СИНТЕЗ ДВОМАСОВОЇ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ З НЕЙРОРЕГУЛЯТОРОМ СПРОЩЕНОЇ СТРУКТУРИ ТА НЕЛІНІЙНИМ ФРИКЦІЙНИМ НАВАНТАЖЕННЯМ

This paper proposes a synthesis methodology for an electromechanical system controller that ensures the required control performance. When linearizing individual sections of a nonlinear load, the structure of the controller resembles a neural network, leading to its designation as a quasi-neurocontr...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2025
Main Authors:	Клепіков, В.Б., Бєляєв, О.С., Обруч, І.В.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2025
Subjects:	двомасова електромеханічна система електропривод системи управління передатна функція характеристичний поліном метод кінцевих різниць характеристика тертя фрикційні автоколивання нейронна мережа квазінейрорегулятор
Online Access:	https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1735
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Technical Electrodynamics

Institution

Technical Electrodynamics

id	oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-1735
record_format	ojs
institution	Technical Electrodynamics
baseUrl_str
datestamp_date	2025-07-02T10:22:16Z
collection	OJS
language	Ukrainian
topic	двомасова електромеханічна система електропривод системи управління передатна функція характеристичний поліном метод кінцевих різниць характеристика тертя фрикційні автоколивання нейронна мережа квазінейрорегулятор
spellingShingle	двомасова електромеханічна система електропривод системи управління передатна функція характеристичний поліном метод кінцевих різниць характеристика тертя фрикційні автоколивання нейронна мережа квазінейрорегулятор Клепіков, В.Б. Бєляєв, О.С. Обруч, І.В. СИНТЕЗ ДВОМАСОВОЇ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ З НЕЙРОРЕГУЛЯТОРОМ СПРОЩЕНОЇ СТРУКТУРИ ТА НЕЛІНІЙНИМ ФРИКЦІЙНИМ НАВАНТАЖЕННЯМ
topic_facet	two-mass electromechanical system electric drive control systems transfer function characteristic polynomial finite difference method friction characteristic friction-induced self-oscillations neural network quasi-neurocontroller двомасова електромеханічна система електропривод системи управління передатна функція характеристичний поліном метод кінцевих різниць характеристика тертя фрикційні автоколивання нейронна мережа квазінейрорегулятор
format	Article
author	Клепіков, В.Б. Бєляєв, О.С. Обруч, І.В.
author_facet	Клепіков, В.Б. Бєляєв, О.С. Обруч, І.В.
author_sort	Клепіков, В.Б.
title	СИНТЕЗ ДВОМАСОВОЇ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ З НЕЙРОРЕГУЛЯТОРОМ СПРОЩЕНОЇ СТРУКТУРИ ТА НЕЛІНІЙНИМ ФРИКЦІЙНИМ НАВАНТАЖЕННЯМ
title_short	СИНТЕЗ ДВОМАСОВОЇ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ З НЕЙРОРЕГУЛЯТОРОМ СПРОЩЕНОЇ СТРУКТУРИ ТА НЕЛІНІЙНИМ ФРИКЦІЙНИМ НАВАНТАЖЕННЯМ
title_full	СИНТЕЗ ДВОМАСОВОЇ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ З НЕЙРОРЕГУЛЯТОРОМ СПРОЩЕНОЇ СТРУКТУРИ ТА НЕЛІНІЙНИМ ФРИКЦІЙНИМ НАВАНТАЖЕННЯМ
title_fullStr	СИНТЕЗ ДВОМАСОВОЇ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ З НЕЙРОРЕГУЛЯТОРОМ СПРОЩЕНОЇ СТРУКТУРИ ТА НЕЛІНІЙНИМ ФРИКЦІЙНИМ НАВАНТАЖЕННЯМ
title_full_unstemmed	СИНТЕЗ ДВОМАСОВОЇ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ З НЕЙРОРЕГУЛЯТОРОМ СПРОЩЕНОЇ СТРУКТУРИ ТА НЕЛІНІЙНИМ ФРИКЦІЙНИМ НАВАНТАЖЕННЯМ
title_sort	синтез двомасової електромеханічної системи з нейрорегулятором спрощеної структури та нелінійним фрикційним навантаженням
title_alt	SYNTHESIS OF A TWO-MASS ELECTROMECHANICAL SYSTEM WITH SIMPLIFIED-STRUCTURE NEUROREGULATOR AND NONLINEAR FRICTION LOAD
description	This paper proposes a synthesis methodology for an electromechanical system controller that ensures the required control performance. When linearizing individual sections of a nonlinear load, the structure of the controller resembles a neural network, leading to its designation as a quasi-neurocontroller (QNC). Unlike a PERCEPTRON-type neural network, the proposed controller does not include hidden layers, and its weight coefficients, instead of being determined through multiple iterative calculations (105 – 106), are derived analytically. These relationships are universal and valid for any linearized section. The use of generalized dimensionless parameters makes these relationships applicable to a wide range of electric drives used in machines and mechanisms. A modified set of dimensionless generalized parameters has been introduced, allowing for a simple transition to expressions for systems with absolutely rigid couplings. One of the key advantages of the proposed controller is that it eliminates the need to measure hard-to-obtain system coordinates, such as elastic torque and the need of state observers. Instead, it operates using only a single output variable. The essence of quasi-neurocontrol consists in the construction of the feedback transfer function in the form of a polynomial complement, which ensures that the characteristic polynomial of the closed-loop system matches a polynomial with the desired root locations. To compute the required derivatives, the finite difference method is proposed for use within the quasi-neurocontroller. The methodology of quasi-neurocontrol is illustrated by the example of eliminating friction-induced self-oscillations in a two-mass electromechanical system with a quasi-neurocontroller and a nonlinear frictional load. References 23, figures 11.
publisher	Інститут електродинаміки НАН України, Київ
publishDate	2025
url	https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1735
work_keys_str_mv	AT klepíkovvb synthesisofatwomasselectromechanicalsystemwithsimplifiedstructureneuroregulatorandnonlinearfrictionload AT bêlâêvos synthesisofatwomasselectromechanicalsystemwithsimplifiedstructureneuroregulatorandnonlinearfrictionload AT obručív synthesisofatwomasselectromechanicalsystemwithsimplifiedstructureneuroregulatorandnonlinearfrictionload AT klepíkovvb sintezdvomasovoíelektromehaníčnoísistemiznejroregulâtoromsproŝenoístrukturitanelíníjnimfrikcíjnimnavantažennâm AT bêlâêvos sintezdvomasovoíelektromehaníčnoísistemiznejroregulâtoromsproŝenoístrukturitanelíníjnimfrikcíjnimnavantažennâm AT obručív sintezdvomasovoíelektromehaníčnoísistemiznejroregulâtoromsproŝenoístrukturitanelíníjnimfrikcíjnimnavantažennâm
first_indexed	2025-09-24T17:40:26Z
last_indexed	2025-09-24T17:40:26Z
_version_	1844167968444907520
spelling	oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-17352025-07-02T10:22:16Z SYNTHESIS OF A TWO-MASS ELECTROMECHANICAL SYSTEM WITH SIMPLIFIED-STRUCTURE NEUROREGULATOR AND NONLINEAR FRICTION LOAD СИНТЕЗ ДВОМАСОВОЇ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ З НЕЙРОРЕГУЛЯТОРОМ СПРОЩЕНОЇ СТРУКТУРИ ТА НЕЛІНІЙНИМ ФРИКЦІЙНИМ НАВАНТАЖЕННЯМ Клепіков, В.Б. Бєляєв, О.С. Обруч, І.В. two-mass electromechanical system electric drive control systems transfer function characteristic polynomial finite difference method friction characteristic friction-induced self-oscillations neural network quasi-neurocontroller двомасова електромеханічна система електропривод системи управління передатна функція характеристичний поліном метод кінцевих різниць характеристика тертя фрикційні автоколивання нейронна мережа квазінейрорегулятор This paper proposes a synthesis methodology for an electromechanical system controller that ensures the required control performance. When linearizing individual sections of a nonlinear load, the structure of the controller resembles a neural network, leading to its designation as a quasi-neurocontroller (QNC). Unlike a PERCEPTRON-type neural network, the proposed controller does not include hidden layers, and its weight coefficients, instead of being determined through multiple iterative calculations (105 – 106), are derived analytically. These relationships are universal and valid for any linearized section. The use of generalized dimensionless parameters makes these relationships applicable to a wide range of electric drives used in machines and mechanisms. A modified set of dimensionless generalized parameters has been introduced, allowing for a simple transition to expressions for systems with absolutely rigid couplings. One of the key advantages of the proposed controller is that it eliminates the need to measure hard-to-obtain system coordinates, such as elastic torque and the need of state observers. Instead, it operates using only a single output variable. The essence of quasi-neurocontrol consists in the construction of the feedback transfer function in the form of a polynomial complement, which ensures that the characteristic polynomial of the closed-loop system matches a polynomial with the desired root locations. To compute the required derivatives, the finite difference method is proposed for use within the quasi-neurocontroller. The methodology of quasi-neurocontrol is illustrated by the example of eliminating friction-induced self-oscillations in a two-mass electromechanical system with a quasi-neurocontroller and a nonlinear frictional load. References 23, figures 11. Запропоновано методику синтезу регулятора для електромеханічної системи, що забезпечує необхідні показники регулювання. У разі лінеаризації окремих ділянок нелінійного навантаження вид регулятора подібний до нейронної мережі, тому він був названий квазінейрорегулятором (НРК). Регулятор, на відміну від нейронної мережі типу PERCEPTRON, не містить середніх шарів, а вагові коефіцієнти від входів до вихідного нейрона визначаються не шляхом багаторазових (105 – 106) ітераційних розрахунків, а за виведеними аналітичними співвідношеннями. Ці співвідношення є універсальними та застосовними для будь-якої з лінеаризованих ділянок. Використання узагальнених безрозмірних параметрів робить їх справедливими для широкого класу електро-приводів машин та механізмів. Використано модифіковану сукупність узагальнених безрозмірних параметрів. Перевагою запропонованого регулятора є усунення потреби у вимірюванні координат, які важко визначити експериментально, наприклад, пружного моменту, а також побудови спостерігачів стану. Достатньо використання лише однієї вихідної величини. Сутність квазінейрорегулювання полягає у створенні передатної функції зворотного зв'язку у вигляді полінома-доповнення, який забезпечує характеристичний поліном замкненої системи з необхідними значеннями коренів. Задля розрахунку похідних квазінейрорегулятором запропоновано використання методу кінцевих різниць. Пояснення методу квазінейрорегулювання виконано на прикладі усунення квазінейрорегулятором фрикційних автоколивань у двомасовій електромеханічній системі з квазінейрорегулятором та нелінійним фрикційним навантаженням. Бібл. 23, рис. 11. Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2025-06-30 Article Article application/pdf https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1735 10.15407/techned2025.04.051 Tekhnichna Elektrodynamika; No. 4 (2025): TEKHNICHNA ELEKTRODYNAMIKA; 051 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; № 4 (2025): ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; 051 2218-1903 1607-7970 10.15407/techned2025.04 uk https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1735/1537 Авторське право (c) 2025 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0

СИНТЕЗ ДВОМАСОВОЇ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНОЇ СИСТЕМИ З НЕЙРОРЕГУЛЯТОРОМ СПРОЩЕНОЇ СТРУКТУРИ ТА НЕЛІНІЙНИМ ФРИКЦІЙНИМ НАВАНТАЖЕННЯМ

Institution

Similar Items