Electrical Power and Electromechanical Systems
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/46160
Browse
4 results
Search Results
Item Система адаптивного нечіткого керування електричним режимом дугової сталеплавильної печі(Видавництво Львівської політехніки, 2022-02-22) Паранчук, Я. С.; Бойчук, Б. Г.; Рудий, Т. В.; Цяпа, В. Б.; Голубєв, О. А.; Paranchuk, Ya.; Boichuk, B.; Rudyi, T.; Tsiapa, V.; Golubiev, O.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityДля електричного режиму (ЕР) дугових сталеплавильних печей (ДСП) характерні динамічні випадкові нестаціонарні пофазно несиметричні й пофазно взаємозв’язані зміни. Керування проходить в умовах неповної інформації про стан ЕР і технологічного процесу та зміни параметрів елементів силового кола та трифазної системи дуг. Досягти якісної стабілізації координат електричного режиму за вказаних його характеристик можливо на основі реалізації адаптивних нечітких моделей керування. У статті розроблено нечітку адаптивну модель для пофазно незалежного регулювання координат електричного режиму ДСП. Для цього запропоновано системотехнічні рішення для формування сигналу розузгодження ЕР, що надає відповідну до стану горіння системи трифазних дуг оцінку відхилення електричного режиму від заданого. Виконано проєктування системи нечіткого висновку (СНВ) Mamdani для реалізації нечіткої моделі формування сигналу розузгодження ЕР та запропоновано модель адаптації її параметричних степенів свободи до параметрів і характеристик збурень поточної стадії плавлення. Розроблено структурну Simulink-модель трифазної у миттєвих координатах запропонованої електромеханічної системи нечіткого адаптивного регулювання координат ЕР ДСП та виконано комп’ютерні дослідження динаміки відпрацювання екстремальних детермінованих збурень. Результати досліджень підтвердили доцільність реалізації автономного пофазно незалежного регулювання збурень електричного режиму. У фазних каналах, де збурення відсутні, електроди не переміщуються, і, отже, усуваються хибні переміщення електродів у разі регулювання збурень із використанням опрацьованої у статті нечіткої моделі керування, і, крім цього, зменшується час регулювання збурень, тобто зростає швидкодія системи. Ці фактори, як відомо, позитивно впливають на підвищення динамічної точності стабілізації координат ЕР під час регулювання випадкових збурень електричного режиму, тобто знижується їх дисперсія, завдяки чому покращуються показники енергоефективності та електромагнітної сумісності режимів дугової печі та електропостачальної мережі.Item Analysis of Lyapunov matrices’application methods for optimization of stationary dynamic systems(Видавництво Львівської політехніки) Білецький, Р. О.; Лозинський, О. Ю.; Білецький, Ю. О.; Цяпа, В. Б.; Biletskyi, R.; Lozynskyy, O.; Biletskyi, Y.; Tsiapa, V.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityПроаналізовано застосування матриці Ляпунова з метою формування керуючих входів за різними методами оптимізації динамічних систем, орієнтованими за квадратичним інтегральним критерієм. Для цього розглянуто методи знаходження матриці Ляпунова та оптимізації на основі функціонального рівняння Беллмана із подальшим застосуванням рівняння Ріккаті, оптимізації з урахуванням початкових значень змінних стану, оптимізацію на основі рівняння Беллмана з використанням лінійних матричних нерівностей та рівняння Ляпунова. Незважаючи на складність розв’язування рівняння Ріккаті, задача знаходження матриці Ляпунова є однозначною лише у разі застосування методів оптимізації на основі динамічного програмування Беллмана та подання функції Беллмана функцією Ляпунова. Оптимізація на основі застосування умови лінійної матричної нерівності не є однозначною, оскільки потребує вибору розв’язку нерівності. Оптимізація системи за інтегральним квадратичним критерієм та початковими значеннями змінних стану також є неоднозначною, оскільки існує проблема розв’язування нелінійних взаємопов’язаних рівнянь оптимізації.Item Аналіз динаміки руху електродів дугової сталеплавильної печі за різних законів керування(Видавництво Львівської політехніки, 2020-02-24) Паранчук, Я. С.; Цяпа, В. Б.; Гордус, Д. Г.; Paranchuk, Y.; Tsyapa, V.; Gordus, D.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityДугові сталеплавильні печі (ДСП) – це основні електротехнологічні агрегати для виробництва високолегованих та спеціальних сталей і прецизійних сплавів. Ефективність їх роботи визначається досконалістю підсистеми керування електричним режимом (ЕР) та підсистеми регулювання його координат. Вказані підсистеми складають структуру ієрархічної системи керування режимами електросталеплавлення, яка належить до класу складних взаємозв’язаних суттєво нелінійних стохастичних систем з інтенсивними параметричними і координатними збуреннями та пофазно несиметричним навантаженням. Розглянуто питання аналізу показників динаміки руху електродів у процесі відпрацювання детермінованих збурень при реалізації різних моделей синтезу сигналу керування на переміщення електродів. Ця задача є складовою при розв’язанні комплексної проблеми синтезу адаптивного оптимального керування режимами електросталеплавлення за показниками електротехнологічної ефективності ДСП та електромагнітної сумісності її режимів з електромережею. Показники динаміки досліджено за складеною трифазною у миттєвих координатах структурою Simulink-моделлю при варіації законів формування сигнала розузгодження ЕР та параметрів підсистеми регулювання положення електродів. Отримано часові залежності зміни координат ЕР та підсистеми регулювання довжин дуг і виконано їх аналіз. Обґрунтовано вектор варіативних параметрів та моделей законів формування сигналу розузгодження ЕР, який доцільно покласти в основу при проектуванні директивних графіків плавлення сталей на цій ДСП. Проаналізовано отримані оцінки чутливості показників динаміки руху електродів до коефіцієнта підсилення підсистеми регулювання положення електродів та диференційного і напругового законів формування сигналу розузгодження ЕР. Обґрунтовано позитивні властивості напругового закону формування сигналу розузгодження, зокрема, проілюстровано значно вищу його пофазну автономність регулювання координат ЕР порівняно з диференційною моделлю, якій властива вища за інших рівних умов коливність реакції системи на дію детермінованих збурень та пофазна взаємозв’язаність процесу регулювання ЕР.Item Influence analysis of unstable zeroes and poles on the stability of the feedback systems(Видавництво Львівської політехніки, 2020-01-20) Марущак, Я. Ю.; Мороз, В. І.; Цяпа, В. Б.; Головач, І. Р.; Чупило, І.; Marushchak, Y.; Moroz, V.; Tsyapa, V.; Holovac, I.; Chupylo, I.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National UniversityЗ огляду на теорію автоматичного керування, не повинно бути різниці в поведінці між об'єктом, який задано набором передатних функцій, що відповідно поєднані між собою, так і реальним об'єктом, що відповідає такій теоретичній структурі зі заданими передавальними функціями. Відповідно до цього, проведено узагальнений аналіз гіпотези Отто Сміта стосовно показників стійкості в системах автоматичного керування з нестійкими нулями та полюсами передавальних функцій другого порядку. У зв'язку з тим, що поведінка більшості технічних об'єктів може бути описана передавальною функцією другого порядку, основний акцент зроблено саме на передатній функції зі знаменником (характеристичним рівнянням) другого порядку з нестійкими нулями і полюсами. У статті для опису використано як апарат передавальних функцій, так і структурні моделі відповідного рівня, що дало змогу зробити їхній опис наочним. Виконано узагальнений опис системи автоматичного керування другого порядку з від'ємним жорстким зворотним зв'язком. Для такої системи сформовано теоретичні критерії стійкості стосовно її параметрів на підставі необхідних і достатніх умов стійкості. На підставі узагальненого опису передавальною функцією другого порядку виконано дослідження систем автоматичного керування з різними варіантами розміщення на комплексній площині нестійких нулів і полюсів передавальної функції розімкнутої системи. Виклад матеріалу супроводжується численними прикладами, для яких розглянуто випадки передавальних функцій як з дійсними полюсами, так і з парою комплексно-спряжених полюсів. Для кожного наведеного в статті прикладу розглянуто випадок як розімкнутої системи, так і замкнутої системи з одиничним зворотним зв'язком. Обидва випадки для кожного прикладу проілюстровано графіками логарифмічних амплітудно-частотних і фазо-частотних характеристик і перехідною функцією. Проведені дослідження в статті проілюстровано графіками логарифмічних амплітудночастотних і фазо-частотних характеристик і перехідних функцій, які для кожного прикладу отримані з використанням математичних застосунків MATLAB (разом з бібліотекою Control System Toolbox) і Mathcad. За результатами проведених досліджень підтверджено висновки О. Сміта про відмінність у поведінці реальних фізичних систем з нестійкими нулями і полюсами та теоретично отриманими моделями з аналогічними передавальними функціями.