Аннотация. 

В статье рассмотрена реализация управления системой «гребной электродвигатель постоянного тока – двунаправленного неизолированного преобразователя постоянного напряжения» в составе автономного необитаемого подводного аппарата. Приведен выбор регулятора частоты вращения, регулятора тока, ограничителя напряжения и задатчика интенсивности, построена двухконтурная система управления. Для регулирования частоты вращения двигателя использован параметрический регулятор. С использованием математического пакета Matlab/Simulink система автоматического регулирования частоты вращения была апробирована и получены показатели качества в различных режимах работы, составлены карты настроек регулятора. На основании анализа работы системы были устранены броски напряжения при переходе с одной скорости на другую, было уменьшено перерегулирование и время переходного процесса за счет параметрической коррекции. Приведено описание лабораторного стенда по исследованию системы управления. Результаты эксперимента подтверждают высокие показатели качества разработанной двухконтурной системы управления гребного электропривода.

Ключевые слова: 

автономный подводный аппарат, преобразователь постоянного напряжения; моделирование; двигатель постоянного тока; двухконтурное регулирование; параметрическая коррекция.

Стр. 108-121.

DOI 10.14357/20718632220310

 

Литература

1. Volyanskaya, Y., Volyanskiy, S., Volkov, A., Onishchen-ko, O., 2017. Determining energy-efficient operation modes of the propulsion electrical motor of an autonomous swimming apparatus. In: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. vol. 6, 8 (90), pp. 11-16.

2. H. Fang, Z. Li and X. Wei, "Design and Optimization of Magnetic Gear Composite Motor for Autonomous Under-water Vehicle," 2021 24th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), 2021, pp. 421-425, doi: 10.23919/ICEMS52562.2021.9634506.

3. Герасимов, В. А. Средства повышения эффективности системы бесконтактного заряда аккумуляторных батарей автономного подводного аппарата / В. А. Герасимов, А. В. Комлев, А. Ю. Филоженко // Подводные исследования и робототехника. – 2020. – № 1(31). – С. 4-12. – DOI 10.37102/24094609.2020.31.1.001.

4. Быкова, В. С. Применение автономного необитаемого подводного аппарата для проводки судов через заминированный район / В. С. Быкова, А. И. Машошин, И. В. Пашкевич // Подводные исследования и робототехника. – 2021. – № 1(35). – С. 31-40. – DOI 10.37102/1992-4429_2021_35_01_03.

5. Дегтярева, С. Г. Повышение маневровых характеристик движителя автономного необитаемого подводного аппарата/ / С. Г. Дегтярева, В. В. Горда // Морской вестник. – 2020. – № S1(14). – С. 101-102.

6. Волянская, Я. Б. Уточнение параметров математической модели трехфазного асинхронного электродвигателя системы электродвижения автономного плавательного аппарата / Я. Б. Волянская, С. М. Волянский, О. А. Онищенко // Морские интеллектуальные технологии. – 2017. – № 4-3(38). – С. 132-138.

7. Zhukov, V.A., Sherban, S.A., Melnik, O.V., Sokolov, S.S., Kolesnichenko, S.V., 2019. Improvement of methods and means of thermal control of ship power plants. In: 2019 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, ELCONRUS 2019. pp. 389-392.

8. Моделирование работы двунаправленного преобразователя постоянного напряжения в составе привода гребного винта автономных подводных аппаратов / Б. А. Авдеев, А. В. Вынгра, С. П. Голиков, Б. П. Новак // Труды Крыловского государственного научного центра. – 2019. – № S2. – С. 152-159. – DOI 10.24937/2542-2324-2019-2-S-I-152-159.

9. Шурпяк, В. К. Оценка влияния основных судовых систем на показатели энергетической эффективности судна / В. К. Шурпяк, А. А. Серов // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. – 2017. – № 48-49. – С. 95-103.

10. Вынгра А.В. Разработка имитационной модели асинхронного электропривода с применением векторного управления, как компонента структурного программного модуля / А.В. Вынгра, Б.А. Авдеев, С.Г. Черный // Информационные технологии и вычислительные системы, 2020. – №2. C 75–84. DOI 10.14357/20718632200207

11. Вынгра, А. В. Идентификация настройки ПИ-регулятора на платформе нейросетевой структуры / А. В. Вынгра, С. Г. Черный // Датчики и системы. – 2020. – № 8(250). – С. 20-26. – DOI 10.25728/datsys.2020.8.3.

12. Avdeev, B. A. Evaluation and Procedure for Estimation of Interharmonics on the Example of Non-Sinusoidal Current of an Induction Motor with Variable Periodic Load / B. A. Avdeev, A. V. Vyngra, S. G. Chernyi [et al.] // IEEE Ac-cess. – 2021. – Vol. 9. – P. 158412-158419. – DOI 10.1109/ACCESS.2021.3130442.

13. Моделирование работы двунаправленного преобразователя постоянного напряжения в составе привода гребного винта автономных подводных аппаратов / Б. А. Авдеев, А. В. Вынгра, С. П. Голиков, Б. П. Новак // Труды Крыловского государственного научного центра. – 2019. – № S2. – С. 152-159. – DOI 10.24937/2542-2324-2019-2-S-I-152-159.

14. Vyngra, A. V. Modeling the Operation of an Uninsulated DC-DC Converter as a Part of a Propeller Drive of Autonomous Underwater Vehicles / A. V. Vyngra, B. A. Avdeev // Pro-ceedings of the 2020 IEEE Conference of Russian Young Re-searchers in Electrical and Electronic Engineering, EIConRus 2020, St. Petersburg and Moscow: Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2020. – P. 2431-2434. – DOI 10.1109/EIConRus49466.2020.9039023.