Управление нелинейной динамикой электромеханических систем

Предлагается анализировать процессы в наиболее широко применяемых в настоящее время частотно-регулируемых электроприводах переменного тока, как в системах автоматического регулирования с динамическими нелинейностями, и структурные методы коррекции, совершенствующие их динамику. Впервые предложены динамические формулы передаточных функций формирователя вращающего момента в асинхронном электродвигателе с частотным управлением, учитывающие скольжение и частоту статорного напряжения. Изложены методы построения семейств частотных характеристик таких электромеханических систем при «замороженных», но различных значениях частоты статорного напряжения и скольжения. В приложении Simulink программной среды MATLAB построены семейства частотных характеристик, соответствующие нелинейным передаточным функциям. Полученные в работе нелинейные передаточные функции позволили обосновать структурные решения, линеаризующие частотно-регулируемые электроприводы и существенно повышающие их эффективность. Таким решением оказалась положительная обратная связь по действующему значению тока статора с динамическим звеном. Именно это динамическое звено обеспечивает эффективное действие положительной связи без нарушения устойчивости электромеханических систем. Эксперименты полностью подтвердили правильность полученных математических выражений для нелинейных звеньев систем и их коррекции. Данная работа является примером того, как исходная усложненная (но более точная!) интерпретация нелинейности позволила найти новое лучшее решение задачи управления сложным динамическим объектом.