Оптимизация регулятора напряжения в системе электропитания глубоководных аппаратов

Рулевский Виктор Михайлович
к.т.н., Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (НИИ АЭМ ТУСУР), директор, 634034, г. Томск, ул. Белинского, д. 53, тел.: +7(906)950-04-01, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Букреев Виктор Григорьевич
д.т.н., Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» (ТПУ), профессор, профессор, 634050, г. Томск, пр. Ленина, д. 30, тел.: +7(913)854-21-96, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Шандарова Елена Борисовна
к.т.н., ТПУ, доцент, доцент, 634050, г. Томск, пр. Ленина, д. 30, тел.: +7(913)811-98-26, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Чех Вадим Андреевич ^*
НИИ АЭМ ТУСУР, м.н.с., 634034, г. Томск, ул. Белинского, д. 53, тел.: +7(962)788-38-81, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Материал поступил в редакцию 13 августа 2018 года.

Аннотация
Рассматривается задача построения оптимального регулятора напряжения системы электропитания (СЭП) телеуправляемого необитаемого подводного аппарата, обеспечивающего заданные показатели качества при изменении режимов работы полезной нагрузки погружной части. Предлагается методика аппроксимации нелинейной многомер-ной модели СЭП с передачей энергии переменного тока по кабель-тросу линеаризованной математической моделью меньшего порядка в пространстве переменных состояния. На основе редуцированной модели методами линейной теории управления организуется регулятор напряжения с переменной структурой, компенсирующий влияние параметрических изменений нагрузки на показатели качества замкнутой системы.

Ключевые слова
Система электропитания погружного оборудования, передаточная функция, метод переменных состояния, оптимальный регулятор с переменной структурой.

DOI

https://doi.org/10.31776/RTCJ.7110

Индекс УДК 

621.314.58:681.5.015

Библиографическое описание 
Рулевский В.М. Оптимизация регулятора напряжения в системе электропитания глубоководных аппаратов / В.М. Рулевский, В.Г. Букреев, Е.Б. Шандарова, В.А. Чех // Робототехника и техническая кибернетика. – Т. 7. - №1. – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2019. – С. 71-79.

Литература

1. Kömürcügil, H. Optimal control for single-phase UPS inverters based on linear quadratic regulator approach / H. Kömürcügil, O. Kükrer, A. Doǧanalp // International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion, SPEEDAM 2006, 2006, Confer-ence Paper № 1649939, pp. 1137-1142.
2. Liu, H. Mathematical Modeling and Control of a Cost Effective AC Voltage Stabilizer / H. Liu, J. Wang, O. Kiselychnyk // IEEE Transactions on Power Electronics, 31 (11), 2016, Confer-ence Paper № 7370804, pp. 8007-8016.
3. Hajimoradi, M.R. Double stage switch mode AC voltage regulator / M.R. Hajimoradi, A. Yazdian, H. Mokhtari // 2nd Power Electronics, Drive Systems and Technologies Conference, PEDSTC 2011, 2011, Conference Paper № 5742414, pp. 187-192.
4. Nan, J. Adaptive neuron PID control of buck type AC chopper voltage regulator / J. Nan, T. Hou-jun, C. Guang-zhao // 4th International Conference on Bio-Inspired Computing: Theories and Applications, 2009, Conference Paper № 5338095, pp. 307-310.
5. Adaptive control of uninterruptible power supply based on AC/AC Power Converter / M. Kissaoui [et al] // In-ternational Conference on Multimedia Computing and Systems -Proceedings, 2014, Conference Paper № 6911208, pp. 1557-1562.
6. Salimi, M. Passivity-based control of the DC-DC buck converters in high-power applica-tions / M. Salimi, A.L. Eghlim // IEEE Region 10 Annual International Conference, Proceed-ings/TENCON, 2015, Conference Paper № 7022387.
7. Shuai, D. Optimal control of Buck converter by state feedback linearization / D. Shuai, Y. Xie, X. Wang // Pro-ceedings of the World Congress on Intelligent Control and Automation (WCICA), 2008, Conference Paper № 4593275, pp. 2265-2270.
8. Salimi, M. Closed-Loop control of DC-DC buck converters based on exact feedback line-arization / M. Salimi, S. Siami // 2015 4th International Conference on Electric Power and Energy Conversion Systems, EPECS 2015, 2015, Conference Paper № 7368537.
9. Mathematical model for the power supply system of an autonomous object with an AC power transmission over a cable rope / V.M. Rulevskiy [et al] // IOP Conference Series: Materi-als Science and Engineering. – 2017. – V. 177(1), Conference Paper №. 012073.
10. Математическая модель системы электропитания телеуправляемого подводного аппарата с передачей энергии на переменном токе / А.А. Правикова [и др.] // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2007. – Т.20. – №1. – С. 133-135.
11. Зиновьев, Г.С. Силовая электроника. – Москва: Изд-во Юрайт. – 2015. – 667 с.
12. Обухов, С.Г. Широтно-импульсная модуляция в трехфазных инверторах напряже-ния / С.Г. Обухов, Е.Е. Чаплыгин, Д.Е. Кондратьев // Электричество. – 2008. – № 8. – С. 23-31.
13. Чаплыгин Е.Е. Двухфазная широтно-импульсная модуляция в трехфазных инвер-торах напряжения // Электричество. – 2011. – № 5. – С. 53-61.

Полный текст статьи (pdf)