Том 29, № 2 (2021)

Работа посвящена вопросу комплексного использования технических средств и физических сил охраны при обеспечении безопасности нескольких объектов, расположенных на контролируемой территории. Предлагается метод решения задачи выбора стратегии поиска преступника сотрудником охраны с минимизаций времени при наличии неопределенности знания направления движения первого к одному из двух объектов. В основе предлагаемого метода лежит стратегия поиска преступника, реализуемая системой управления движениями охранника, включающая два прямолинейных участка его пути, которые формируются на основе информации с датчиков охранной сигнализации. Разработана математическая модель расчета параметров управления движениями охранника и алгоритм работы системы управления, позволяющий реализовать оптимальную стратегию поиска в зависимости от местоположения объектов, охранника, преступника и информации с технических средств охраны.

Рассмотрена задача многокритериального нечетко-оптимального позиционного управления объектом технологической теплофизики с распределенными параметрами на примере установки индукционного нагрева. Приведена общая постановка задачи нечеткой оптимизации. Формулировка задачи многокритериального нечетко-оптимального позиционного управления установкой индукционного нагрева как частный случай общей задачи включает требования к конечному и промежуточным состояниям и учитывает нечеткий характер конкурирующих друг с другом критериев качества. При решении задачи использованы взаимосвязанные электромагнитная и тепловая модели процесса индукционного нагрева. Для моделирования электромагнитных процессов использовался метод вторичных источников, для моделирования теплопроводности – дифференциально-разностный метод. Численный метод решения задачи базируется на представлении алгоритма управления в виде априори не фиксируемой и переменной во времени системы правил, определяемых в ходе технологического процесса. Представленные результаты численного моделирования подтверждают эффективность предлагаемого нечетко-оптимального метода определения позиционного управления объектами с распределенными параметрами.

Рассмотрена проблема асфальтосмолопарафиновых отложений при добыче нефти и нефтепродуктов. Изучены методы измерения отложений. Проведено компьютерное моделирование зависимости собственных частот колебаний металлической пластины от толщины отложений. Подтверждена корреляционная зависимость частоты колебаний объекта контроля от толщины отложений. Проведено экспериментальное исследование отложений. Полученные результаты дают возможность исследования толщины отложений трубопроводов.

Известно, что вибрационные системы направленных колебаний на базе асинхронных вибродвигателей в настоящее время широко применяются на практике, но при этом имеют существенный недостаток – резкое увеличение амплитуд колебаний при прохождении зоны резонанса в момент разгона и торможения вибродвигателей, что отрицательно сказывается на их работе. В статье рассматривается вибрационный стол с двумя дебалансными асинхронными вибродвигателями. Приведена расчетная схема и уравнения движения такой вибрационной системы. Показано, что вибрационный стол как объект управления представляет колебательное звено с ярко выраженной резонансной частотой. Приведены уравнения движения асинхронных вибродвигателей при скалярном частотном управлении. Разработана структурная схема вибрационного стола с дебалансными возбудителями, моделирование которой позволило определить амплитуды резонансных колебаний. Предложено для уменьшения резонансных амплитуд применить коррекцию статической характеристики частотного преобразователя, связывающей действующее значение выходного напряжения с частотой. Приведены уравнения желаемой статической характеристики инвертора и аналитические зависимости для расчета необходимых коэффициентов для ее реализации. Разработана расчетная модель, позволяющая учитывать влияние скорректированной статической характеристики частотного преобразователя на работу вибрационного стола на этапах разгона и торможения. Приведены результаты компьютерного моделирования, убедительно показывающие, что коррекция статической характеристики инвертора является эффективным средством снижения амплитуд резонансных колебаний. Показано, что современные частотные преобразователи обладают функциональными возможностями, позволяющими легко осуществлять коррекцию зависимости действующего значения выходного напряжения от частоты. Отмечена необходимость подстройки статической характеристики инвертора под конкретный тип испытуемого на вибрационном столе изделия.

Статья посвящена синтезу финитного регулятора для цифрового следящего электропривода с синхронным исполнительным двигателем, а также определению возможности и сферы его применения. Рассмотрена структурная схема одноконтурного следящего электропривода, содержащая цифровой финитный регулятор, обеспечивающий завершение переходных процессов за строго определенное количество тактов периода дискретизации. Предложен вид дискретной передаточной функции финитного регулятора. Найдена передаточная функция замкнутого электропривода с предложенным типом регулятора. Составлена и решена система уравнений, позволяющая определить параметры настройки финитного регулятора для следящего электропривода с синхронным исполнительным двигателем. Приведены результаты компьютерного моделирования, показывающие, что переходные процессы по управляющему и возмущающему воздействию в следящем электроприводе завершаются за 6 тактов периода дискретизации. Получена формула для расчета выходного сигнала финитного регулятора при цифровой технической реализации на микроконтроллере. Разработана расчетная модель рассматриваемого цифрового электропривода, учитывающая ограничение тока и напряжения в силовом преобразователе. Показано, что при малых периодах дискретизации следящий электропривод с финитным регулятором требует ограничения тока на уровне 16 номинальных значений. При малых значениях ограничения привод становится неустойчивым. Для обеспечения работоспособности электропривода с финитным регулятором предложено увеличить период дискретизации. Показано, что при этом следящий электропривод сохраняет устойчивость во всем диапазоне перемещений даже при ограничениях тока и напряжения на уровне номинальных значений. Результаты моделирования позволили сделать вывод о том, что разрабатываемый электропривод обладает высоким быстродействием, поскольку при отработке управляющего воздействия вход в зону ±1 дискрета от заданного значения составляет 0,022 с. Показано, что отрицательным эффектом от применения финитного управления в следящем электроприводе с синхронным исполнительным двигателем является наличие статической ошибки позиционирования, которая возрастает с увеличением периода дискретизации. Предложено дополнить рассматриваемый электропривод еще одним контуром положения с интегральным регулятором, позволяющим скомпенсировать статическую ошибку позиционирования.