Россия
Цель: Выбор структуры системы автоматического управления скоростью электропоезда. Оценка влияния погрешности измерения скорости на динамику процессов в тяговом приводе. Обоснование применения и выбор структуры фильтра низких частот — фильтра Баттерворта. Определение совокупности критериев качества управления скоростью движения электропоезда. Решение задачи параметрического синтеза. Методы: Имитационного моделирования, теории автоматического управления, оптимизации. Результаты: Установлено отрицательное влияние наличия погрешности измерения скорости на формирование управляющего сигнала силы тяги и, как следствие, на протекание переходного процесса в тяговом приводе. В результате решения задачи параметрического синтеза системы найдены рациональные параметры пропорционально-интегрального с прогнозом рассогласования закона управления. Установлена зависимость изменения значений параметров закона управления от порядка фильтра Баттерворта. Выявлено, что с увеличением порядка фильтра требуется увеличивать его частоту среза. Установлено, что включение фильтра Баттерворта в структуру системы автоматического управления скоростью обеспечивает сглаживание высокочастотных составляющих в сигнале измеренной скорости. Практическая значимость: Разработана структура системы автоматического управления скоростью, учитывающая наличие методической погрешности измерительного устройства (импульсного датчика скорости). Полученные результаты моделирования показывают эффективность применения устройств фильтрации в структуре систем управления.
Система автоматического управления, фильтр Баттерворта, качество управления, имитационное моделирование, параметрический синтез
1. ГОСТ Р 70059—2022. Системы управления и контроля железнодорожного транспорта для перевозок пассажиров в пригородном сообщении: принципы построения и основные функциональные требования. — М.: Российский институт стандартизации, 2022.
2. Баранов Л. А. Принципы построения и модели системы автоматического управления вторым локомотивом при виртуальной сцепке / Л. А. Баранов, П. Ф. Бестемьянов, Е. П. Балакина и др. // Автоматика на транспорте. — 2022. — Т. 8 — № 4. — С. 377–388.
3. Баранов Л. А. Система автоматического управления скоростью пригородного электропоезда / Л. А. Баранов, В. И. Легкая, О. Е. Пудовиков // Электротехника. — 2024. — № 9. — С. 81–88.
4. Блохин Е. П. Расчеты и испытания тяжеловесных поездов / Е. П. Блохин, Л. А. Манашкин, Е. Л. Стамблер и др. — М.: Транспорт, 1986. — 263 с.
5. Баранов Л. А. Влияние прогноза рассогласования на качество управления в замкнутых автоматических системах / Л. А. Баранов, О. Е. Пудовиков, Е. П. Балакина // Электротехника. — 2022. — № 9. — С. 8–15.
6. Легкая В. И. Система автоматического управления скоростью с адаптацией к изменению режима движения электропоезда / В. И. Легкая, О. Е. Пудовиков // Исследование и развитие рельсового и автомобильного транспорта: сборник трудов международной научно-практической конференции. — Екатеринбург: УрГУПС, 2024. — С. 79–83.
7. Баранов Л. А. Модели и методы синтеза микропроцессорных систем управления скоростью электроподвижного состава с непрерывным управлением тягой / Л. А. Баранов // Вестник МИИТ. — 2004. — № 10.
8. Баранов Л. А. Микропроцессорные системы автоведения электроподвижного состава / Л. А. Баранов, Я. М. Головичер, Е. В. Ерофеев и др. — М.: Транспорт, 1990. — 272 с.
9. Kotz S. Beyond Beta: Other Continuous Families of Distributions With Bounded Support And Applications / S. Kotz, J. R. V. Dorp // World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. — 2004.
10. Вадутов О. С. Электроника. Математические основы обработки сигналов: учебник и практикум для вузов / О. С. Вадутов. — М.: Юрайт, 2022. — 307 с.
11. Лэм Г. Аналоговые и цифровые фильтры. Пер. с англ. / Г. Лэм. — М.: Мир, 1982. — 589 с.
12. Баранов Л. А. Автоматизированные системы управления электроподвижным составом: учебник: в 3 ч. Ч. 1: Теория автоматического управления / Л. А. Баранов, А. Н. Савоськин, О. Е. Пудовиков. — М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2013. — 400 с.
13. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. Пер. с англ. / Д. Химмельблау. — М.: Мир, 1975. — 534 с.
