№ 1 (17) – 2022

СПОСТЕРІГАЧ СТАНУ ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ НАВЕДЕННЯ БОЙОВИХ МАШИН
https://doi.org/10.37129/2313-7509.2022.17.116-124
 
завантаження А.Ю. Букарос, канд. техн. наук, доц.

 
завантаження О.М. Герега, д-р техн. наук, проф.
завантаження В.В. Сергеєв, канд. техн. наук, доц.
завантаження Т.С. Обнявко, канд. екон. наук
завантаження К.Д. Коньков
 
 

Цитувати (ДСТУ 8302:2015)

Букарос А. Ю., Герега О. М., Сергеєв В. В., Обнявко Т. С., Коньков К. Д. Спостерігач електроприводів наведення бойових машин. Збірник наукових праць Військової академії (м. Одеса).2022. Вип. 1(17). С. 116-124. https://doi.org/10.37129/2313-7509.2022.17.116-124 
 

Анотація
В роботі обґрунтовано застосування адаптивних спостерігачів стану електроприводів наведення бойових машин замість наявних недосконалих датчиків швидкості обертання виконавчих двигунів, у якості яких традиційно використовуються тахогенератори.
Проведемо синтез, отримана структура та математичний опис спостерігача Люенбергера виконавчого двигуна постійного струму з незалежним збудженням модальним методом. Працездатність синтезованого спостерігача доведена шляхом перевірки виконання умови спостережливості. Запропонований вираз для визначення середньогеометричного кореня, який дозволяє спростити структуру спостерігача та проводити оцінку не лише швидкості обертання, а й моменту навантаження на валу двигуна. Для визначеної структури спостерігача отримані вирази для коефіцієнтів матриці Люенбергера.
Проведено дослідження модернізованого спостерігача Люенбергера шляхом імітаційного моделювання в середовищі Matlab/Simulink. У якості вихідних даних моделі використовувалися параметри виконавчого двигуна постійного струму Д-135 системи вертикального наведення зенітного ракетного комплексу 9К35.
Результати моделювання при прийнятому біноміальному розподілі коренів характеристичного поліному довели працездатність запропонованої структури спостерігача. Оцінка координат електроприводу відбувалася аперіодично, без коливань, проте мала відносно велику похибку через занижену швидкодію спостерігача. Для усунення зазначеного недоліку був запропонований розподіл коренів характеристичного поліному спостерігача за лінійною формою Чебишева. При такому розподілі коренів швидкодія спостерігача Люенбергера значно підвищилася, що обмежило похибку відслідковування координат електроприводу на рівні 4%.
Окреслені перспективи подальших досліджень запропонованого методу синтезу спостерігачів стану виконавчих двигунів систем наведення бойових машин.

Ключові слова
спостерігач Люенбергера, виконавчий двигун, система наведення, бойова машина.
 

Список бібліографічних посилань
  1. Паранчук Я. С., Євдокімов П. М., Кузнєцов О. О. Шляхи удосконалення електромеханічної системи керування наведення озброєння бойової машини БМ-21 на основі нечіткої логіки. Електроенергетичні та електромеханічні системи. 2020. № 2(1). С. 79–87. DOI: https://doi.org/10.23939/sepes2020.01.079.
  2. Потапенко Е. М., Потапенко Е. Е., Казурова А. Е. Робастное управление неопределенной электромеханической системой. Радіоелектроніка, інформатика, управління. 2006. № 1 (15). С. 129–136.
  3. Соколовский Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием: учебник. Москва : Академия, 2006. 266 с.
  4. Rigatos G. G., Siano P. Sensorless Control of Electric Motors with Kalman Filters: Applications to Robotic and Industrial Systems. International Journal of Advanced Robotic Systems. 2011. Vol. 8. No. 6. P. 62–80. DOI: https://doi.org/10.5772/10680.
  5. Abut T. Control of a DC Motor using Sensorless Observer Based Sliding Mode Control Method. International Journal of Engineering Trends and Technology. 2018. Vol. 66. No. 2. P. 67–72. DOI:10.14445/22315381/IJETT-V66P212.
  6. Пересада С. М., Луців-Шумський О. Ю., Білецький О. О. Бездавачевий алгоритм відпрацювання кутової швидкості, оснований на природних властивостях стійкості двигуна постійного струму. Електромеханічні та енергетичні системи, методи моделювання та оптимізації. Збірник наукових праць ІХ Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених і спеціалістів. (м. Кременчук 07-08 квітня 2011 р.). Кременчук, КНУ, 2011. С. 131–132.
  7. Галагуз Т. А. Абрамович О. О., Комнацька М. М. Порівняння результатів синтезу робастних систем управління з використанням спостерігача Калмана та спостерігача Люенбергера. Системи управління, навігації та зв’язку. 2010. № 2(14). С. 75–82.
  8. Paranchuk Y., Evdokimov P., Koziy V., Тsjapa V. Mathematical modelling and experimental determination of parameters of the guidance system of weaponry complex. Computational Problems of Electrical Engineering. 2018. Vol. 8. No. 2. С. 73–78.
  9. Krause P. C., Wasynczuk O., Sudhoff S. D. Analysis of Electric Machinery and Drive Systems. New York: Wiley-IEEE, 2002. 680 p. DOI:10.1002/9781118524336.
  10. Сазонов А. Е., Сахаров А. Е., Чертков А. А. Модальный метод синтеза наблюдателя для системы управления курсом судна. Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. 2016. №4(38). C. 211–223.
  11. Бурик М. П. Електромеханічні системи підпорядкованої структури з властивостями слабкої чутливості до параметричних та координатних збурень: монографія. Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021. 268 с.
 
 
 

References
  1. Paranchuk, Ya. S., Yevdokimov, P. M., & Kuznietsov, O. O. (2020). Ways of the BM-21 fighting vehicle arming electromechanical aiming control system improvements on the basis of fuzzy logic. Electrical Power and Electromechanical Systems, 2 (1), 79–87. DOI:https://doi.org/10.23939/sepes2020.01.079. [in Ukrainian].
  2. Potapenko, E. M., Potapenko, E. E., & Kazurova, A. E. (2006). Robust control of an uncertain electromechanical system. Radio Electronics, Computer Science, Control, 1 (15), 129-136. [in Russian].
  3. Sokolovskiy, G. G. (2006). AC drives with frequency regulation. Akademiya Publ. [in Russian].
  4. Rigatos, G. G., & Siano, P. (2011). Sensorless Control of Electric Motors with Kalman Filters: Applications to Robotic and Industrial Systems. International Journal of Advanced Robotic Systems, 8 (6), 62-80. DOI: https://doi.org/10.5772/10680.
  5. Abut T. (2018). Control of a DC Motor using Sensorless Observer Based Sliding Mode Control Method. International Journal of Engineering Trends and Technology, 66 (2), 67-72 DOI:10.14445/22315381/IJETT-V66P212.
  6. Peresada, S. M., Lutsiv-Shumskyi, O. Yu., & Biletskyi, O. O. (2011). Sensorless algorithm for testing the angular velocity based on the natural properties of the stability of the DC motor. In Electromechanical and energy systems, methods of modeling and optimization (pp. 131-132). [in Ukrainian].
  7. Halahuz, T. A. Abramovych, O. O., & Komnatska, M. M. (2010). Comparison of the results of the synthesis of robust control systems using the Kalman observer and the Luenberger observer. Control, Navigation and Communication Systems, 2 (14), 75-82. [in Ukrainian].
  8. Paranchuk, Y., Evdokimov, P., Koziy, V., & Тsjapa, V. (2018). Mathematical modelling and experimental determination of parameters of the guidance system of weaponry complex. Computational Problems of Electrical Engineering, 8 (2), 73-78.
  9. Krause, P.C., Wasynczuk, O., & Sudhoff, S.D. (2002). Analysis of Electric Machinery and Drive Systems. Wiley-IEEE Publ. DOI:10.1002/9781118524336.
  10. Sazonov, A. E., Saharov, A. E., & Chertkov, A. A. (2016). Modal Observer Synthesis Method for Vessel Heading Control System. Vestnik gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S.O. Makarova, 4 (38), 211-223. [in Russian].
  11. Buryk, M. P. (2021). Electromechanical systems of subordinate structure with properties of low sensitivity to parametric and coordinate perturbations. KPI im. Ihoria Sikorskoho Publ. [in Ukrainian].

 

 
Copyright 2014 17.116-124 (укр) А. Розроблено ІОЦ ВА
Templates Joomla 1.7 by Wordpress themes free