Статьи журнала - Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии

Модальное управление асинхронным электроприводом тележки мостового крана с наблюдающим устройством

Пахомов А. Н., Федоренко А. А., Чертыков П. Н.

Статья научная

Цель работы: разработка системы модального управления для электропривода перемещения тележки мостового крана с демпфированием колебаний груза. В качестве объекта исследования рассмотрена система, состоящая из асинхронного управляемого электропривода, тележки мостового крана, подвески и груза. Методы исследования: для достижения поставленной цели использовались методы теории автоматического управления, в том числе методы операторного исчисления и модального управления. Численные исследования процессов в разрабатываемой системе управления выполнены в вычислительной среде MATLAB (пакет прикладных программ SIMULINK). Результаты работы: предложены метод и структура системы автоматического подавления колебаний груза, свободно подвешенного на канате, на основе модального регулятора скорости и наблюдающего устройства. Разработаны модальный регулятор и наблюдатель скорости перемещения груза. Приведены графики переходных процессов, которые показывают эффективность работы системы управления.

Бесплатно

Модальные регуляторы асинхронных электроприводов

Пахомов А.Н., Коротков М.ф, Федоренко А.А.

Статья научная

Приведена методика синтеза модальных регуляторов координат векторной системы преобразователь частоты – асинхронный двигатель методом стандартных уравнений. Дана оценка качества процессов регулирования координат путем анализа результатов имитационного моделирования системы в среде MatLab.

Бесплатно

Модели комплексной обработки радионавигационных сигналов при их обнаружении в условиях мешающих отражений на фоне флюктуационного шума

Бондарев В.Н., Евстафиев А.Ф., Евстафиев Ф.А.

Статья научная

Предложен способ и соответствующие модели когерентного и некогерентного обнаружения навигационных радиосигналов при наличии мешающих отражений на фоне флюктуационного шума. Сущность способа заключается в учете различий между формой искаженного навигационного сигнала за счет мешающих отражений и корреляционной функции шума на выходе радиочастотной части соответствующего приемника. Данное обстоятельство позволяет использовать комплексную (двухканальную) обработку принимаемого навигационного радиосигнала при его обнаружении с автоматически управляемым порогом принятия решения. Показано, что данный комбинированный способ обнаружения практически нейтрализует мешающий радиосигнал даже при значительных временных перекрытиях его с навигационным сигналом.

Бесплатно

Моделирование в Deform-3D непрерывного прессования медных шин на установке Конформ с форкамерной матрицей

Горохов Ю.В., Беляев С.В., Мочалин И.В., Усков И.В., Губанов И.Ю., Горохова Т.Ю., Храмцов П.А.

Статья научная

В статье представлены результаты компьютерного моделирования непрерывного прессования методом конформ с использованием расширяющейся форкамерной матрицы, что позволило усовершенствовать конструкцию прессового инструмента. Показано, что установка матрицы внутри расширяющейся форкамеры и применение многоканального прессования значительно снижают объем мертвых зон, повышают равномерность течения металла в очаге деформации и пресс-изделий.

Бесплатно

Моделирование динамики ледовых покровов и ГНСС-рефлектометрия в мониторинге состояния льда

Васильев Е.Н., Макаров Д.С., Сорокин А.В.

Статья научная

Представлена теплофизическая модель для исследования динамики нарастания льда в пресноводном водоеме в сезонном цикле от ледостава до таяния. Модель основана на численном решении нестационарной задачи теплопроводности с учетом метеорологических данных по температуре воздуха и радиационным потокам, скрытой теплоты фазового перехода «вода- лед», теплофизических свойств воды и льда. Рассчитаны толщина и временные температурные зависимости ледовых покровов. Анализируются возможности использования результатов моделирования динамики ледовых покровов для разработки алгоритмов восстановления геометрических и прочностных характеристик льда по данным рефлектометрии c использованием сигналов навигационных спутников в диапазоне L1.

Бесплатно

Моделирование и расчет водозаборов Сибири

Матюшенко А.И., Красавин Г.В., Витер В.К.

Статья научная

Изложены некоторые особенности проектирования водозаборных сооружений в Сибири из подземных и поверхностных источников. Показано, что для коэффициента шероховатости связь с расходом обратно пропорциональна, когда малым наполнениям русла соответствуют большие значения его и наоборот. Полученные результаты позволили разработать методы проектирования водозаборных сооружений меньшей трудоемкости, без привлечения результатов дорогостоящих натурных измерений.

Бесплатно

Моделирование и экспериментальное исследование механизма канально-диффузионной деградации при высокотемпературной коррозии металлических анодных сплавов

Лындина Е.Н., Дроздова Т.Н., Пономарева С.В., Биронт В.С., Гусев А.О., Симаков Д.А.

Статья научная

Исследовано коррозионное разрушение металлических сплавов для анодов при электролизе алюминия. Рассмотрен механизм разрушения, в основе которого лежит взаимодействие металлической поверхности с активным кислородом, выделяющимся на аноде при электролизе. Дальнейшее взаимодействие нестабильного оксида с фторидами расплава приводит к фторированию металла оксида и выносу его в электролит. Предложен и экспериментально подтвержден механизм рассмотренного процесса. Показано, что ответственными за высокую скорость деградации процессами являются реакционная диффузия и химическое взаимодействие железа с кислородом.

Бесплатно

Моделирование кристаллической структуры комплексных соединений платиновых металлов с помощью параллельных вычислений на основе генетических алгоритмов и данных рентгеновской дифракции

Залога А.Н., Дубинин П.С., Кирик С.Д., Мулагалеев Р.Ф., Соловьев Л.А., Якимов И.С.

Статья научная

Модели кристаллической структуры комплексных соединений [Pd(CH3NH2)4][PdBr4] (пр.гр. P4/mnc (128), a=10.6866(7) Å, c=6.7262(3) Å, V=768.16(10) Å3) и [Pt(NH3)5Cl]Br3 (пр. гр. I41/a (88), параметры ячейки a=17.2587(5) Å; c=15.1164(3) Å, V=4502,61(10) Å3) определены с помощью разработанного мультипопуляционного параллельного генетического алгоритма (МПГА) и данных рентгеновской порошковой дифракции. Обсуждаются методика и результаты структурного анализа этих соединений по МПГА.

Бесплатно

Моделирование микропроцессорных релейных защит в среде MATLAB

Ершов Ю.А., Малеев А.В.

Статья научная

Разработаны программируемая модель микропроцессорной дифференциальной защиты трансформатора с торможением, алгоритм ее работы, выходные органы отключения и сигнализации, а также методика испытания в динамическом режиме, что дает возможность создания промышленных типов более сложных защит и автоматики.

Бесплатно

Моделирование нагрузки ленточного конвейера роторного экскаватора большой единичной мощности

Минеев А.В., Милосердов Е.Е.

Статья научная

На нагрузку ленточного конвейера роторного экскаватора большой единичной мощности влияет большое количество различных факторов. При моделировании нагрузок следует учитывать все эти факторы с целью добиться наиболее близкой к действительности картины нагружения конвейера. Получены формулы, наиболее точно описывающие механизм нагружений и факторов, которые влияют на нагрузку, действующую на конвейер роторного экскаватора, что позволяет моделировать влияние нагрузки на конвейер максимально, приближенной к реальности.

Бесплатно

Моделирование напорной характеристики центробежной компрессорной ступени

Кулагин В.А., Никифоров А.Г.

Статья научная

Методом нейронного моделирования получен способ расчета зависимости коэффициента внутреннего напора от коэффициента расхода центробежных компрессорных ступеней с отклонением в пределах точности экспериментов. Для обучения (идентификации) модели использована 101 измеренная характеристика модельных ступеней трех производителей в очень широком диапазоне коэффициентов расхода, коэффициентов напора и условных чисел Маха.

Бесплатно

Моделирование оптимального маршрута полета беспилотных летательных аппаратов по данным инфракрасной видеонавигации на основе модернизированного алгоритма Дейкстры

Ищук И.Н., Лихачев М.А.

Статья научная

В статье представлена модель построения оптимального маршрута полета беспилотных летательных аппаратов по данным инфракрасной видеонавигации на основе модернизированного алгоритма Дейкстры. Рассмотрен способ и алгоритм реализации модели построения оптимального маршрута полета. Получены численные оценки распределения частоты значений корреляции между опорными (эталонными) и текущими изображениями в инфракрасном диапазоне длин волн в разное время суток. Определен актуальный период времени суток для создания и дальнейшего применения опорных (эталонных) изображений с максимально длительным временем использования в течение следующих суток. Построены оптимальные маршруты с координатами опорного (эталонного) маршрута относительно времени формирования опорного маршрута с учетом распознавания зон блокирования полетов беспилотных летательных аппаратов по алгоритму Дейкстры.

Бесплатно

Моделирование переходных процессов в системе генератор-трансформатор-нагрузка с несимметрией фазных контуров статора

Глазырин Г.В., Митрофанов Н.А.

Статья научная

Рассматриваются переходные процессы в системе генератор-трансформатор-нагрузка. Предложен метод численного моделирования переходных процессов синхронной машины с возможностью учета несимметрии обмотки статора, появление которой возможно при повреждении синхронной машины, в частности при межвитковых коротких замыканиях в обмотке статора.Метод основан на непосредственном решении дифференциальных уравнений равновесия э.д.с. и падений напряжений в обмотках в фазных координатах совместно с уравнением движения ротора. При этом контур каждой фазной обмотки статора описывают отдельным уравнением, и могут быть учтены отличающиеся параметры фаз.Математическая модель реализована в программном пакете MATLAB. В модели учтен один из возможных видов несимметрии - неодинаковое число витков в фазных обмотках, что позволяет моделировать межвитковые короткие замыкания без учета появления дополнительных короткозамкнутых контуров.Выполнена верификация модели посредством сравнения результатов расчета переходных процессов, полученных при использовании разработанной модели и с помощью средств MATLAB Simulink. Проведен анализ результатов моделирования для режимов: холостого хода и нагрузочного режима. Полученные результаты позволили сделать вывод об адекватности реализованной модели.

Бесплатно

Моделирование переходных процессов в торцевом синхронном генераторе в пакете MATLAB

Федий К.С., Встовский С.А., Полошков Н.Е.

Статья научная

Математическое моделирование в энергетике даже самых простых и широко распространенных устройств ведет к огромной экономии средств и улучшению качества изделий. Чем сложнее проектируемый объект, тем, как правило, важнее роль моделирования в его изучении и создании. Самое широкое применение моделирование находит в механике и физике, электротехнике, радиотехнике и электронике, в технике обработки сигналов и коммуникаций.В статье решена задача исследования переходных процессов в торцевом синхронном генераторе с постоянными магнитами в пакете MatLab. Исследованы процессы, возникающие в синхронных машинах при переходных режимах, таких как внезапное короткое замыкание и резкое изменение нагрузки. Процессы, возникающие в синхронных машинах при переходных режимах, например при внезапном коротком замыкании или резком изменении нагрузки, весьма сложны, что вызывает значительные трудности при их точном количественном расчете. Однако поведение синхронной машины при указанных режимах имеет очень большое практическое значение, так как переходные процессы могут вызвать повреждение машины, а следовательно, и значительные убытки, связанные с перерывом энергоснабжения объектов, получающих питание от генератора, или прекращением работы электроприводов с синхронными двигателями.Особенностью математической модели торцевого синхронного генератора с магнитоэлектрическим возбуждением является замена постоянных магнитов на «фиктивную» обмотку возбуждения с включенным в неё источником тока, равным магнитодвижущей силе «фиктивной» коэрцитивной силы.

Бесплатно

Моделирование потока заряженных частиц применительно к процессам газоочистки

Любанова А.Ш., Митин К.В.

Статья научная

В работе моделируется движение заряженных частиц в электростатическом поле и потенциалы электродов применительно к задачам газоочистки. Законы движения и траектории построены с помощью сплайнов второго порядка. Был разработан эмулятор для ЗD-моделирования потока частиц пыли в электрофильтре меди между коронирующим и осадительным электродами. Для построения графики использовалась библиотека для работы с ЗD-графикой OpenGL.

Бесплатно

Моделирование потоков ионов в процессе электролитического рафинирования

Митин К.В.

Статья научная

Статья посвящена моделированию потоков заряженных частиц в электростатическом поле в процессе электролитического рафинирования между поверхностью катода и анода. Большое значение такие исследования имеют для повышения эффективности металлургических процессов, в частности электролитического рафинирования меди и других металлов. Кроме того, моделирование электростатических полей между поверхностями электродов помогает исследовать природу взаимодействия катода с анодом. Приведен смешанный метод частиц, адаптированный к моделированию миграционной диффузии потока ионов в процессе электролитического рафинирования. На эйлеровом этапе с помощью уравнений Максвелла моделируются потенциалы электростатического поля. На лагранжевом этапе строятся законы движения и траектории ионов в виде квадратичных сплайнов. Приведены результаты компьютерного моделирования миграционных потоков ионов в процессе электролитического рафинирования меди.

Бесплатно

Моделирование процесса литья композиционного материала Cu-mMnCr в металлическую форму с особенностями формирования структуры и свойств

Бусыгин С.Л., Довженко И.Н., Довженко Н.Н., Токмин А.М.

Статья научная

В статье рассмотрено компьютерное моделирование процессов литья электродов контактной сварки из композиционного материала Cu-MMNCr (медный металломатричный с армированием наноразмерным хромом) с использованием специализированной профессиональной программы ProCAST. Установлено в процессе заливки расплава в металлическую форму образование тороидального вихря, не позволяющего наноразмерным частицам хрома всплывать на зеркало расплава. Изучен процесс формирования твёрдой фазы при кристаллизации сплава, приводящий к образованию «теплового узла» (Hot Spots) на завершающей стадии. Исследованы особенности формирования макро- и микроструктуры и элементный состав литого композиционного материала Cu-MMNCr. Представлены результаты физико-механических свойств литого композиционного материала Cu-MMNCr на примере изделия - электрода контактной сварки типа D.

Бесплатно

Моделирование работы горизонтальных скважин в условиях неоднородности распределения свойств пласта

Семнов А.А., Киселев В.М.

Статья научная

Рассмотрены подходы к математическому моделированию работы горизонтальных скважин в условиях неоднородности распределения свойств пласта-коллектора. Выполнен анализ влияния установки систем пассивного управления притоком на работу горизонтальных скважин. В качестве примеров рассмотрена работа горизонтальных скважин Ванкорского месторождения.

Бесплатно

Моделирование системы смазки редуктора хода экскаватора

Бойков Д.В., Филимонов С.А.

Статья научная

Представлены результаты моделирования системы смазки редуктора хода экскаватора. Использовалось сетевое гидравлическое моделирование системы и 3-мерные гидродинамические модели некоторых ее узлов. Решена проблема балансировки расходов масла.

Бесплатно

Моделирование стадии совмещенного процесса литья - штамповки композиционного материала Cu-mMnCr для электродов контактной сварки с особенностями формирования структуры и свойств

Бусыгин С.Л., Довженко И.Н., Довженко Н.Н., Токмин А.М.

Статья научная

В статье рассмотрено компьютерное моделирование стадии горячей штамповки объёмного теплового и напряженно-деформированного состояния для изделия - электрод контактной сварки с использованием специализированной профессиональной программы Deform 3D. Компьютерным моделированием установлено, что наибольшее влияние на твёрдость по сечению изготовленного электрода оказывают: среднее нормальное напряжение, интенсивность деформаций и скоростей деформации, способствующее генерированию большого числа дислокаций. Исследованы особенности формирования макро- и микроструктуры композиционного материала Cu-MMNCr в условиях совмещенного процесса литья и штамповки с последующей термообработкой. Описан механизм выявления границ зерен. Выведены взаимосвязи между распределением твёрдости и параметрами теплового и напряженно-деформированного состояния в объёме изделия из композиционного материала Cu-MMNCr при совмещённом способе литья - штамповки с последующей термической обработкой. Представлены значения физико-механических свойств композиционного материала Cu-MMNCr, полученного совмещённым способом литья - штамповки с последующей термической обработкой.

Бесплатно