ВИКОРИСТАННЯ ФІЛЬТРУ КАЛМАНА У ВЕКТОРНІЙ СИСТЕМІ ЕКСТРЕМАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННОЮ МАШИНОЮ
In the article the reactive power of an asynchronous machine (AM) in a stable mode is obtained as a function of three variables: the angular speed of rotation of the AM shaft, the module of the rotor flux coupling and the moment of static load on the shaft. The AM power factor decreases in electric...
Gespeichert in:
| Datum: | 2025 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електродинаміки НАН України, Київ
2025
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1604 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Technical Electrodynamics |
Institution
Technical Electrodynamics| id |
oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-1604 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Technical Electrodynamics |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-01-23T08:48:17Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
асинхронна машина орієнтація за вектором цільова функція релейний регулятор фільтр Калмана функціональний перетворювач реактивна потужність |
| spellingShingle |
асинхронна машина орієнтація за вектором цільова функція релейний регулятор фільтр Калмана функціональний перетворювач реактивна потужність Садовой, О.В. Клюєв, О.В. Сохіна, Ю.В. ВИКОРИСТАННЯ ФІЛЬТРУ КАЛМАНА У ВЕКТОРНІЙ СИСТЕМІ ЕКСТРЕМАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННОЮ МАШИНОЮ |
| topic_facet |
асинхронна машина орієнтація за вектором цільова функція релейний регулятор фільтр Калмана функціональний перетворювач реактивна потужність asynchronous machine vector orientation objective function relay controller Kalman filter unctional converter reactive power. |
| format |
Article |
| author |
Садовой, О.В. Клюєв, О.В. Сохіна, Ю.В. |
| author_facet |
Садовой, О.В. Клюєв, О.В. Сохіна, Ю.В. |
| author_sort |
Садовой, О.В. |
| title |
ВИКОРИСТАННЯ ФІЛЬТРУ КАЛМАНА У ВЕКТОРНІЙ СИСТЕМІ ЕКСТРЕМАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННОЮ МАШИНОЮ |
| title_short |
ВИКОРИСТАННЯ ФІЛЬТРУ КАЛМАНА У ВЕКТОРНІЙ СИСТЕМІ ЕКСТРЕМАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННОЮ МАШИНОЮ |
| title_full |
ВИКОРИСТАННЯ ФІЛЬТРУ КАЛМАНА У ВЕКТОРНІЙ СИСТЕМІ ЕКСТРЕМАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННОЮ МАШИНОЮ |
| title_fullStr |
ВИКОРИСТАННЯ ФІЛЬТРУ КАЛМАНА У ВЕКТОРНІЙ СИСТЕМІ ЕКСТРЕМАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННОЮ МАШИНОЮ |
| title_full_unstemmed |
ВИКОРИСТАННЯ ФІЛЬТРУ КАЛМАНА У ВЕКТОРНІЙ СИСТЕМІ ЕКСТРЕМАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННОЮ МАШИНОЮ |
| title_sort |
використання фільтру калмана у векторній системі екстремального керування асинхронною машиною |
| title_alt |
USE OF KALMAN FILTER IN VECTOR SYSTEM OF EXTREME CONTROL OF ASYNCHRONOUS MACHINE |
| description |
In the article the reactive power of an asynchronous machine (AM) in a stable mode is obtained as a function of three variables: the angular speed of rotation of the AM shaft, the module of the rotor flux coupling and the moment of static load on the shaft. The AM power factor decreases in electric drives (ED) of industrial mechanisms in which the load moment while maintaining its direction of action can take a static value less than the nominal value. Therefore, in order to ensure a high power factor of an asynchronous ED in long-term operating modes with a variable load, a vector AM control system was created, in which the magnitude of the rotor flux coupling is regulated by the reactive power channel as a function of the moment of static load on the shaft. To identify the moment of loading, as well as the angular speed of the rotor and its flux coupling, a Kalman observer is synthesized, which allows creating a vector control system with simultaneous regulation of the speed and power factor of the AM without physical sensors of the reference vector of the rotor flux coupling and its angular speed of rotation. The significant dependence of the extreme values of the rotor flux coupling for reactive power on the torque on the AM shaft and insignificant dependence on the speed has been proved. Stability and high control quality are achieved by simultaneous use of relay control laws, invariant to coordinate and parametric perturbations, and the effectiveness of the Kalman filter algorithm for identifying variable states in the feedback loop. Thus, the article theoretically substantiates the idea of creating a sensorless relay-vector control system for an asynchronous ED with simultaneous speed regulation and optimization of AM energy indicators. The mathematical model is created as a program written in the Matlab programming language. The operability of the proposed asynchronous ED control system was confirmed by the method of mathematical modeling. References 12, figures 6. |
| publisher |
Інститут електродинаміки НАН України, Київ |
| publishDate |
2025 |
| url |
https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1604 |
| work_keys_str_mv |
AT sadovojov useofkalmanfilterinvectorsystemofextremecontrolofasynchronousmachine AT klûêvov useofkalmanfilterinvectorsystemofextremecontrolofasynchronousmachine AT sohínaûv useofkalmanfilterinvectorsystemofextremecontrolofasynchronousmachine AT sadovojov vikoristannâfílʹtrukalmanauvektorníjsistemíekstremalʹnogokeruvannâasinhronnoûmašinoû AT klûêvov vikoristannâfílʹtrukalmanauvektorníjsistemíekstremalʹnogokeruvannâasinhronnoûmašinoû AT sohínaûv vikoristannâfílʹtrukalmanauvektorníjsistemíekstremalʹnogokeruvannâasinhronnoûmašinoû |
| first_indexed |
2025-09-24T17:40:15Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:40:15Z |
| _version_ |
1844167957146501120 |
| spelling |
oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-16042025-01-23T08:48:17Z USE OF KALMAN FILTER IN VECTOR SYSTEM OF EXTREME CONTROL OF ASYNCHRONOUS MACHINE ВИКОРИСТАННЯ ФІЛЬТРУ КАЛМАНА У ВЕКТОРНІЙ СИСТЕМІ ЕКСТРЕМАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННОЮ МАШИНОЮ Садовой, О.В. Клюєв, О.В. Сохіна, Ю.В. асинхронна машина орієнтація за вектором цільова функція релейний регулятор фільтр Калмана функціональний перетворювач реактивна потужність asynchronous machine vector orientation objective function relay controller Kalman filter unctional converter reactive power. In the article the reactive power of an asynchronous machine (AM) in a stable mode is obtained as a function of three variables: the angular speed of rotation of the AM shaft, the module of the rotor flux coupling and the moment of static load on the shaft. The AM power factor decreases in electric drives (ED) of industrial mechanisms in which the load moment while maintaining its direction of action can take a static value less than the nominal value. Therefore, in order to ensure a high power factor of an asynchronous ED in long-term operating modes with a variable load, a vector AM control system was created, in which the magnitude of the rotor flux coupling is regulated by the reactive power channel as a function of the moment of static load on the shaft. To identify the moment of loading, as well as the angular speed of the rotor and its flux coupling, a Kalman observer is synthesized, which allows creating a vector control system with simultaneous regulation of the speed and power factor of the AM without physical sensors of the reference vector of the rotor flux coupling and its angular speed of rotation. The significant dependence of the extreme values of the rotor flux coupling for reactive power on the torque on the AM shaft and insignificant dependence on the speed has been proved. Stability and high control quality are achieved by simultaneous use of relay control laws, invariant to coordinate and parametric perturbations, and the effectiveness of the Kalman filter algorithm for identifying variable states in the feedback loop. Thus, the article theoretically substantiates the idea of creating a sensorless relay-vector control system for an asynchronous ED with simultaneous speed regulation and optimization of AM energy indicators. The mathematical model is created as a program written in the Matlab programming language. The operability of the proposed asynchronous ED control system was confirmed by the method of mathematical modeling. References 12, figures 6. У роботі реактивну потужність асинхронної машини (АМ) в сталому режимі отримано як функцію трьох змінних: кутової швидкості обертання вала АМ, модуля потокозчеплення ротора та моменту статичного навантаження на валу. Коефіцієнт потужності АМ знижується в електроприводах (ЕП) промислових механізмів, у яких момент навантаження із збереженням свого напрямку дії може приймати в статиці значення менше номінального. Тому задля забезпечення високого коефіцієнта потужності асинхронного ЕП в тривалих режимах роботи за змінного навантаження створено векторну систему керування АМ, в якій по каналу реактивної потужності регулюється величина потокозчеплення ротора в функції моменту статичного навантаження на валу. Задля ідентифікації моменту навантаження, а також кутової швидкості обертання ротора та його потокозчеплення синтезований спостерігач Калмана, який надав змогу створити векторну систему керування з одночасним керуванням швидкості обертання та коефіцієнта потужності АМ без фізичних датчиків опорного вектора потокозчеплення ротора та його кутової швидкості обертання. Доведено суттєву залежність екстремальних для реактивної потужності значень потокозчеплення ротора від моменту на валу АМ і незначну від швидкості обертання. Стійкість та висока якість керування досягнуті одночасним використанням законів релейного керування, інваріантного до координатних та параметричних збурень, та ефективності алгоритму фільтра Калмана для ідентифікації змінних стану у колі зворотного зв'язку. Таким чином у роботі теоретично обґрунтовано ідею створення бездавачевої релейно-векторної системи керування асинхронним ЕП з одночасним керуванням швидкості обертання та оптимізацією енергетичних показників АМ. Математична модель створена як програма, що написано мовою програмування середовища Matlab. Методом математичного моделювання підтверджено ефективність запропонованої системи керування асинхронним ЕП. Бібл. 12, рис. 6. Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2025-01-09 Article Article application/pdf https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1604 10.15407/techned2025.01.047 Tekhnichna Elektrodynamika; No. 1 (2025): TEKHNICHNA ELEKTRODYNAMIKA; 047 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; № 1 (2025): ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; 047 2218-1903 1607-7970 10.15407/techned2025.01 uk https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1604/1496 Авторське право (c) 2024 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |