Sadovoi O., Shramko I., Sokhina Y. and Volianska N. (2020). “Anti-swing Control System for the One Class of Underactuated Dynamic Objects,” 2020 IEEE Problems of Automated Electrodrive. Theory and Practice (PAEP), pp. 1–4. https://doi.org/10.1109/PAEP49887.2020.9240849
Derets О., Sadovoi O., Miniailo Y., Derets S. (2023). Pidvyshchennya tochnosti prohnozuvannya ryvka pry optymizatsiyi za shvydkodiyeyu systemy keruvannya elektropryvodom [Increasing the accuracy of jerk prediction when optimizing the speed of the electric drive control system]. Zbirnyk naukovykh prats DDTU – Collection of scientific works of DSTU, 1 (42), 101–108. Kamyanske: DDTU [in Ukrainian]. https://doi.org/10.31319/2519-2884.42.2023.12
Derets O., Sadovoi O., Derets S. (2023). Synthesis of the electrical drive control system by the N–i switching method with refined jerk prediction. Mathematical Modeling. Kamianske. №1(48), pp.123–131. https://doi.org/10.31319/2519-8106.1(48)2023.280781
Zhulkovskii O. A., Panteikov S. P., Zhulkovskaya I. I. (2022). Information-modeling forecasting system for thermal mode of top converter lance. Steel Transl. Vol. 52. No. 5. P. 495–502. https://doi.org/10.3103/S0967091222050138
Zhulkovskyi O., Zhulkovska I., Kurliak P., Sadovoi A., Ulianovska Yu., Vokhmianin H. (2025). Using asynchronous programming to improve computer simulation performance in energy systems. Energetika. Vol. 71. No. 1. P. 23–33. https://doi.org/10.6001/energetika.2025.71.1.2
