Изучена реализация алгоритма роя пчел для отыскания глобального максимума функции многих переменных.

Обосновано существование электромеханической аналогии между ВИД и ДПТ последовательного возбуждения, приведена методика расчета параметров эквивалентного ДПТ.

Рассмотрены требования к критерию оптимального управления периодическими технологическими процессами, определен круг задач, которые необходимо решить для совершенствования управления такими процессами. На основании анализа ранее предложенной классификации критериев управления непрерывными разделительными процессами предложена расширенная классификация критериев оптимизации с указанием определенных особенностей и недостатков.

В настоящее время стремительно расширяется область применения беспилотных летательных аппаратов, одной из наиболее перспективных схем которых является мультикоптер. В связи с расширением области применения мультикоптеров и увеличением их установленной мощности несомненную актуальность приобретают вопросы оптимизации энергопотребления мультикоптеров. Рассмотрена известная математическая модель движения квадрокоптера. Привод винта осуществляется электроприводом постоянного тока или другим, близким к нему по свойствам. Момент сопротивления электропривода винта пропорционален квадрату его угловой скорости, как и создаваемое винтом тяговое усилие. На основе этой модели получены аналитические выражения для оценки суммарного энергопотребления и показателя эффективности преобразования ресурсов при вертикальном перемещении квадрокоптера по трапециевидной траектории. Установлено, что положение экстремумов энергопотребления и показателя эффективности преобразования ресурсов достигается при различающихся параметрах траектории подъема квадрокоптера.

На математической модели распределительной сети с изолированной нейтралью исследованы переходные процессы при горении перемежающейся дуги. Установлено, что на характер переходных процессов определяющее влияние оказывает сопротивление цепи замыкания на землю, которое состоит из суммы сопротивлений: сопротивления дуги и сопротивления пути обратного тока в земле или в оболочках кабелей. Доказано, что дуга является коммутатором и замыкает поврежденную фазу на землю через некоторое установившееся сопротивление R. При анализе корней характеристического уравнения видно, что свободная составляющая в переходном процессе имеет 2 составляющих: апериодическую и периодическую, величина амплитуд которых зависит от значения сопротивления цепи замыкания на землю. В зависимости от величины переходного сопротивления переходные процессы могут протекать с одним или несколькими переходами тока через нуль; существуют такие значения переходного сопротивления, которые являются границами между одним и двумя высокочастотными переходами тока через нуль. Известные теории развития перенапряжений следует рассматривать как частные случаи предложенной обобщенной теории, в которой гашение дуги возможно при первом или последующих переходах тока ОЗЗ через нуль, а повторные зажигания дуги в первоначальных циклах горение-гашение - при постоянном напряжении.

При определении целевой функции систем управляемого запуска электромеханической системы (ЭМС) предложено использовать принцип ориентации на добавленную стоимость. Предложены выражения для вычисления значений входных и выходных продуктов, и показателя эффективности процесса запуска ЭМС. Методом математического моделирования получены зависимости энергопотребления, износа и показателя эффективности запуска ЭМС от управляющего воздействия. Показан экстремальный характер этой зависимости.

Проанализированы процессы запуска электромеханических систем, в частности процессы энергопотребления и износа оборудования. Получены аналитические выражения для определения показателей процесса запуска с учетом распределенного во времени процесса потребления входных ресурсов. Обоснована допустимость применения упрощенной модели ресурсопотребления с сосредоточенными параметрами для оптимального управления процессом запуска. Полученные результаты можно использовать при реализации систем управляемого запуска электродвигателей.

Современные горно-металлургические комплексы оборудуются группой одинаковых технологических агрегатов с мощным синхронным электроприводом. Запуск групповых синхронных электроприводов, объединенных питающей сетью соизмеримой мощности, обладает дополнительными особенностями. Для облегчения запуска мощных синхронных двигателей в групповом электроприводе применяют перевозбуждение ранее запущенных синхронных двигателей для повышения уровня напряжения в питающей сети. Цель работы - определение оптимального уровня перевозбуждения ранее запущенного синхронного двигателя. Для исследования группового синхронного электропривода использовано математическое моделирование группового синхронного электропривода на основе известных уравнений Парка-Горева. Для оценки процесса управляемого запуска синхронного двигателя предложено использовать показатель эффективности процесса запуска. Для определения полного фазного тока группового синхронного электропривода выполнено преобразование токов синхронных двигателей в ортогональной системе координат d, q, 0 в фазные координаты. Модель группового синхронного электропривода дополнена подсистемой определения полного фазного тока и падения напряжения в питающей линии. Получены зависимости износа электромеханического оборудования, его энергопотребления и показателя эффективности процесса запуска от управляющего воздействия. На основе применения показателя эффективности процесса запуска решена задача определения оптимального уровня перевозбуждения работающего синхронного двигателя для управления запуском последующих двигателей в групповом электроприводе. Впервые установлено, что показатель эффективности процесса запуска синхронного двигателя в составе группового электропривода имеет экстремальный характер. Применение предложенного метода оптимизации процесса запуска синхронного двигателя в групповом электроприводе позволит повысить технико-экономические показатели работы горно-металлургических комплексов в промышленности Украины.

Исследованы возможности автоматизации создания математической модели механической подсистемы электромехатронных устройств, совместимых с полной математической моделью целостной системы. Предложен автоматизированный метод формирования системы дифференциальных уравнений механической части электромехатронной системы на основе уравнений Лагранжа второго рода с использованием методов символьных вычислений в MATLAB. В исследовании поставленных задач использовались общие методы математики, физики, теоретической механики и вычислительной математики. Составление уравнений математической модели механической подсистемы основано на применении апробированных законов механики. Решение полученных уравнений и визуализация полученных результатов выполнена в среде MATLAB/Simulink. Разработана методика автоматизированного формирования системы дифференциальных уравнений сложной многотельной механической системы электромехатронной системы на основе уравнений Лагранжа второго рода с применением символьных вычислений в MATLAB. Показана реализация предложенного метода на примере механизма двухзвенного плоского манипулятора. Приведены сравнительные результаты математического моделирования полученной математической модели и модели того же устройства, построенной с использованием блоков библиотеки Simscape Multibody. Использование предложенного подхода позволит повысить качество проектирования электромехатронных систем, а также реализовать идеи вычислительного мышления при подготовке специалистов-электромехаников.

Исследована возможность применения Matlab/Simulink для разработки виртуальных исследовательских комплексов сложных технических систем на примере электромеханической системы шахтной водоотливной установки. Приведен опыт создания интерактивного виртуального исследовательского комплекса насосной установки в Matlab/Simulink, что позволяет повысить точность математической модели виртуального исследовательского комплекса. В исследовании поставленных задач использовались общие методы математики, физики, гидравлики и вычислительной математики. Численное решение уравнений математической модели и визуализация полученных результатов выполнена в среде Matlab/Simulink. Рассмотрены математические модели отдельных компонентов шахтной водоотливной установки с использованием элементов библиотек SimPower и Hydraulics Matlab/Simulink, предложено формировать лицевую панель виртуального исследовательского комплекса с помощью набора компонентов библиотеки Dash-board. Разработана реализация исследовательского комплекса для водоотливной установки горизонта 275 м. шахты Гвардейская. Приведены результаты работы разработанного исследовательского комплекса, выполнен анализ энергопотребления при различных методах регулирования производительности насоса. Использование Matlab/Simulink позволяет существенно упростить разработку математической модели исследуемого объекта, дает возможность выполнения широкого спектра исследований характеристик различной физической природы.

Обосновано выражение для определения активного сопротивления фазы статора синхронного двигателя (СД) как отношения среднего значения интегральной функции напряжения к среднему значению интегральной функции тока при интегрировании токов и напряжений от момента начала запуска до установившегося режима работы. Обоснована возможность применения данного метода идентификации активного сопротивления статора СД при прямом асинхронном пуске СД, а также в режиме синхронизации СД с питающей сетью при разгонном пуске.

Разработана методика расчета статических характеристик асинхронного электропривода при использовании методов теории обобщенного электромеханического преобразователя. Упрощение модели асинхронного двигателя на основе теории обобщенного электромеханического преобразователя достигнуто путем снижения порядка системы дифференциальных уравнений за счет использования первого закона Кирхгофа. Получено аналитическое решение упрощенной системы уравнений асинхронного двигателя для установившегося режима работы. При решении поставленных задачи использовались общие методы физики, теоретической электротехники, математического анализа и вычислительной математики. Численное решение уравнений математической модели и визуализация полученных результатов выполнено в среде MATLAB/Simulink. Рассмотрена обобщенная математическая модель асинхронного двигателя с произвольным числом обмоток статора и ротора в фазных координатах, для упрощения системы уравнений асинхронного двигателя предложено уменьшить ее порядок при использовании первого закона Кирхгофа. Для упрощенной системы уравнений асинхронного двигателя в фазных координатах получено аналитическое решение в установившемся режиме. Приведены результаты расчетов статических характеристик асинхронного двигателя, выполнен сравнительной расчет созданной методики расчета статических характеристик с существующими методиками, который подтверждает ее работоспособность. Упрощение системы уравнений асинхронного двигателя с использованием первого закона Кирхгофа позволяет получить аналитическое решение уравнений асинхронного двигателя в установившемся режиме и расширить сферу использования уравнений асинхронного двигателя в фазных координатах.