probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2020-22-5-142-154probener-1441Research ArticleЭЛЕКТРОТЕХНИКАELECTRICAL ENGINEERINGСравнительный анализ аппаратно-программного обеспечения метода контроля функционирования электромеханических преобразователей постоянного токаComparative analysis of hardware and software of the monitoring method of fun ctioning electromechanical DC convertersМалёвН. А.MalevN. A.

Малёв Николай Анатольевич – доцент кафедры Приборостроение и мехатроника

г. Казань

Nikolai A. Malev

Kazan

maleeev@mail.ruМухаметшинА. И.MukhametshinA. I.

Мухаметшин Азат Ильдусович – ассистент кафедры Приборостроение и мехатроника

г. Казань

Azat I. Mukhametshin

Kazan

ПогодицкийО. В.PogoditskyO. V.

Погодицкий Олег Владиславович – канд. техн. наук, доцент кафедры Приборостроение и мехатроника

г. Казань

Oleg V. Pogoditsky

Kazan

ЧичковП. В.ChichkovP. V.

Чичков Павел Владимирович – ведущий инженер отдела автоматизации

г. Казань

Pavel V. Chichkov

Kazan

Казанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian FederationАО «Казанский Гипронииавиапром»РоссияJSC «Kazan Giproniiaviaprom»Russian Federation202024122020225142154Copyright © Малёв Н.А., Мухаметшин А.И., Погодицкий О.В., Чичков П.В., 20202020Малёв Н.А., Мухаметшин А.И., Погодицкий О.В., Чичков П.В.Malev N.A., Mukhametshin A.I., Pogoditsky O.V., Chichkov P.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/1441

ЦЕЛЬ. Задача анализа и контроля функционирования электромеханических преобразователей в переходных и установившихся режимах является актуальной на этапах проектирования и эксплуатации. Программные продукты для регистрации и обработки измерительной информации, а также проведения необходимых технических вычислений, такие как LabView, MatLab Simulink и другие открывают широкие возможности для решения поставленной задачи и позволяют получить достоверные результаты. МЕТОДЫ. В работе проводится исследование электромеханических преобразователей постоянного тока со встроенными тахогенераторами, измерение и фиксация выходных координат которых обеспечивается экспериментальными установками различной конфигурации с последующей обработкой результатов контроля функционирования с применением прикладных программ. РЕЗУЛЬТАТЫ. Разработанные экспериментальные установки различаются по составу и стоимости аппаратного обеспечения, необходимости применения того или иного программного сопровождения , форме представления результатов контроля функционирования объектов исследования и точности полученных результатов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Настоящее исследование направлено на сравнительный анализ двух экспериментальных установок, позволяющих получить математические модели электромеханических преобразователей постоянного тока, необходимые для реализации метода контроля функционирования, с точки зрения материальных затрат на аппаратно-программное обеспечение, времени обработки результатов эксперимента и соответствия полученных результатов требуемой точности формирования математических моделей.

THE PURPOSE. The task of analysis and monitoring of the functioning of electromechanical converters in transient and static modes is relevant at the design and operation stages. Software products for recording and processing measurement information, as well as for performing the necessary technical calculations, such as LabView, MatLab Simulink and others, offer great opportunities for solving the task and allow obtaining reliable results. METHODS. The study of electromechanical DC converters with built-in tachogenerators carried out, the measurement and fixing of the output coordinates of which is provided by experimental sets of various configuration with subsequent processing of the results of functional monitoring using application programs. RESULTS. The developed experimental sets differ in the composition and cost of hardware, the need to use one or another software support, the form of presenting the results of monitoring the functioning of research objects and the accuracy of the results. CONCLUSION. The present study aimed at a comparative analysis of two experimental sets. These sets allow obtaining mathematical models of electromechanical DC converters necessary for the implementation of the monitoring method of the function ing. The analysis performed from the point of view of material costs for hardware and software, the processing time of the experimental results and the correspondence of the obtained results to the required accuracy of the formation of mathematical models.

двигатель постоянного токаанализэкспериментматематическая модельмоделированиепереходные процессыаппаратно-программное обеспечениеDC motoranalysisexperimentmathematical modelmodelingtransientshardware and softwareReferencesМалѐв Н.А., Мухаметшин А.И., Погодицкий О.В., Городнов А.Г. Экспериментально аналитическая идентификация математической модели электромеханического преобразователя постоянного тока с применением метода наименьших квадратов. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2019;21(4):113-122.Malev NA, Mukhametshin AI, Pogoditsky OV, et al. Experimental-analytical identification of a mathematical model of a dc motor using the least squares method. Power engineering: research, equipment, technology. 2019;21(4):113-122.Малѐв Н.А., Погодицкий О.В., Любарчук Ф.Н. Анализ вариаций параметров асинхронного электромеханического преобразователя по линейному интегральному критерию с применением эталонной модели // Вестник КГЭУ. 2019. №1. C. 60-67.Malev NA, Pogoditsky OV, Lyubarchuk FN. Analysis of changes in the parameters of an asynchronous motor by a linear integral criterion using a reference model . Bulletin of KSPEU. 2019;1:60-67.Malev N.A., Mukhametshin A.I., Pogoditsky O.V., et al. Method of analysis and monitoring of the electromechanical converters parameters based on a linear integral criterion using sensitivity models. International Scientific and Technical Conference Smart Energy Systems 2019 (SES-2019). V. 124.Malev NA, Mukhametshin AI, Pogoditsky OV, et al. Method of analysis and monitoring of the electromechanical converters parameters based on a linear integral criterion using sensitivity models. International Scientific and Technical Conference Smart Energy Systems 2019 (SES-2019). V. 124.Саушев А.В., Широков Н.В. Диагностирование состояния электротехнических систем в пространстве параметров их элементов // Вестник ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова. 2016. №2 (36). С. 143-156.Saushev AV, Shirokov NV. Diagnosis of the state of electrical systems in the space of parameters of their elements. Bulletin of the SUSRF after admiral S.O. Makarov. 2016;2 (36):143-156.Frisk E., Krysander M., and D. Jung. A toolbox for analysis and design of model based diagnosis systems for large scale models. IFAC-PapersOnLine. 2017. V. 50. №.1. pp. 3287–3293.Frisk E, Krysander M and. Jung D. A toolbox for analysis and design of model based diagnosis systems for large scale model. IFAC-PapersOnLine. 2017;50(1):3287–3293.Delgado-Arredondo P.A.,.Morinigo-Sotelo D, et al. Methodology for fault detection in induction motors via sound and vibration signals. Mechanical Systems and Signal Processing. 2017. V . 83, pp. 568–589.Delgado-Arredondo PA, Morinigo-Sotelo D, Osornio-Rios RA. J. G. Methodology for fault detection in induction motors via sound and vibration signals. Mechanical Systems and Signal Processing 2017;83:568–589.Jardine A.K., Lin D and Banjevic D. A review on machinery diagnostics and prognostics implementing condition-based maintenance. Mechanical systems and signal processing. 2006. V. 20. №. 7, pp. 1483–1510.Jardine AK, Lin D, and Banjevic D.A review on machinery diagnostics and prognostics implementing condition-based maintenance. Mechanical systems and signal processing. 2006;20,(7):14831510.Dmitriev B.F., Cherevko A.I., Gavrilov D.A. Universal MatLab-Simulink model of a generalized electrical machine. Russian Electrical Engineering. 2005. Vol. 76. № 7. P. 1-8.Dmitriev BF, Cherevko AI, Gavrilov DA. Universal MatLab-Simulink model of a generalized electrical machine. Russian Electrical Engineering. 2005;76(7):1-8.Ланкин А.М., Ланкин М.В., Кучеров В.А., и др. Применение алгоритма натурно-модельных испытаний для диагностики электротехнических систем // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1-2. С. 98.Lankin AM, Lankin MV, Kucherov VA, et al. Application of the algorithm nature-model tests for the diagnosis of electrical systems. Modern problems of science and education. 2015;1-2:98.Седова И.Ю., Юдина О.И. Исследование параметров математической модели для расчета добавочных потерь в двигателе постоянного тока при импульсном питании. Сев.-Кавк. гос. техн. ун-т. Ставрополь, 2007.Study of the parameters of the mathematical model for calculating the additional losses in a DC motor with pulsed power / Sedova I.Yu., Yudina O.I .; Sev. -Kavk. state tech. un-t – Stavropol, 2007.Шмарин Я.А., Кодкин В.Л. Экспериментальное исследование синхронного двигателя с постоянными магнитами // Материалы Молодежной секции РНК СИГРЭ: сборник конкурсных докладов «Энергия-2015» по электроэнергетической и электротехнической тематикам по направлениям исследований СИГРЭ. Иваново: Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина, 2015. 118 с.Shmarin YaA, Kodkin VL. Experimental study of synchronous motors with permanent magnets. BULLETIN of the CIGRE Russian National Committee. Issue N.7. Materials of the Youth Section of the RNC CIGRE: a collection of competitive reports “Energy-2015” in the field of electricity and electrical engineering in the areas of CIGRE research. Ivanovo, 2015. 118 p.Матвеева О.Л., Селиверов Д. И. Современные электродвигатели для стрелочных приводов // Актуальные вопросы технических наук: материалы 2 Междунар. науч. конф. г. Пермь, февраль 2013 г. Пермь: Меркурий, 2013. С. 102-104.Matveeva OL, Seliverov D.I. Modern electric motors for switch drives. Actual problems of technical sciences: materials of the 2th Intern. scientific conf. (Perm, February 2013). Perm: Mercury, 2013 . pp. 102–104.Smedley Trevor J., Cox Philip T. Visual Languages for the Design and Development of Structured Objects // Journal of Visual Languages and Computing. VLC. 1997. Vol. 8, № 1. pp. 5784.Smedley Trevor J. Cox Philip T. Visual Languages for the Design and Development of Structured Objects. Journal of Visual Languages and Computing.VLC. 1997;8(1):57–84.Meurice L., Nagy C., Cleve A. Static analysis of dynamic database usage in Java systems. In: Nurcan, S. Soffer, P. Bajes, M. Eder, J. (eds.) CAiSE 2016. LNCS. 2016. V. 9694. pp. 491-506. Springer, Cham.Meurice L. Nagy C. Cleve A. Static analysis of dynamic database usage in Java systems. CAiSE 2016. LNCS. 2016;9694:491-506. Springer, Cham.Бориско С.Н., Кислов О.В., Кобзарь А.А., и др. Анализ результатов обработки информационных сигналов с частотой модуляции, близкой к частоте Найквиста // Двойные технологии. ЗАО "Передовые специальные технологии и материалы". 2019. №1. С.53–56.Borisko SN, Kislov OV, Kobzar AA, et al. Results analysis of informative signals with a modulation frequency close to the Nyquist frequency processing Dual Technologies. CJSC Advanced Special Technologies and Materials. 2019;1:53–56.Бильфельд Н.В. Программное использование функций Excel // Новый университет. Серия: Технические науки. 2013. № 3. С. 3-7.Bilfeld N.V. Programming application of Excel functions. New University. Series: Engineering. 2013;3:3–7.Крейнделин В.Б., Григорьева Е.Д. Развитие метода билинейного преобразования для синтеза цифровых фильтров. Материалы МНТК «INTERMATIC-2017» Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. 20–24 ноября 2017 г. Москва. В сборнике: Информационные технологии и телекоммуникации. С. 1183-1185.Kreindelin VB, Grigoryeva E.D. Development of the bilinear conversion method for the synthesis of digital filters. Materials of ISTC “INTERMATIC-2017” Fundamental Problems of Radioelectronic Instrument Making. November 20–24, 2017 Moscow. In the collection: Information Technologies and Telecommunications. pp. 1183-1185.Kwaha B.J., Kolawole E.A., Batu A.M. The design and implementation of a digital infinite impulse response (IIR) lowpass Butterworth filter – A comparison of Matlab and Bilinear transformation methods // Indian Journal of Science and Technology. 2011. V. 4. № 4. pp. 451-455.Kwaha BJ. Kolawole EA., Batu A.M. The design and implementation of a digital infinite impulse response (IIR) lowpass Butterworth filter. A comparison of Matlab and Bilinear transformation methods Indian Journal of Science and Technology. 2011; 4(4):451–455.Зиатдинов С.И., Аграновский А.В., Осипов Л.А. Синтез комплексного фильтра с заданной передаточной функцией // Изв. вузов. Приборостроение. 2016. Т. 59. № 7. С. 542-546.Ziatdinov SI, Agranovsky AV, Osipov LA. Synthesis of a complex filter with specified transfer function. Instrumentation. 2016;59(7):542–546.Омельченко Е.Я., Танич В.О., Маклаков А.С., Карякина Е.А. Краткий обзор и перспективы применения микропроцессорной платформы Arduino. Магнитогорск: «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». Электротехнические системы и комплексы. 2017. C.28-33.Omelchenko EYa, Tanich VO, Maklakov AS, et al. A brief overview and prospects for the use of the Arduino microprocessor platform. Magnitogorsk: "Magnitogorsk State Technical University" Electrotechnical systems and complexes. 2017. pp. 28–33.Milan Matijevic, and Vladamir Cvjetkovic. Overview of architectures with Arduino boards as building blocks for data acquisition and control systems in Remote Engineering and Virtual Instrumentation (REV), 2016 International Conference on 2016. pp. 56-63.Milan Matijevic, and VladamirCvjetkovic. Overview of architectures with Arduino boards as building blocks for data acquisition and control systems. Remote Engineering and Virtual Instrumentation (REV), International Conference on, 2016. pp. 56-63.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.