Дисертація доктора філософії. Вакарчук Анастасія Борисівна. Аналіз впливу динаміки числових методів на характеристики електромеханічних систем з цифровим керуванням

Реєстраційний номер

0823U101703, Дисертація доктора філософії

На здобуття

Доктор філософії

Дата захисту

Статус

Запланована   Чому дисертація має статус "Запланована"?

Назва роботи

Аналіз впливу динаміки числових методів на характеристики електромеханічних систем з цифровим керуванням

Здобувач

Вакарчук Анастасія Борисівна,

Керівник Гоголюк Оксана Петрівна
Опонент Садовой Олександр Валентинович
Опонент Шабатура Юрій Васильович
Рецензент Куцик Андрій Степанович
Рецензент Гамола Орест Євгенович

Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист

Національний університет "Львівська політехніка"

Опис

Дисертація присвячена вирішенню науково-технічної проблеми розвитку теорії та методів аналізу динамічних режимів електромеханічних систем на основі застосування числових методів та аналізу їх впливу на характеристики електромеханічних систем. У роботі досліджено вплив числових методів розв’язування звичайних диференціальних рівнянь на поведінку цифрової моделі з коригуванням методів шляхом вибору відповідного кроку інтегрування. У цифрових системах реального часу, якими є електромеханічні системи, крок інтегрування є фіксованим і наперед заданим, що також має певний вплив на поведінку системи. Тому, з погляду задач електроенергетики та електромеханіки, актуальним залишається вивчення впливу різних підходів та методів на систему, яка моделюється та досліджується, як прототип реальних систем для побутового чи промислового застосування. У розділі 1 «Аналіз стану проблеми, постановка задачі досліджень» виконано аналіз літературних джерел за тематикою роботи. Розглянуто теоретичні засади числових методів, їх застосування та реалізація. Наведено основні відомості про використання числових методів на основі існуючих досліджень та публікацій. У розділі 2 «Аналіз числових методів інтегрування як елементів цифрових систем» наведено методи аналізу поведінки числових методів, підходи до їх вивчення та реалізації. Під час аналізу числових методів, які базуються на принципі інтегрування проаналізовано їхні переваги, недоліки та підходи до виключення, або навпаки подальшого використання для досліджень. Проведені дослідження їх ефективності, стійкості та відповідності задачам електромеханіки. виконано дослідження для дискретизації цифрових систем керування за допомогою числових методів. Для цього, їх розглянуто як цифрові фільтри, які є складовою частиною цифрової системи. Аналіз таких цифрових фільтрів реалізовано за допомогою z-перетворень. У процесі досліджень було з’ясовано, що кожен числовий метод (як цифровий фільтр) починає від себе додавати вплив на результуючу цифрової моделі, тобто, на поведінку моделі накладається поведінка числового методу. В якості одного способу виявлення цього явища обрано класичний метод частотних характеристик, а також запропоновано для аналізу використати розподіл нулів/полюсів дискретної системи на комплексній площині. За допомогою останнього методу було отримано наочний результат накладання поведінки числових методів на поведінку моделі. Поява нових додаткових нулів та полюсів дискретної системи порівняно з неперервним прототипом відчутно ускладнює результуючу цифрову модель системи. Таким чином, проведені дослідження показали доцільність використання числових методів низьких порядків з метою збереження кількості нулів/полюсів. У розділі 3 «Метод відповідності нулів і полюсів як раціональний метод синтезу цифрових систем» досліджено ефективність застосування z-перетворення, а саме – методу відображення нулів/полюсів, для створення моделей реального часу. Здійснено ретроспективний аналіз засад виникнення методу та описано основні принципи його реалізації і застосування. Вивчено ефективність реалізації методу відображення нулів і полюсів для аналізу електромеханічних систем. На прикладі моделювання динамічних ланок першого та другого порядків наведено спосіб застосування методів, переваги та нюанси такого застосування. Зроблено узагальнюючий висновок про те, що Z-перетворення дає змогу отримати прості та ефективні рекурентні формули моделювання на основі методу відображення полюс/нуль. У розділі 4 «Експериментальні дослідження. Верифікація результатів» описано розроблені здобувачкою комп’ютерні моделі електротехнічних систем. На їх основі було проведено експериментальні дослідження та наведено результати експерименту з мікроконтролером. У процесі виконання досліджень за темою дисертації було з’ясовано, що кожен числовий метод (як цифровий фільтр) починає вносити вплив на результуючу цифрову модель. Таким чином, зроблено висновок, що на поведінку моделі накладається поведінка числового методу. В якості одного зі способів виявлення цього явища обрано класичний метод частотних характеристик, а також запропоновано використати розподіл нулів/полюсів дискретної системи на комплексній площині для проведення аналізу. На останньому і було отримано наочний результат накладання поведінки числових методів на поведінку моделі. Поява нових додаткових нулів та полюсів дискретної системи порівняно з неперервним прототипом відчутно ускладнює результуючу цифрову модель системи. Отримані в процесі виконання досліджень результати дозволять здійснювати моделювання досліджуваних електромеханічних систем із вищою точністю.

Дата реєстрації

2023-12-08

Додано/оновлено в НРАТ

2026-06-23 / 2026-07-01