Разработка поможет лифтам и электромобилям более плавно и точно двигаться
Учёные Пермского национального исследовательского политехнического университета создали самонастраивающийся алгоритм, который позволит лифтам и электромобилям двигаться без рывков, сообщили в пресс-службе Минобрнауки РФ.
«Рывки лифта и задержки при разгоне электромобиля возникают не из-за двигателя, а из-за его системы управления. В основе такой техники – синхронный мотор с контроллером, который обеспечивает точность вращения. Стандартные алгоритмы рассчитаны на усреднённые параметры, но в реальности вес или сопротивление меняются резко, и регулятор не успевает скорректировать ток. Именно эта задержка вызывает толчки и провалы скорости. Такие перепады не только создают дискомфорт, но и разрушают механику: изнашиваются подшипники, случаются поломки и увеличивается потребление энергии», – рассказали в министерстве.
Разработка пермских учёных как раз адаптирует регулятор к реальной нагрузке на двигатель. Контроллер обучили «чувствовать» изменения условий, чтобы алгоритм моментально корректировал подачу тока, а мотор работал плавно и без рывков.
Так система управления успевает подстроиться даже под самые резкие перепады нагрузки.
«Цифровой наблюдатель» в действии
Доцент кафедры «Автоматика и телемеханика» ПНИПУ, кандидат технических наук Сергей Сторожев добавил, что регулятор дополнили специальным алгоритмом, который работает как «цифровой наблюдатель».
«Он постоянно следит за разницей между тем, с какой скоростью должен крутиться мотор, и как быстро он крутится на самом деле. Если эта разница появляется, программа сразу добавляет корректирующий сигнал к командам обычного регулятора – так система подстраивается быстрее и точнее», – пояснил исследователь.
Эффективность разработки проверили с помощью компьютерного моделирования, сравнив поведение обычного мотора и мотора с новым алгоритмом при резком увеличении нагрузки.
Если при обычной нагрузке оба контроллера с базовыми настройками показывали одинаковые результаты, то при изменении условий классический регулятор начинал работать нестабильно, а адаптивный – продолжал точно управлять двигателем, быстро и плавно возвращая его к заданным оборотам, добавил заведующий кафедрой «Автоматика и телемеханика» ПНИПУ, профессор, доктор технических наук Александр Южаков.
Новый алгоритм улучшил качество управления почти на 15%. Разработка в перспективе позволит сделать лифты и электромобили более плавными, а стиральные машины – более тихими и стабильными. Для этого достаточно лишь обновить программу в уже существующем микроконтроллере.