РОЗВИТОК ТЕОРІЇ ВЕКТОРНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННИМИ ДВИГУНАМИ НА ОСНОВІ ДЕКОМПОЗИЦІЇ МЕХАНІЧНА – ЕЛЕКТРИЧНА ПІДСИСТЕМИ
The theory of field-oriented control of induction motors, which emerged in the early 2000s, is based on a fundamental property of field orientation, which involves decomposing the motor’s output into two independent subsystems: electromechanical and electromagnetic. The first ensures control of the...
Saved in:
| Published in: | Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України |
|---|---|
| Date: | 2026 |
| Issue: | 74 |
| Pages: | 068 |
| ISSN: | 2786-7064 |
| Author Affiliations: |
|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Published: |
Інститут електродинаміки Національної академії наук України
2026
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://prc.ied.org.ua/index.php/proceedings/article/view/428 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Proceedings of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine |
Institution
Proceedings of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1874636282489995264 |
|---|---|
| author | Пересада, С.М. Строєвий, С.О. Щербаченко, В.В. |
| author_facet | Пересада, С.М. Строєвий, С.О. Щербаченко, В.В. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "С.М. Пересада",
"institution": "Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», пр. Берестейський, 37, Київ-56, 03056, Україна",
"orcid": ""
},
{
"author": "С.О. Строєвий",
"institution": "Національний технічний університет України \"Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського\" , пр. Перемоги, 37, Київ, 03056, Україна",
"orcid": ""
},
{
"author": "В.В. Щербаченко",
"institution": "Національний технічний університет України \"Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського\" , пр. Перемоги, 37, Київ, 03056, Україна",
"orcid": ""
}
] |
| author_sort | Пересада, С.М. |
| baseUrl_str | https://prc.ied.org.ua/index.php/proceedings/oai |
| collection | OJS |
| container_end_page | 068 |
| container_issue | 74 |
| container_start_page | 068 |
| container_title | Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України |
| container_volume | |
| datestamp_date | 2026-08-26T12:22:43Z |
| description | The theory of field-oriented control of induction motors, which emerged in the early 2000s, is based on a fundamental property of field orientation, which involves decomposing the motor’s output into two independent subsystems: electromechanical and electromagnetic. The first ensures control of the mechanical coordinates, while the second controls the rotor (stator) flux for field-oriented control and the determination of its module. Such a decomposition is de facto standard for both indirect and direct field-oriented control, since the control algorithm in this case is the simplest and also transparent from the perspective of the physics of an electric machine’s operation. At the same time, the mechanism for forming the decomposition involves compensating for the internal feedback loops of the asynchronous motor model, which negatively affects the robustness properties of the control system against parametric and coordinate disturbances. An alternative approach is being considered in the field of energy, based on the fact that the electrical part of an asynchronous machine is intrinsically asymptotically stable that is, passive and therefore has a Lyapunov function, which is used to prove its stability. Taking this property into account, an engineering-friendly method is presented for synthesizing a vector control system for the torque and flux linkage vector of an asynchronous motor based on the second Lyapunov method, which forms an alternative decomposition in the form of a mechanical-electrical subsystem. Two new forms of Lyapunov functions have been found for designing field oriented control system the rotor and stator flux vectors. The synthesized control systems ensure asymptotic tracking of the specified trajectories of torque and flux vector magnitude, and have a physically well-founded structure since they preserve the structure of the asynchronous motor model.   |
| first_indexed | 2026-08-27T01:01:15Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | oai:ojs2.prc.new-point.com.ua:article-428 |
| institution | Proceedings of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2786-7064 |
| keywords_txt_mv | |
| last_indexed | 2026-08-27T01:01:15Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | Інститут електродинаміки Національної академії наук України |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | |
| spelling | oai:ojs2.prc.new-point.com.ua:article-4282026-08-26T12:22:43Z ADVANCEMENT OF THE THEORY OF FIELD ORIENTATION CONTROL OF INDUCTION MOTORS BASED ON THE DECOMPOSITION OF THE MECHANICAL AND ELECTRICAL SUBSYSTEMS РОЗВИТОК ТЕОРІЇ ВЕКТОРНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННИМИ ДВИГУНАМИ НА ОСНОВІ ДЕКОМПОЗИЦІЇ МЕХАНІЧНА – ЕЛЕКТРИЧНА ПІДСИСТЕМИ Пересада, С.М. Строєвий, С.О. Щербаченко, В.В. асинхронний двигун векторне полеорієнтоване керування теорія Ляпунова стійкість системи AC motor field-orientation control Lupynov theory system stability The theory of field-oriented control of induction motors, which emerged in the early 2000s, is based on a fundamental property of field orientation, which involves decomposing the motor’s output into two independent subsystems: electromechanical and electromagnetic. The first ensures control of the mechanical coordinates, while the second controls the rotor (stator) flux for field-oriented control and the determination of its module. Such a decomposition is de facto standard for both indirect and direct field-oriented control, since the control algorithm in this case is the simplest and also transparent from the perspective of the physics of an electric machine’s operation. At the same time, the mechanism for forming the decomposition involves compensating for the internal feedback loops of the asynchronous motor model, which negatively affects the robustness properties of the control system against parametric and coordinate disturbances. An alternative approach is being considered in the field of energy, based on the fact that the electrical part of an asynchronous machine is intrinsically asymptotically stable that is, passive and therefore has a Lyapunov function, which is used to prove its stability. Taking this property into account, an engineering-friendly method is presented for synthesizing a vector control system for the torque and flux linkage vector of an asynchronous motor based on the second Lyapunov method, which forms an alternative decomposition in the form of a mechanical-electrical subsystem. Two new forms of Lyapunov functions have been found for designing field oriented control system the rotor and stator flux vectors. The synthesized control systems ensure asymptotic tracking of the specified trajectories of torque and flux vector magnitude, and have a physically well-founded structure since they preserve the structure of the asynchronous motor model.   Теорія векторного керування асинхронними двигунами, що сформувалася на початку 2000-х, базується на  фундаментальній властивості методу полеорієнтування, який полягає в декомпозиції вихідної моделі двигуна за рахунок керування на дві квазірозв’язані підсистеми електромеханічну і електромагнітну. Перша забезпечує керування механічними координатами, а друга вектором потокозчеплення ротора (статора) для полеорієнтування і формування його модуля. Така декомпозиція де-факто є стандартною як для непрямого, так і прямого векторного керування, оскільки алгоритм керування при цьому найбільш простий, а також прозорий з точки зору фізики роботи електричної машини. В той же час механізм формування декомпозиції передбачає компенсацію внутрішніх зворотних зав’язків моделі асинхронного двигуна, що негативно впливає на властивості робастності системи керування до параметричних і координатних збурень. Альтернативним розглядається енергетичний напрям, який базується на тому, що електрична частина асинхронної машини є натурально асимптотично стійкою, тобто пасивною, і відповідно має функцію Ляпунова, за допомогою якої доводиться стійкість. Враховуючи цю властивість, в роботі представлено доступний з інженерної точки зору шлях синтезу системи векторного керування моментом і вектором потокозчеплення асинхронного двигуна на основі другого методу Ляпунова, який формує альтернативну декомпозицію у вигляді механічна-електрична підсистеми. Дві нові форми функцій Ляпунова знайдено для конструювання керувань з орієнтацією за вектором потокозчеплення ротора і статора. Синтезовані системи керування забезпечують асимптотичне відпрацювання заданих траєкторій моменту і модуля вектора потокозчеплення, мають фізично обґрунтовану структуру оскільки  зберігають структуру моделі асинхронного двигуна.  Інститут електродинаміки Національної академії наук України 2026-08-26 Article Article https://prc.ied.org.ua/index.php/proceedings/article/view/428 Proceedings of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine; No. 74 (2026): Proceedings of the Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine ; 068 Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України; № 74 (2026): Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України; 068 2786-7064 1727-9895 10.15407/publishing2026.74 Авторське право (c) 2026 С.М. Пересада, С.О. Строєвий, В.В. Щербаченко https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | асинхронний двигун векторне полеорієнтоване керування теорія Ляпунова стійкість системи Пересада, С.М. Строєвий, С.О. Щербаченко, В.В. РОЗВИТОК ТЕОРІЇ ВЕКТОРНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННИМИ ДВИГУНАМИ НА ОСНОВІ ДЕКОМПОЗИЦІЇ МЕХАНІЧНА – ЕЛЕКТРИЧНА ПІДСИСТЕМИ |
| title | РОЗВИТОК ТЕОРІЇ ВЕКТОРНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННИМИ ДВИГУНАМИ НА ОСНОВІ ДЕКОМПОЗИЦІЇ МЕХАНІЧНА – ЕЛЕКТРИЧНА ПІДСИСТЕМИ |
| title_alt | ADVANCEMENT OF THE THEORY OF FIELD ORIENTATION CONTROL OF INDUCTION MOTORS BASED ON THE DECOMPOSITION OF THE MECHANICAL AND ELECTRICAL SUBSYSTEMS |
| title_full | РОЗВИТОК ТЕОРІЇ ВЕКТОРНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННИМИ ДВИГУНАМИ НА ОСНОВІ ДЕКОМПОЗИЦІЇ МЕХАНІЧНА – ЕЛЕКТРИЧНА ПІДСИСТЕМИ |
| title_fullStr | РОЗВИТОК ТЕОРІЇ ВЕКТОРНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННИМИ ДВИГУНАМИ НА ОСНОВІ ДЕКОМПОЗИЦІЇ МЕХАНІЧНА – ЕЛЕКТРИЧНА ПІДСИСТЕМИ |
| title_full_unstemmed | РОЗВИТОК ТЕОРІЇ ВЕКТОРНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННИМИ ДВИГУНАМИ НА ОСНОВІ ДЕКОМПОЗИЦІЇ МЕХАНІЧНА – ЕЛЕКТРИЧНА ПІДСИСТЕМИ |
| title_short | РОЗВИТОК ТЕОРІЇ ВЕКТОРНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННИМИ ДВИГУНАМИ НА ОСНОВІ ДЕКОМПОЗИЦІЇ МЕХАНІЧНА – ЕЛЕКТРИЧНА ПІДСИСТЕМИ |
| title_sort | розвиток теорії векторного керування асинхронними двигунами на основі декомпозиції механічна – електрична підсистеми |
| topic | асинхронний двигун векторне полеорієнтоване керування теорія Ляпунова стійкість системи |
| topic_facet | асинхронний двигун векторне полеорієнтоване керування теорія Ляпунова стійкість системи AC motor field-orientation control Lupynov theory system stability |
| url | https://prc.ied.org.ua/index.php/proceedings/article/view/428 |
| work_keys_str_mv | AT peresadasm advancementofthetheoryoffieldorientationcontrolofinductionmotorsbasedonthedecompositionofthemechanicalandelectricalsubsystems AT stroêvijso advancementofthetheoryoffieldorientationcontrolofinductionmotorsbasedonthedecompositionofthemechanicalandelectricalsubsystems AT ŝerbačenkovv advancementofthetheoryoffieldorientationcontrolofinductionmotorsbasedonthedecompositionofthemechanicalandelectricalsubsystems AT peresadasm rozvitokteoríívektornogokeruvannâasinhronnimidvigunaminaosnovídekompozicíímehaníčnaelektričnapídsistemi AT stroêvijso rozvitokteoríívektornogokeruvannâasinhronnimidvigunaminaosnovídekompozicíímehaníčnaelektričnapídsistemi AT ŝerbačenkovv rozvitokteoríívektornogokeruvannâasinhronnimidvigunaminaosnovídekompozicíímehaníčnaelektričnapídsistemi |