probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2021-23-6-87-98probener-2059Research ArticleЭЛЕКТРОТЕХНИКАELECTRICAL ENGINEERINGОптимизированные бездатчиковые системы управления механизмами перемещения грузовOptimized sensorless control systems for cargo movement mechanismshttps://orcid.org/0000-0001-9478-2477СинюковА. В.SinyukovA. V.

 аспирант 

Липецк 

 Lipetsk 

zeitsn@yandex.ruСинюковаТ. В.SinyukovaT. V.

канд. техн. наук, доцент кафедры «Электропривод»

Липецк 

 Lipetsk 

stw0411@mail.ruГрачеваЕ. И.GrachevaE. I.

 д-р техн. наук, профессор кафедры «Электроснабжениепромышленных предприятий» 

Казань

 Kazan

KolcunМ.KolcunM.

professor 

Bratislava 

 Bratislava 

ValtchevS.ValtchevS.

Sofia 

Sofia 

Липецкий государственный технический университетРоссияLipetsk State Technical UniversityRussian FederationКазанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian FederationTechnical University of KosiceСловакияTechnical University of KosiceSlovakiaNew University of LisbonБолгарияNew University of LisbonBulgaria2021300320222368798Copyright © Синюков А.В., Синюкова Т.В., Грачева Е.И., Kolcun М., Valtchev S., 20222022Синюков А.В., Синюкова Т.В., Грачева Е.И., Kolcun М., Valtchev S.Sinyukov A.V., Sinyukova T.V., Gracheva E.I., Kolcun M., Valtchev S.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/2059ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Исследование системы управления механизмом передвижения груза при использовании разных вариантов бездатчикового управления. Поиск оптимального варианта, при котором формирование скорости происходит идентично данным, полученным с датчика скорости. Анализ полученных при исследовании результатов, в том числе, результатов, полученных с учетом нагрева обмоток двигателя.

МЕТОДЫ

МЕТОДЫ. Задачи, поставленные при выполнении исследования, реализуются путем имитационного моделирования в среде компьютерного моделирования Matlab Simulink.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье рассмотрены системы с разными типами наблюдателей скорости. Реализована система учитывающая нагрев обмоток статора и ротора асинхронного двигателя, в который были внедрены неадаптивный наблюдатель и разные типы нейросетевого контроллера. Предложен совмещенный способ использования нейросетевых регуляторов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Бездатчиковые системы управления актуальны для использования на производствах с присутствием, по условиям технологического процесса, высоких температур. Проведенные исследования показали, что использование нейросетевых технологий позволяет работать с параметрами разного уровня и типа. Предложенный метод, подразумевающий использование совместной работы нейросетевых наблюдателей с различной нейроструктурой позволяет осуществлять отработку скорости во всем диапазоне. Присутствующая в предлагаемой структуре связь с облачным хранилищем ведет к разгрузке системы управления, позволяя увеличить процесс анализа данных, поступающих с объекта.

THE PURPOSE

THE PURPOSE. Investigation of the control system of the cargo movement mechanism when using different variants of sensorless control. The search for the optimal option, in which the formation of the speed is identical to the data obtained from the speed sensor. Analysis of the results obtained during the study, including the results obtained taking into account the heating of the motor windings.

METHODS

METHODS. The tasks set during the research are implemented by simulation modeling using the Matlab Simulink computer simulation environment.

RESULTS

RESULTS. The article considers systems with different types of velocity observers. A system is implemented that takes into account the heating of the stator and rotor windings of an asynchronous motor, in which a non-adaptive observer and different types of neural network controller were introduced. A combined method of using neural network regulators is proposed.

CONCLUSION

CONCLUSION. Sensorless control systems are relevant for use in industries with the presence, according to the conditions of the technological process, of high temperatures. The conducted research has shown that the use of neural network technologies allows you to work with settings of different levels and types. The proposed method, implying the use of joint work of neural network observers with various neurostructures, allows for speed testing in the entire range. The connection with cloud storage present in the proposed structure leads to the unloading of the management system, allowing to increase the process of analyzing data coming from the object.

Бездатчиковые системы управлениянаблюдательмоделированиеасинхронный двигательMatlab SimulinkSensorless control systemsobserverssimulationasynchronous motorMatlab SimulinkReferencesСоколовский Г.Г., Электроприводы переменного тока с частотным регулированием. М.: Академия. 2006. 265 с.Sokolovsky GG. Alternating current electric drives with frequency control. M.: Academy. 2006. 265 p.Фираго Б.И., Александровский С.В. Свойства, характеристики и параметры синхронного двигателя постоянными магнитами при векторном и скалярном частотном управлении // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2019. Т. 62. № 3. С.205-218.Firago BI, Alexandrovsky SV. Fananana, ny toetra sy ny masontsivana ny synchronous maotera amin'ny maharitra lasibatry ao vector sy scalar matetika fanaraha-maso. Angovo. Fitsarana ambony toeram-pampianarana sy ny hery-ny fikambanana ny CIS. 2019;62(3):205-218.Shayakhmetova L.V., Kharitonov V.L. Stabilization of a scalar equation with delay in the state and control variables // Vestnik of saint Petersburg University. Applied Mathematics. Computer Science. Control Processes. 2014. № 4. pp. 144-150.Shayakhmetova LV, Kharitonov VL. Stabilization of a scalar equation with delay in the state and control variables. Vestnik of saint Petersburg University. Applied Mathematics. Computer Science. Control Processes. 2014;4:144-150.Meshcheryakov V., Sinyukova T., Sinyukov A., Vladimirov O. Analysis of the effectiveness of using the block for limiting the vibrations of the load on the mechanism of movement of the bogie with various control systems // E3S Web of Conferences. Sustainable Energy Systems: Innovative Perspectives (SES-2020), Saint-Petersburg, Russia. 2020. V. 220. 01059, October 29-30.Meshcheryakov V, Sinyukova T, Sinyukov A, et al. Analysis of the effectiveness of using the block for limiting the vibrations of the load on the mechanism of movement of the bogie with various control systems. E3S Web of Conferences. Sustainable Energy Systems: Innovative Perspectives (SES-2020), Saint-Petersburg, Russia, 2020, 220, 01059, October 29-30.Meshcheryakov V., Sinykova T., Sinyukov A., Boikov A., Mukhametzhanov R. Modeling and analysis of vector control systems for asynchronous motor // High Speed Turbomachines and Electrical Dreves Conference 2020 (HSTED-2020), Prague, Czech Republic.Meshcheryakov V, Sinykova T, Sinyukov A,et al. Modeling and analysis of vector control systems for asynchronous motor. High Speed Turbomachines and Electrical Dreves Conference 2020 (HSTED-2020), Prague, Czech Republic.Даденков Д.А., Солоцкий Е.М., Шачков А.М. Моделирование системы векторного управления асинхронным двигателем в пакете Matlab/Simulink // Вестник Пермского национального исследовательского университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2018. № 11. С.117-128.Dadenkov DA, Solotskii EM, Shachkov AM. Modelirovanie sistemy vektornogo upravleniya asinkhronnym dvigatelem v pakete Matlab/Simulink. Vestnik Permskogo natsional'nogo issledovatel'skogo universitete. Elektrotekhnika, informatsionnye tekhnologii, sistemy upravleniya. 20183;11:117-128.Chunyun Fu, Minghui Hu. Adaptive sliding mode-based direct yaw moment control for electric vehicles // 2015 International Conference on Control, Automation and Information Sciences (ICCAIS). Changshu, China, 2015, 15634631, October 29-31.Chunyun Fu, Minghui Hu. Adaptive sliding mode-based direct yaw moment control for electric vehicles. 2015 International Conference on Control, Automation and Information Sciences (ICCAIS). Changshu, China, 2015, 15634631, October 29-31.Sayali S. Patil, Vijayraj Wanaskar, P.D. Shendge, Phadke S. B. Sliding Mode and Inertial Delay Based Direct Yaw Moment Control for AGVs // 2021 6th International Conference for Convergence in Technology (I2CT), Maharashtra, India. 20593534. (2-4 April 2021).Sayali S. Patil, Vijayraj Wanaskar, PD. Shendge, et al. Sliding Mode and Inertial Delay Based Direct Yaw Moment Control for AGVs. 2021 6th International Conference for Convergence in Technology (I2CT), Maharashtra, India. 20593534. (2-4 April 2021).Синюков А.В., Синюкова Т.В. Наблюдатели состояния в системах управления электроприводом с синхронным двигателем // Системы управления электротехническими объектами (СУЭТО-8): труды восьмой всероссийской научно-практической конференции, Тула. 2018. С. 64–66.Sinyukov AV, Sinyukova TV. Observers of the state in control systems of an electric drive with an asynchronous motor. Control systems of electrotechnical objects (SUETO-8): proceedings of the eighth All-Russian Scientific and practical conference, Tula. 2018. pp. 64-66.Островлянчик В.Ю., Поползин И.Ю. Модель асинхронного двигателя для бездатчиковых информационно-управляющих систем автоматизированного электропривода // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2016. № 1 (113). С. 111-120.Ostrovlyanchik VYu. Popolzen IYu. Asynchronous motor model for sensorless information and control systems of automated electric drive. Bulletin of the Kuzbass State Technical Un1 (113). pp. 111-120.Gracheva Y.I., Chernova N.V., Fedotov A.I., Fedotov E.A. Local Fourier transformation application for mathematic modeling of synchronous machine valve actuator, Journal of engineering and applied sciences. 2016. V.11. №1. 2939-2945.Gracheva YI, Chernova NV, Fedotov AI, Fedotov EA. Local Fourier transformation application for mathematic modeling of synchronous machine valve actuator. Journal of engineering and applied sciences. 2016;11(1):2939-2945.Mairaj Ali, Muwahida Liaquat. Comparison Between Distributed Observer And Adaptive Distributed Observer // 2018 8th International Conference on Electronics Information and Emergency Communication (ICEIEC). Maharashtra, India. 2018. 18132759 (15-17 June).Mairaj Ali, Muwahida Liaquat. Comparison Between Distributed Observer And Adaptive Distributed Observer. 2018 8th International Conference on Electronics Information and Emergency Communication (ICEIEC). Maharashtra, India. 2018. 18132759 (15-17 June).Mikhail P. Belov, Nguyen Van Lanh, Tran Dang Khoa. State Observer based Elman Recurrent Neural Network for Electric Drive of Optical-Mechanical Complexes // 2021 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus). 2021. St. Petersburg, Moscow, Russia. 20553530. (26-29 January).Mikhail P. Belov, Nguyen Van Lanh, Tran Dang Khoa. State Observer based Elman Recurrent Neural Network for Electric Drive of Optical-Mechanical Complexes. 2021 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus). 2021. St. Petersburg, Moscow, Russia. 20553530. (26-29 January).Hu Z., Bodyanskiy Y.V., Tyshchenko O.K., A Multidimensional Adaptive Growing Neuro-Fuzzy System and Its Online Learning Procedure // Advances in Intelligent System and Computing 689. 2018. pр. 186-203.Hu Z, Bodyanskiy YV, Tyshchenko OK, A Multidimensional Adaptive Growing Neuro-Fuzzy System and Its Online Learning Procedure. Advances in Intelligent System and Computing. 689, 2018;689:186-203.Скляр А.В., Чижма С.Н., Чегодаев Ф.В. Бездатчиковый контроль частоты вращения ротора асинхронного двигателя // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2017. Т. 60. № 1. С.14-19.Sklyar AV, Chizhma SN, Chegodaev FV. Sensorless control of the rotor speed of an asynchronous motor. News of higher educational institutions. Electromechanics. 2017;60(1):14-19.

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