Динамічна достатність магнітолевітуючого поїзда

Purpose. The basic criterion of the magnetically suspended train's consumer estimation is a quality of its mechanical motion. This motion is realized in unpredictable conditions and, for purposefulness preservation, should adapt to them. Such adaptation is possible only within the limits of system’s dynamic sufficiency. Sufficiency is understood as presence at system of resources, which allow one to realize its demanded motions without violating actual restrictions. Therefore presence of such resources is a necessary condition of preservation of required purposefulness of train's dynamics, and verification of the mentioned sufficiency is the major component of this dynamic research. Methodology. Methods of the set theory are used in work. Desirable and actual approachability spaces of the train are found. The train is considered dynamically sufficient in zones of the specified spaces overlapping. Findings. Within the limits of the accepted treatment of train's dynamic sufficiency, verification of its presence, as well as a stock (or deficiency) of preservations can be executed by the search and the subsequent estimation of such overlapping zones. Operatively (directly during motion) it can be realized on the train's ODC with use, for example, of computer mathematics system Mathematica. It possesses extensive opportunities of highly efficient and, at the same time, demanding an expense concerning small resources information manipulation. The efficiency of using of created technique is illustrated on an example of vehicle's acceleration research. Calculation is executed with use of the constructed computer model of interaction of an independent traction electromagnetic subsystem of an artifact with its mechanical subsystem. Originality. The technique of verification of the high-speed magnetically suspended train's dynamic sufficiency is developed. The technique is highly efficient, it provides sufficient presentation and demands an expense of the moderate resources at use (especially in cases of not too high dimensions of spaces of conditions and decision-making of system). Practical value. The technique can be used with success during dynamic research, including the magnetically suspended trains.Цель. Основным критерием потребительской оценки магнитолевитирующего поезда является качество его механического движения. Это движение реализуется в непредсказуемой обстановке и для сохранения целенаправленности должно приспосабливаться к ней. Такая адаптация возможна лишь в пределах динамической достаточности системы. Под достаточностью понимается наличие у системы ресурсов, которые позволяют реализовывать её требуемые движения без несоблюдения актуальных ограничений. Поэтому наличие таких ресурсов является необходимым условием сохранения искомой целенаправленности динамики поезда, а верификация упомянутой достаточности — важнейшим компонентом исследования этой динамики. Методика. В работе использованы методы теории множеств. Найдены пространства желаемой, а также фактической достижимости поезда. Они считаются динамически достаточными в зонах перекрытия указанных пространств. Результаты. В рамках принятой трактовки динамической достаточности поезда, верификация её наличия, а также запаса (или дефицита) сохранения выполнима путём нахождения и апостериорной оценки таких зон перекрытия. Оперативно — непосредственно в процессе движения — это реализуемо на БЦВМ поезда с использованием, например, системы компьютерной математики Mathematica. Она обладает обширными возможностями высокоэффективного и в то же время - относительно низкоресурсного информационного манипулирования. Эффективность использования созданной методики проиллюстрирована на примере исследования режима разгона экипажа. Расчёт выполнен с использованием построенной компьютерной модели взаимодействия автономной тяговой электромагнитной подсистемы артефакта с его механической подсистемой. Научная новизна. Разработана методика верификации динамической достаточности высокоскоростного магнитолевитирующего поезда. Методика является высокоэффективной, обеспечивает достаточную визуальность и обладает умеренной ресурсоёмкостью использования (особенно в случаях не слишком высоких размерностей пространств состояний и принятия решений системы). Практическая значимость. Методика с успехом может использоваться в процессе динамических исследований, в том числе магнитолевитирующих поездов.Мета. Основним критерієм споживчої оцінки магнітолевітуючого поїзда є якість його механічного руху. Цей рух реалізується в непередбачуваній обстановці й для збереження цілеспрямованості повинен пристосовуватися до неї. Така адаптація можлива лише в межах динамічної достатності системи. Під достатністю розуміється наявність у системи ресурсів, які дозволяють реалізовувати її необхідні рухи без незбереження актуальних обмежень. Тому наявність таких ресурсів є необхідною умовою збереження шуканої цілеспрямованості динаміки поїзда, а верифікація згаданої достатності - найважливішим компонентом дослідження цієї динаміки. Методика. У роботі використані методи теорії множин. Знайдено простори бажаної, а також фактичної досяжності поїзда. Вони вважаються динамічно достатніми в зонах перекриття зазначених просторів. Результати. У рамках прийнятого трактування динамічної достатності поїзда, верифікація її наявності, а також запасу (або дефіциту) збереження здійснена шляхом знаходження й апостеріорної оцінки таких зон перекриття. Оперативно – безпосередньо в процесі руху - це можна реалізувати на БЦОМ поїзда з використанням, наприклад, системи комп'ютерної математики Mathematіca. Вона має великі можливості високоефективного й у той же час – відносно низькоресурсного інформаційного маніпулювання. Ефективність використання створеної методики проілюстрована на прикладі дослідження режиму розгону екіпажа. Розрахунок виконаний із використанням побудованої комп'ютерної моделі взаємодії автономної тягової електромагнітної підсистеми артефакту з його механічною підсистемою. Наукова новизна. Розроблена методика верифікації динамічної достатності високошвидкісного магнітолевітуючого поїзда. Методика є високоефективною, забезпечує достатню візуальність і має помірну ресурсоємність використання (особливо у випадках не занадто високих размірностей просторів станів і прийняття рішень системи). Практична значимість. Методика з успіхом може використовуватися в процесі динамічних досліджень, у тому числі магнітолевітуючих поїздів.

Ієрархічна побудова руху магнітолевітуючого потягу

The technique of hierarchic construction of magnetic levitated train motion is offered. Its advantages and expediency of three-leveled system regulator were grounded. The global algorithm of its work is constructed.Предложена методика иерархического построения движения магнитолевитирующего поезда. Обоснованы её преимущества и целесообразность трёхуровневого регулятора системы. Построен глобальный алгоритм его функционирования.Запропоновано методику ієрархічної побудови руху магнітолевітуючого поїзда. Обґрунтовані її переваги й доцільність трирівневого регулятора системи. Побудовано глобальний алгоритм його функціонування.

РАЦІОНАЛЬНА РЕАЛІЗАЦІЯ МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ РУХУ МАГНІТОЛЕВІТУЮЧОГО ПОТЯГА

The expediency of dynamic systems motion models realization paradigm shift aside of their return problem decision is proved. The specified paradigm is developed for magnetic levitated train motion model.Обоснована целесообразность сдвига парадигмы реализации моделей движения динамических систем в сторону решения их обратной задачи. Указанная парадигма разработана для модели движения МЛП.Обґрунтована доцільність зсуву парадигми реалізації моделей руху динамічних систем у бік розв’язання їхньої зворотної задачі. Вказану парадигму розроблено для моделі руху магнітолевітуючого поїзда

МОДЕЛЬ ПІДВІШУВАННЯ МАГНІТОЛЕВІТУЮЧОГО ПОЇЗДА

Purpose. The implementation of the magnetically levitated train’s (MLT) levitation force (LF) occurs during the interaction between fields of superconducting train’s (STC) and short-circuited track’s contours (STC), which are included in to levitation module (LU). Based on this, the purpose of this study is to obtain a correct description of such interaction. Methodology. At the present stage, the main and most universal tool for the analysis and synthesis of processes and systems is their mathematical and, in particular, computer modeling. At the same time, the radical advantages of this tool make even more important the precision of choosing a specific methodology for research conducting. This is particularly relevant in relation to such large and complex systems as MLT. For this reason, the work pays special attention to the reasoned choice of the selective features of the research paradigm. Findings. The analysis results of existing versions of LF implementation’s models show that each of them, along with the advantages, also has significant drawbacks. In this regard, one of the main results of the study should be the construction of this force implementation’s mathematical model, which preserves the advantages of the mentioned versions, but free from their shortcomings. The rationality of application, for the train’s LF researching, of an integrative holistic paradigm, which assimilates the advantages of the electric circuit's and magnetic field's theory’s, is reasonably justified in work. Originality. The scientific novelty of the research – in priority of such a paradigm’s and the corresponding version’s of the LF’s implementation’s model’s creating. Practical value. The main manifestation of the practical significance of the work is the possibility, in the case of using its results, to significantly increase the effectiveness of dynamic MLT research while reducing their resource costing.Цель. Реализация левитационной силы (ЛС) магнитолевитирующего поезда (МЛП) происходит в процессе взаимодействия магнитных полей сверхпроводящих поездных (СПК) и короткозамкнутых путевых контуров (КПК) левитационного узла (ЛУ). Исходя из этого, целью настоящего исследования является получение корректного описания такого взаимодействия. Методика. На современном этапе основным и наиболее универсальным инструментом анализа и синтеза процессов и систем является их математическое и, в частности, компьютерное моделирование. В то же время радикальные преимущества этого инструмента делают ещё более важной прецизионность выбора конкретной методики проведения исследования. Особую актуальность это имеет по отношению к столь большим и сложным системам, какими являются МЛП. По этой причине в работе особое внимание уделено аргументированному обоснованию выбора селективных особенностей исследовательской парадигмы. Результаты. Результаты анализа существующих версий модели реализации ЛС свидетельствуют о том, что каждая из них, наряду с преимуществами, обладает и существенными недостатками. В связи с этим, одним из основных результатов исследования должно явиться построение математической модели реализации указанной силы, сохраняющей преимущества упомянутых версий, но свободной от их недостатков. В работе аргументированно обоснована рациональность применения, для целей исследования ЛС поезда, интегративной холистической парадигмы, ассимилирующей преимущества теорий электрических цепей и магнитного поля. Научная новизна. Приоритетность создания такой парадигмы, а также соответствующей версии модели реализации ЛС составляют научную новизну исследования. Практическая значимость. Основным проявлением практической значимости работы является возможность, в случае использования её результатов, существенного повышения эффективности динамических исследований МЛП при одновременном снижении их ресурсоёмкости.Мета. Реалізація левітаційної сили (ЛС) магнітолевітуючого поїзда (МЛП) відбувається у процесі взаємодії магнітних полів надпровідних поїзних (НПК) і короткозамкнених шляхових контурів (КШК) левітаційного вузла (ЛВ). Виходячи із цього, метою цього дослідження є одержання коректного опису такої взаємодії. На сучасному етапі основним і найбільш універсальним інструментом аналізу й синтезу процесів і систем є їх математичне та, зокрема, комп'ютерне моделювання. Методика. У той же час радикальні переваги цього інструмента роблять ще більш важливою прецизійність вибору конкретної методики проведення дослідження. Особливу актуальність це має стосовно таких великих і складних систем, якими є МЛП. Із цієї причини у роботі особлива увага приділена аргументованому обґрунтуванню вибору селективних особливостей дослідницької парадигми. Результати. Результати аналізу існуючих версій моделі реалізації ЛС свідчать про те, що кожна з них, поряд із перевагами, має й істотні недоліки. У зв'язку з цим, одним із основних результатів дослідження повинна бути побудова математичної моделі реалізації зазначеної сили, що зберігає переваги згаданих версій, але вільної від їх недоліків. У роботі аргументовано обґрунтована раціональність застосування, для цілей дослідження ЛС поїзда, інтегративної холістичної парадигми, що асимілює переваги теорій електричних ланцюгів і магнітного поля. Наукова новизна. Пріоритетність створення такої парадигми, а також відповідної версії моделі реалізації ЛС становлять наукову новизну дослідження. Практична значимість. Основним проявом практичної значимості роботи є можливість, у випадку використання її результатів, істотного підвищення ефективності динамічних досліджень МЛП при одночасному зниженні їх ресурсоємності

ТЕРМІНАЛЬНЕ УПРАВЛІННЯ РУХОМ МАГНІТОЛЕВІТУЮЧОГО ПОТЯГУ З ВИКОРИСТАННЯМ ЛІНІЙНОГО СИНХРОННОГО ДВИГУНА

The article substantiates practicability and expediency of terminal operation of a magnetic-levitation train with the use of a linear synchronous motor, examines quality requirements to the movement of such train and the limits its controller and also develops an algorithm of positional terminal control of the system.Обоснована возможность и целесообразность терминального управления движением магнитолевитирующего поезда с использованием линейного синхронного двигателя. Проанализированы требования к качеству такого движения, а также ограничения его регулятора. Разработан алгоритм формирования позиционного терминального управления системой.Обґрунтовано можливість і доцільність термінального керування рухом магнитолевитирующего поїзда з використанням лінійного синхронного двигуна. Проаналізовані вимоги до якості такого руху, а також обмеження його регулятора. Розроблений алгоритм формування позиційного термінального керування системою

MAGNETICALLY LEVITATED TRAIN'S SUSPENSION MODEL

Purpose. The implementation of the magnetically levitated train’s (MLT) levitation force (LF) occurs during the interaction between fields of superconducting train’s (STC) and short-circuited track’s contours (STC), which are included in to levitation module (LU). Based on this, the purpose of this study is to obtain a correct description of such interaction. Methodology. At the present stage, the main and most universal tool for the analysis and synthesis of processes and systems is their mathematical and, in particular, computer modeling. At the same time, the radical advantages of this tool make even more important the precision of choosing a specific methodology for research conducting. This is particularly relevant in relation to such large and complex systems as MLT. For this reason, the work pays special attention to the reasoned choice of the selective features of the research paradigm. Findings. The analysis results of existing versions of LF implementation’s models show that each of them, along with the advantages, also has significant drawbacks. In this regard, one of the main results of the study should be the construction of this force implementation’s mathematical model, which preserves the advantages of the mentioned versions, but free from their shortcomings. The rationality of application, for the train’s LF researching, of an integrative holistic paradigm, which assimilates the advantages of the electric circuit's and magnetic field's theory’s, is reasonably justified in work. Originality. The scientific novelty of the research – in priority of such a paradigm’s and the corresponding version’s of the LF’s implementation’s model’s creating. Practical value. The main manifestation of the practical significance of the work is the possibility, in the case of using its results, to significantly increase the effectiveness of dynamic MLT research while reducing their resource costing

Побудова руху магнітно-левітуючого потяга в непередбачуваній ситуації

The method of constructing the goal-directed dynamics of magnet-levitation train is offered. The components of its motion are divided on useful and parasitic. Their situation is expected unpredictable. Предложена методика конструирования целенаправленной динамики магнитолевитирующего поезда. Компоненты его движения разделяются на полезные и паразитные. Их обстановка предполагается непредсказуемой.Запропоновано методику конструювання цілеспрямованої динаміки магнітолевітуючого поїзда. Компоненти його руху поділяються на корисні й паразитні. Їхня обстановка передбачається непередбаченою. 

BUILDING A MOVEMENT OF MAGNETO AND LEVITATING TRAINS IN AN UNPREDICTABLE ENVIRONMENT

The method of constructing the goal-directed dynamics of magnet-levitation train is offered. The components of its motion are divided on useful and parasitic. Their situation is expected unpredictable

Нетрадиційні конструкції електродинамічних транспортних систем

The arrangements of electro-dynamic transport systems with the flat track structure are described and the fluctuations and stability of levitation motion of their vehicles are evaluated. It is shown that under rational choice of main parameters of the systems a stable levitation motion of the vehicles in straight-line and curvilinear sections of the track is provided.Описаны компоновки электродинамических транспортных систем с плоской путевой структурой и оценены колебания и устойчивость левитационного движения их экипажей. Показано, что при рациональном выборе основных параметров систем обеспечивается устойчивое левитационное движение экипажей в прямолинейных и криволинейных участках пути.Описано компонування електродинамічних транспортних систем із плоскою колійною структурою й оцінені коливання й стійкість левітаційного руху їхніх екіпажів. Показано, що при раціональному виборі основних параметрів систем забезпечується стійкий левітаційний рух екіпажів у прямолінійних і криволінійних ділянках колії