СИНТЕЗ ЗАКОНУ ЧАСТОТНОГО КЕРУВАННЯ ЗА МІНІМУМОМ СТРУМУ СТАТОРА НА ОСНОВІ РІВНЯНЬ ПОЛЕОРІЄНТОВАНОЇ МОДЕЛІ АСИНХРОННОЇ МАШИНИ

In most literary sources, the laws of frequency control are obtained on the basis of models presented in the form of equivalent circuits of an asynchronous machine (AM) and equations corresponding to these schemes. Thus, a certain methodology has been developed for determining the magnitude of the supply voltage depending on its frequency, based on any given quality criterion for the steady-state AM operation mode. The main advantage of the stator current minimum mode is the ability to obtain moments that significantly exceed the rated value of the critical moment, which ensures the maximum overload capacity of the electric drive with the best ratio of electromagnetic moment to current.Vector models AM are also well known that form the basis of synthesis techniques for closed multichannel control systems and do not address synthesis issues based on these models of frequency control laws. In this work, we obtained the law of frequency control on the minimum stator current based on AM equations compiled in the coordinate axes oriented along the rotor flux linkage vector, followed by verification of the calculations made using the equations of static, by transition processes in the dynamic model AM. In the general case, in the control law, the module of the supply voltage vector depends not only on the frequency, but also on the load moment and magnetic flux, which is reflected in the paper by the obtained laws of frequency control. The analysis of the dynamic model confirmed the practical constancy of absolute slip and the adequacy of the static model. With constant load moment and absolute slip, the frequency control law becomes linear and is a good approximation of the exact control law obtained from the basic system of AM equations in orthogonal axes.В большинстве литературных источников законы частотного управления получаются на основе моделей, представленных в виде схем замещения асинхронной машины (АМ) и уравнений, соответствующих этим схемам. Таким образом, сложилась определенная методика определения величины напряжения питания в зависимости от ее частоты, исходя из какого-либо заданного критерия качества установившегося режима работы АМ. Главным преимуществом режима минимума тока статора является возможность получения моментов, которые значительно превышают паспортную величину критического момента, чем обеспечивается максимальная перегрузочная способность электропривода при наилучшем отношении электромагнитного момента к току.Также хорошо известны векторные модели АМ, которые кладутся в основу методик синтеза замкнутых многоканальных систем управления и не рассматриваются вопросы синтеза на основе этих моделей законов частотного управления. В данной работе получен закон частотного управления по минимуму тока статора на основе уравнений АМ, составленных в осях координат, ориентированных по вектору потокосцепления ротора, с последующей проверкой расчётов, проведенных с использованием уравнений статики, переходными процессами в динамической модели АМ. В общем случае в законе управления модуль вектора напряжения питания зависит не только от частоты, но и от момента нагрузки и магнитного потока, что отражено в статье полученными законами частотного управления. Анализ динамической модели подтвердил практическое постоянство абсолютного скольжения и адекватность модели статики. При неизменных моменте нагрузки и абсолютном скольжении закон частотного управления становится линейным и является хорошей аппроксимацией точного закона управления, полученного из базовой системы уравнений АМ в ортогональных осях.В переважній більшості літературних джерел закони частотного керування одержуються на основі моделей, представлених у вигляді схем заміщення асинхронної машини (АМ) і рівнянь, які відповідають цим схемам. Таким чином, склалася певна методика визначення величини напруги живлення в залежності від її частоти, виходячи з якого-небудь заданого критерію якості сталого режиму роботи АМ. Головною перевагою режиму мінімуму струму статора є можливість одержання моментів, які значно перевищують паспортну величину критичного моменту, чим забезпечується максимальна перевантажувальна здатність електропривода при найкращому відношенні електромагнітного моменту до струму.Також добре відомі векторні моделі АМ, які кладуться в основу методик синтезу замкнутих багатоканальних систем керування і не розглядаються питання синтезу на основі цих моделей законів частотного керування. В даній роботі одержаний закон частотного керування за мінімумом струму статора на основі рівнянь АМ, складених в осях координат, орієнтованих за вектором потокозчеплення ротора, з наступною перевіркою розрахунків, проведених з використанням рівнянь статики, перехідними процесами у динамічній моделі АМ. У загальному випадку в законі керування модуль вектора напруги живлення залежить не тільки від частоти, але і від моменту навантаження і магнітного потоку, що відображено в статті отриманими законами частотного керування. Аналіз динамічної моделі підтвердив практичну сталість абсолютного ковзання і адекватність моделі статики. При незмінних моменті навантаження і абсолютному ковзанні закон частотного керування стає лінійним і є доброю апроксимацією точного закону керування, отриманого з базової системи рівнянь АМ в ортогональних осях

МОДЕЛЮВАННЯ РЕЖИМІВ ПОЗИЦІОНУВАННЯ ОПТИМІЗОВАНОЇ ЗА ШВИДКОДІЄЮ РЕЛЕЙНОЇ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ ПРИ ЗМІНІ РОЗРАХУНКОВОЇ АМПЛІТУДИ НАПРУГИ

Electric drives are characterized by the restriction of intermediate coordinates in transient modes. Such restrictions are implemented by a system with cascade controllers. The N-i switching method, which has a relatively simple mathematical apparatus, provides optimization for the speed of cascade sliding mode control systems. In this work, a comparative study of the typical operating modes of the control system for the position of the output shaft of the electric drive is carried out. At the same time, the parameters of the optimal regulators were varied based on a change in the calculated voltage value of the power converter. Performance optimization is based on the calculated trajectories of the idealized control object. The study of the positional electric drive control system revealed deviations of the transition trajectory from the calculated one. The reason for this effect is the influence of the internal feedback of the electromechanical system, leading to the early entry of the regulators into the sliding mode. The obtained families of transient characteristics make it possible to construct empirical dependences of the duration of regulation on the relative value of the calculated jerk of the output shaft for all typical positioning modes. Such dependencies have pronounced extremes, which makes it possible to tune the drive to near optimal speed by preventing premature entry of the regulators into the sliding mode. The results of the research open the prospect on practical realization of adaptive algorithms for the synthesis of cascade sliding mode control systems based on the N-i switching method.Электроприводам характерно ограничение промежуточных координат в переходных режимах. Такие ограничения реализуются системой с каскадным включением регуляторов. Метод N-i переключений, имеющий сравнительно простой математический аппарат, обеспечивает оптимизацию по быстродействию релейных систем подчинённого регулирования. В данной работе выполнено сравнительное исследование типовых режимов работы системы управления положением выходного вала электропривода. При этом осуществлено варьирование параметров оптимальных регуляторов на основе изменения расчётного значения напряжения силового преобразователя. Оптимизация по быстродействию выполнена на основе расчётных траекторий идеализированного объекта управления. Исследование системы управления позиционным электроприводом выявило отклонения переходной траектории от расчётной. Причиной данного эффекта является влияние внутренних обратных связей электромеханической системы, приводящее к раннему вхождению регуляторов в скользящий режим. Полученные семейства переходных характеристик позволяют построить эмпирические зависимости длительности регулирования от относительного значения расчётного рывка выходного вала для всех типовых режимов позиционирования. Такие зависимости имеют выраженные экстремумы, что обеспечивает возможность настройки электропривода на близкое к оптимальному быстродействие путём предотвращения преждевременного вхождения регуляторов в скользящий режим.  Результаты исследования открывают перспективу практической реализации адаптивных алгоритмов синтеза каскадно-подчинённых релейных систем, основанных на методе N-i переключений.Електроприводам притаманне обмеження проміжних координат у перехідних режимах. Такі обмеження реалізуються системою з каскадним увімкненням регуляторів. Метод N-i перемикань, що має порівняно простий математичний апарат, забезпечує оптимізацію за швидкодією релейних систем підпорядкованого регулювання. У даній роботі виконане порівняльне дослідження типових режимів роботи системи керування положенням вихідного вала електропривода. При цьому здійснене варіювання параметрів оптимальних регуляторів на основі зміни розрахункового значення напруги силового перетворювача. Оптимізація за швидкодією виконана на основі розрахункових траєкторій ідеалізованого об'єкта керування. Дослідження системи керування позиційним електроприводом виявило відхилення перехідної траєкторії від розрахункової оптимальної за швидкодією траєкторії. Причиною даного ефекту є вплив внутрішніх зворотних зв'язків електромеханічної системи, що призводить до раннього входження релейних регуляторів у ковзний режим. Отримані сімейства перехідних характеристик дозволяють побудувати емпіричні залежності тривалості регулювання від відносного значення розрахункового ривка вихідного вала для типових режимів позиціонування: великих, середніх та малих переміщень. Такі залежності мають виражені екстремуми, що забезпечує можливість налаштування електропривода на близьку до оптимальної швидкодію шляхом запобігання передчасного входження регуляторів у ковзний режим. Результати дослідження відкривають перспективу практичної реалізації адаптивних алгоритмів синтезу каскадно-підпорядкованих релейних систем, основаних на методі N-i перемикань

Critical behavior of phase interfaces in porous media: Analysis of scaling properties with the use of noncoherent and coherent light

Original Russian Text © D.A. Zimnyakov, A.V. Sadovoi, M.A. Vilenskii, P.V. Zakharov, R. Myllylä, 2009, published in Zhurnal Éksperimental’noĭ i Teoreticheskoĭ Fiziki, 2009, Vol. 135, No. 2, pp. 351–368. Image sequences of the surface of disordered layers of porous medium (paper) obtained under noncoherent and coherent illumination during capillary rise of a liquid are analyzed. As a result, principles that govern the critical behavior of the interface between liquid and gaseous phases during its pinning are established. By a cumulant analysis of speckle-modulated images of the surface and by the statistical analysis of binarized difference images of the surface under noncoherent illumination, it is shown that the macroscopic dynamics of the interface at the stage of pinning is mainly controlled by the power law dependence of the appearance rate of local instabilities (avalanches) of the interface on the critical parameter, whereas the growth dynamics of the local instabilities is controlled by the diffusion of a liquid in a layer and weakly depends on the critical parameter. A phenomenological model is proposed for the macroscopic dynamics of the phase interface for interpreting experimental data. The values of critical indices are determined that characterize the samples under test within this model. These values are compared with the results of numerical simulation for discrete models of directed percolation corresponding to the Kardar-Parisi-Zhang equation

Pulmonary embolism by a foreign body (polymethyl methacrylate)

A rare clinical case of material pulmonary embolism is described. After 2 month of reconstructive surgery on the spine, on the chest cavity organs X-ray picture spiral solid was revealed. Surgical intervention - removal of a foreign body of the pulmonary artery with a good result