Повышение энергетической эффективности работы электроприводов мехатронных карьерных машин с дистанционно-автоматическим управлением тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.05, кандидат технических наук Малафеев, Сергей Сергеевич

• Малафеев, Сергей Сергеевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Малафеев, Сергей Сергеевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И АКТУАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕХАТРОННЫХ КОМПЛЕКСОВ КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ

1.1. Задачи и особенности исследования и моделирования энергетических процессов в мехатронных системах карьерных экскаваторов

1.2. Современный инструментарий моделирования мехатронных систем

1.3. Выводы, постановка задачи и определение методов исследования

2. МОДЕЛИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМАХ КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ

2.1. Особенности преобразования энергии в мехатронных системах карьерных экскаваторов

2.2. Математические модели диссипативных процессов в компонентах мехатронных систем карьерных экскаваторов

2.3. Математическое описание мехатронного комплекса экскаватора

2.4. Модели, оценки и алгоритмы энергетической эффективности мехатронных систем

2.5. Разработка методики структурного моделирования для исследования энергетических процессов в мехатронных системах

2.6. Моделирование и анализ погрешностей измерения энергетических характеристик

Выводы

3. ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ В МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМАХ ЭКСКАВАТОРОВ

3.1. Методика моделирования энергетических процессов в мехатронных комплексах экскаваторов

3.2. Энергетические процессы в мехатронном комплексе экскаватора с электромашинными усилителями мощности

3.3. Исследование энергетических процессов в мехатронном комплексе экскаватора с транзисторными преобразователями

3.4. Исследование энергетических процессов в мехатронном комплексе экскаватора с емкостным накопителем энергии

3.5. Исследование энергетических процессов в мехатронном комплексе экскаватора с тиристорными преобразователями

3.6. Исследование энергетических процессов в мехатронном комплексе экскаватора с приводами переменного тока

3.7. Сравнительный анализ эффективности использования энергии в различных мехатронных комплексах экскаваторов

Выводы

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ

4.1. Экспериментальное исследование и проверка адекватности моделей энергетических процессов в мехатронных комплексах экскаваторов

4.2. Анализ направлений повышения эффективности использования электрической энергии в мехатронных системах

4.3. Разработка системы управления накопителем рекуперированной энергии в мехатронным комплексе экскаватора

4.4. Визуализация работы мехатронного комплекса экскаватора

4.5. Разработка алгоритма контроля сопротивления изоляции с использованием модели деградационного процесса

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Краткое описание мехатронных комплексов

экскаваторов ЭКГ-12К и ЭКГ-12А

Приложение 2. Листинги программ моделирования

Приложение 3. Акт об использовании результатов

диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение энергетической эффективности работы электроприводов мехатронных карьерных машин с дистанционно-автоматическим управлением»

ВВЕДЕНИЕ

Современное развитие мехатроники - приоритетного научного и прикладного направления, определяющего формирование технологического базиса XXI в., обусловлено, с одной стороны, практическими потребностями совершенствования систем управления движением в различных областях техники, а, с другой стороны, новыми возможностями реализации сложных алгоритмов на основе достижений современных средств микроконтроллерной и преобразовательной техники.

Мехатронные системы представляют собой типичный пример новых технических объектов, объединяющих различные компоненты и функционирующих только при высоком уровне организации процессов управления [1]. Исследование и проектирование таких объектов и комплексов предполагает использование системного подхода и не допускают декомпозиции. Методологическим следствием системного подхода к проектированию мехатронных систем является основной принцип их создания - примейение компьютерного моделирования [2].

Значение и роль математического и компьютерного моделирования при создании современных мехатронных систем убедительно демонстрируются многочисленными примерами в различных областях техники: станкостроении, робототехнике, микроэлектромеханике и др. Неоценимый вклад в теорию и практику моделирования мехатронных систем внесли выдающиеся российские и иностранные ученые: СЛ. Зенкевич, Ю.П. Коськин, A.C. Ющенко, Ю.В. Подураев, С.Г. Герман-Галкин, В.Е. Пряничников, Ю.В. Павловский, Охоцимский, C.B. Кулешов, Р.Т. Шрейнер, В.Я. Распопов, М. Вукобратович, Исии T., Bichop R.H., R.C. Dorf, Pelz G., F.С. Moon и многие другие.

В горной промышленности переход к технике управления нового поколения характеризуется функциональным и конструктивным объединением

электромеханических преобразователей с энергетическими и информационными компонентами с высоким уровнем организации процессов управления, т.е., созданием мехатронных комплексов. Для мехатронных комплексов горных машин особое значение имеет энергетическая эффективность их функционирования. При передаче электрической энергии от источника к двигателям экскаватора происходит преобразование ее параметров, сопровождающееся, во-первых, потерями во всех элементах, и, во-вторых, снижением ее качества, проявляющееся в колебаниях, отклонениях и искажениях формы напряжения. При торможении механических масс происходит рекуперация энергии, эффективность использования которой зависит от схемотехнического решения и алгоритмов управления мехатронной системой.

Технический уровень современных добывающих машин зависит от качества проектных решений, выполняемых на основе информационных технологий, качества изготовления, определяемого технологическим оборудованием, а также используемых электронных систем управления. Ускоренное развитие новых средств и систем управления позволяет осуществить технологический прорыв на наименее ресурсоемком направлении.

Современный экскаватор представляет собой совокупность взаимосвязанных электрических, механических, электромеханических и электронных систем высокой сложности [3]. Это позволяет рассматривать технологические агрегаты экскаватора как мехатронные модули,

объединенные в сложный мехатронный комплекс [4].

В связи с этим исследование и моделирование энергетических процессов имеет определяющее значение при конструировании мехатронных систем для горных машин. В настоящее время эта задача приобретает особую актуальность в связи с принципиальным обновлением технических средств управления. Это определяет необходимость модификации методов расчета и проектирования и сравнительного анализа вариантов. Возрастающие функциональные

возможности средств вычислительной техники, увеличение мощности компьютеров и совершенствование программных сред обеспечивают условия для развития новых концепций моделирования мехатронных и других систем междисциплинарного характера.

Моделированию мехатронных систем и их компонентов для горных машин посвящены работы В.Г. Ананина, Н.С. Галдина, А.Г. Григорьева, Ю.Я. Вуля, H.H. Живейнова, Л.Б. Зарецкого, Г.Н. Карасева, В.И. Ключева, В.Я. Крикуна, Е.Ю. Малиновского, В.В. Москвичева, B.C. Щербакова, А.Я. Микитченко, В.Ф. Козаченко, В.Н. Острирова, А.Е. Козярука и др.

Из современных результатов развития теории и практики моделирования мехатронных систем, в том числе для горных машин, необходимо отметить следующие.

1. Компьютерная технология проектирования и моделирования сложных технических систем, конструктивно и функционально объединяющих механические, электронные, электромеханические и управляющие компоненты, является технологическим базисом современной техники [5].

2. Междисциплинарный характер мехатроники и требование сокращения сроков создания новых образцов техники, с одной стороны, и возможности современных информационных технологий, с другой стороны, выдвигают на первый план математическое и компьютерное моделирование мехатронных систем и комплексов. Сравнение результатов тестирования физических образцов и компьютерных моделей позволяет достичь глубокого понимания характеристик изделий и условий, в которых они будут работать, что конечном итоге обеспечивает повышение качества продукции [5,6].

3. Основные достижения моделирования мехатронных систем в настоящее время относятся к исследованию их динамики. В большинстве приложений математическое описание основано на использовании классических уравнений Лагранжа-Максвелла, основных законов физики, электротехники, электромеханики и др. [5, 7]. Современные методы

позволяют всесторонне исследовать динамические свойства сложных мехатронных систем различного назначения, например, промышленных роботов, манипуляторов, экскаваторов, буровых станков и др.

4. Научную основу анализа и синтеза мехатронных систем составляют методики, использующие модели информационных процессов и теорию автоматического регулирования [8, 9]. С их помощью анализируются устойчивость, динамические процессы, определяются показатели качества регулирования.

5. Математическое описание мехатронных систем, как правило, представляется нелинейными дифференциальными уравнениями. Для исследования таких моделей преимущественное использование имеют два подхода. Первый основан на линеаризации (статической, гармонической или статистической) уравнений динамики и применении хорошо разработанных классических методов теории автоматического управления. Второй подход предполагает использование численных методов решения дифференциальных уравнений с помощью современных программных систем [10].

6. Компьютерное моделирование мехатронных систем реализуется с использованием множества универсальных и специальных программных систем, в том числе МАТЬАВ, имеющие широкие возможности решения сложных задач, в том числе в режиме реального времени, эффективного представления результатов [11].

Задачи и возможности моделирования при исследовании и проектировании мехатронных систем постоянно расширяются, усложняются решаемые задачи, повышаются требования к качеству и адекватности моделирования. При этом наряду с традиционными проблемами исследования динамических свойств и создания высокодинамичных, надежных и экономичных систем возросла актуальность новых задач моделирования процессов преобразования энергии в сложных мехатронных системах горных машин.

Повышение эффективности использования электрической энергии в промышленности и, следовательно, мехатронных системах горных машин — определяющий фактор развития технических систем на ближайшую перспективу [12].

Анализ отечественных и зарубежных литературных источников и патентной документации свидетельствует о том, что в настоящее время отсутствуют как общий теоретический подход к анализу и синтезу систем управления, обеспечивающих рациональное использование электроэнергии в мехатронных системах, так и эффективные для исследования и проектирования мехатронных систем модели энергетических процессов. Современные методы проектирования мехатронных систем позволяют проводить синтез структуры при заданном качестве переходных процессов [10, 13]. Стандартные методы настройки регуляторов подчиненных контуров систем электроприводов -модульного и симметричного оптимумов [10, 14], не учитывают не только потери энергии и влияние источников электропитания, но и разную физическую сущность процессов регулирования процессов в мехатронной системе. Синтез оптимальных по минимуму расхода энергии систем управления представляет собой сложную задачу, во многих случаях не имеющую однозначного решения [15]. Реализация оптимальных алгоритмов управления электроприводами, полученных для простейших моделей при множестве упрощающих допущений, приводит к сложным техническим решениям [16, 17]. Энергетический расчет остается наиболее сложным и ответственным этапом проектирования мехатронных систем. В настоящее время он осуществляется с использованием частных методик [18], не учитывающих настроек регулирующих устройств и особенностей силовых преобразователей.

Для систем электроприводов с тиристорными и транзисторными преобразователями энергии, работа которых характеризуется искажениями формы токов и напряжений, затруднительными оказываются как расчеты, так

и измерения энергетических характеристик, поскольку промышленностью не выпускаются специализированные измерительные приборы для этих целей, а модели и оценки параметров электроэнергетических процессов для нелинейных систем не имеют однозначных и общепринятых определений [19, 20].

Таким образом, существует противоречие между практической потребностью повышения энергетической эффективности промышленных мехатронных систем, с одной стороны, и ограниченными возможностями современных методов анализа и синтеза и алгоритмов управления для решения указанной проблемы. В связи с этим цель настоящей работы определена как повышение эффективности использования электрической энергии в мехатронных системах карьерных экскаваторов на основе совершенствования моделей и технологии математического и компьютерного моделирования для проектирования, выбора компонентов и синтеза алгоритмов управления.

Для достижения указанной цели сформулирована научная задача: составить математические модели процессов преобразования энергии и информации в мехатронных системах одноковшовых экскаваторов и на основе полученного математического описания разработать методику, алгоритмы и программные средства моделирования для анализа и синтеза систем, обладающих повышенной энергетической эффективностью.

Решение этой научной задачи предполагает:

1. Составление моделей мехатронных систем экскаваторов, ориентированных на энергетические исследования и повышение энергетической эффективности оборудования.

2. Исследование моделей и критериев эффективности электроэнергетических процессов в мехатронных системах.

3. Разработку методологии и программного обеспечения компьютерного моделирования процессов управления и преобразования энергии и информации в мехатронных системах.

4. Компьютерное моделирование и исследование эффективности использования энергии в мехатронных комплексах экскаваторах.

5. Сравнительный анализ и синтез структур и компонентов мехатронных систем по критерию эффективного использования энергетических ресурсов.

Методы исследования. Для решения сформулированной научной задачи использованы математические методы моделирования физических процессов, вычислительные методы решения нелинейных дифференциальных уравнений, современная теория автоматического управления, классическая

электромеханика, теория вычислительного эксперимента и обработки данных.

Основные положения, защищаемые автором.

1. Математическое описание мехатронных комплексов экскаваторов, основанное на структурном представлении систем и ориентированное на исследование процессов и эффективности преобразования энергии.

2. Математические модели и программные комплексы для компьютерного моделирования процессов управления и преобразования энергии в мехатронных системах карьерных экскаваторов.

3. Результаты вычислительных экспериментов и сравнительный анализ энергетической эффективности мехатронных систем современных экскаваторов при различных схемотехнических решениях.

4. Новые схемотехнические решения мехатронных комплексов карьерных экскаваторов, обеспечивающие повышение энергетической эффективности.

5. Методика приближенного оценивания погрешностей, обусловленных квантованием, при цифровом измерении мощности и расхода электроэнергии.

6. Прогнозирующая модель деградационных процессов в изоляции и основанный на ее использовании способ контроля сопротивления изоляции в мехатронных системах карьерных экскаваторов.

7. Способ визуализации работы экскаватора с использованием рабочих сигналов мехатронного комплекса.

Научная новизна работы заключается в:

- математических моделях мехатронных систем карьерных экскаваторов, ориентированных на исследование энергетических процессов;

- алгоритмическом и программном обеспечении для компьютерного моделирования энергетических процессов в мехатронных системах, сравнительного анализа различных схемотехнических решений по критерию энергоэффективности и синтеза специальных алгоритмов управления;

- моделировании и сравнительном анализе современных и перспективных мехатронных систем экскаваторов с выходом на энергетические характеристики мехатронных систем с новыми элементами преобразования и накопления энергии;

- в новой структурной схеме мехатронного комплекса экскаватора, обеспечивающей использование рекуперированной энергии и алгоритме контроля сопротивления изоляции в мехатронных системах с преобразователями рода тока;

- способе визуализации работы экскаватора с использованием рабочих сигналов мехатронных систем.

Практическая ценность работы заключается в:

- возможности оценки энергетических характеристик мехатронных систем экскаваторов на этапе проектирования;

- сравнительном анализе различных схемотехнических решений, обеспечивающих значительное ускорение расчетов и исследования приводных систем, позволяющих существенно сократить сроки проведения проектно-конструкторских работ по созданию новых перспективных мехатронных систем и их компонентов;

- моделях мехатронных систем и программном обеспечении, позволяющих проводить целенаправленный синтез новых структур, объектно-ориентированных подсистем и элементов электроприводов, обеспечивающих снижение потерь энергии и электромагнитную совместимость оборудования.

Обоснованность и достоверность научных положении, выводов и рекомендаций подтверждается: результатами теоретических исследований, основанных на фундаментальных положениях механики, электротехники, электромеханики, математического анализа; корректностью сделанных допущений при построении математических моделей; сопоставлением результатов математического моделирования и экспериментальных данных, полученных в условиях реального забоя, и подтвердивших высокую сходимость результатов теоретических исследований.

Реализация результатов работы. Теоретические результаты и математические модели, прикладные программы, рекомендации, алгоритмы и практические разработки, в том числе защищенные патентами Российской Федерации, использованы в проектной практике ООО «Компания «Объединенная Энергия» (г. Москва).

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.

В первой главе рассмотрены современное состояние теории и практики исследования и моделирования мехатронных систем одноковшовых экскаваторов. На основе выполненного анализа сформулирована задача и выбраны методы исследования.

Вторая глава посвящена исследованию математического описания мехатронных систем и их компонентов, ориентированного на исследование и моделирование процессов преобразования и использования энергии в мехатронных системах экскаваторов.

В третьей главе приведены результаты моделирования и сравнительного анализа энергетических процессов в различных мехатронных системах

карьерных экскаваторов, исследования погрешностей измерения мощности и расхода электрической энергии цифровым способом.

В четвертой главе приведены результаты исследования и моделирования погрешностей и сравнительного анализа энергетических процессов в различных мехатронных системах карьерных одноковшовых экскаваторов.

В приложениях содержатся краткие описания мехатронных комплексов экскаваторов ЭКГ-12, распечатки М-файлов, схемы моделирования и документы об использовании результатов работы.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И АКТУАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕХАТРОННЫХ КОМПЛЕКСОВ КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ

Современное состояние теории и практики мехатронных систем одноковшовых экскаваторов характеризуется переходом от традиционной системы управления приводами, выполненными по системе генератор -двигатель (Г-Д) к новым системам с двигателями постоянного и переменного тока и полупроводниковыми преобразователями различных типов [21]. Использование для управления горными машинами технических средств с новыми функциональными возможностями позволяет качественно улучшить энергетические характеристики и, таким образом, обусловливает актуальность теоретических и прикладных задач анализа и синтеза систем управления, выбора компонентов и сравнительного анализа технических решений. Взаимодействие в мехатронных системах экскаваторов компонентов различной физической природы определяет приоритетную роль моделирования при создании новых машин.

В связи с этим в настоящей главе ставятся следующие вопросы.

1. Выполнить анализ современных задач моделирования современных мехатронных систем экскаваторов.

2. Провести анализ основных задач и методов исследования и моделирования энергетических процессов в мехатронных системах одноковшовых экскаваторов.

3. На основе проведенного анализа сформулировать научную задачу и определить методы исследований.

1.1. Задачи и особенности исследования и моделирования энергетических процессов в мехатронных системах карьерных экскаваторов

Мехатроника - новая область науки и техники, охватывающая создание, исследование и эксплуатацию машин и систем с компьютерным управлением движением, и базирующаяся на знаниях в области механики, электропривода, электроники, микропроцессорной техники, информатики и компьютерного управления движением машин и агрегатов [22]. Синергетический характер интеграции компонентов в мехатронной системе обеспечивает ей новые свойства в плане реализации управляемого движения. Методологической основой разработки мехатронных систем служит параллельное проектирование, т.е. одновременный и взаимосвязанный синтез всех элементов.

Основная концепция мехатроники состоит в согласованности принципов проектирования физически разнородных компонентов мехатронной системы. Микроконтроллерная система управления не «пристраивается» к разработанным ранее механизмам и приводу, а проектируется с ними совместно, что позволяет гарантированно обеспечить согласованное функционирование подсистем и требуемые характеристики машины уже на ранних стадиях проектирования. Такой подход к созданию технически сложного объекта в условиях жестких ограничений времени требует наличия развитой системы автоматизированного проектирования (САПР), включающей в себя программные модули автоматизированного формирования и исследования математических моделей динамики как машины в целом, так и ее отдельных функциональных частей. Математическое и алгоритмическое обеспечение подобных программных модулей, в соответствии с системным подходом к проектированию, должно быть основано на применении единого метода, инвариантного к физической природе моделируемой системы.

Совершенствование систем приводов, технических средств и алгоритмов управления, а также повышение энергетических характеристик мехатронных

систем, является основным актуальным направлением совершенствования добывающих машин [23, 24].

Широкие возможности решения этой задачи открываются в настоящее время в связи с новыми достижениями силовой преобразовательной техники, электромеханики, микроэлектроники и информационных технологий [25]. К таким достижениям следует отнести:

- новые компоненты силовой электроники, реализуемые на основе полностью управляемых полупроводниковых приборов: ЮВТ-транзисторов, запираемых тиристоров. К таким устройствам относятся: инверторы, активные выпрямители, корректоры коэффициента мощности и др. [26, 27];

- специальные двигатели переменного тока: асинхронные машины для частотно-регулируемых систем, синхронные двигатели с постоянными магнитами, индукторные двигатели [28, 29];

- суперконденсаторы для аккумулирования энергии в мехатронной системе, в том числе рекуперируемой кинетической энергии движущихся масс экскаватора [30];

- микроконтроллерные технические средства, позволяющие реализовывать современные сложные алгоритмы управления в мехатронных системах [31];

- компьютерные информационные системы диагностики и контроля состояния оборудования [32];

- средства телекоммуникаций [33];

- САЬБ-технологии, предусматривающие управление всем жизненным циклом машины: от идеи создания до утилизации [34].

Анализ отечественных и зарубежных литературных источников и патентной документации свидетельствует о том, что в настоящее время отсутствуют как методы анализа и синтеза мехатронных систем горных машин с учетом использования новых перспективных компонентов, так и адекватные методы выбора, проектирования и сравнительного анализа этих компонентов.

Опыт проектирования и эксплуатации экскаваторов показал, что выбор параметров рабочего оборудования и систем управления машин на основе анализа их существующих схем с последующей проработкой нескольких вариантов весьма трудоемок, дорог, требует больших временных затрат и часто носит субъективный характер. По результатам проектирования разработчикам обычно неизвестно, насколько принятые параметры отличаются от наиболее выгодных с точки зрения уменьшения массы и равномерности распределения нагрузок на элементы рабочих органов машины. Создание же действующих моделей либо испытательных стендов для проведения сравнительного анализа вариантов проектируемых машин является очень дорогостоящим и малоэффективным средством с точки зрения затрат времени и средств.

Расчетам и проектированию новых элементов силовой

преобразовательной техники, таких как инвертор, активный выпрямитель корректор коэффициента мощности, посвящено значительное количество исследований как отечественных, так и зарубежных авторов [35]. Но до настоящего времени отсутствуют исследования и конкретные рекомендации по проектированию и применению таких мехатронных систем для горных машин. Разработка новых методов моделирования и проектирования для практики горного машиностроения позволит получить оптимальные параметры мехатронной системы с точки зрения максимальной энергоэффективности.

Разнообразие и сложность мехатронных систем горных машин требуют применения для анализа процессов управления и преобразования энергии теории моделирования и эффективных вычислительных методов.

В связи с этим проведение исследования и моделирование процессов управления и преобразования энергии в перспективных мехатронных системах горных машин обеспечивает качественно новый подход к определению их основных параметров. Создание такой методологии позволит на стадии проектирования машины провести оценку и оптимизацию как всей конструкции в целом, так и конкретных её компонентов.

Мехатронная технология изменяет подходы к проектированию системы управления и машины в целом [36]. Главной задачей становится организация комплекса гармонично взаимодействующих компонентов. Это означает необходимость объектно-ориентированного подхода к проектированию всех компонентов.

Основными направлениями исследований в области теоретических и прикладных проблем мехатроники и робототехники в настоящее время являются [37]: исследование кинематики, динамики мехатронных и робототехнических систем и их моделирование; сенсорные устройства и информационное обеспечение мехатронных и робототехнических систем; исполнительные элементы, устройства и приводы мехатронных систем; интеллектуализация мехатронных и робототехнических систем; отраслевые мехатронные и робототехнические системы; надежность, качество, стандарты в мехатронике и робототехнике.

Центральное место при проектировании и расчетах мехатронных систем занимает анализ энергетических процессов. Все алгоритмы управления могут быть реализованы только в тех случаях, когда они обеспечены энергетически. При этом качество управления определяется эффективностью использования электрической энергии [38]. Эффективность использования электроэнергии в мехатронных системах определяется в свою очередь следующими факторами:

- качеством проектных решений (выбором структуры и технических средств, схемотехническими приемами, критериями оптимальности и др.);

- режимами эксплуатации, состоянием оборудования, настройками регуляторов;

- законами изменения управляющих и возмущающих воздействий.

Указанные факторы обусловливают основную цель энергетических

исследований мехатронных систем - получить для изучаемой или конструируемой системы математическую модель, отражающую существенные

для конкретной задачи стороны исследуемого объекта, и позволяющую проводить:

- анализ электроэнергетических процессов в системе и ее элементах;

- синтез системы, обеспечивающей наилучшее использование энергетических ресурсов;

- проектирование и настройку средств управления, защиты и диагностики.

Для мехатронных комплексов одноковшовых экскаваторов задачи энергетических исследований характеризуются следующими особенностями:

1. Сложность. Она обусловлена:

- междисциплинарностью, т.е. взаимосвязью процессов различной физической природы (электромеханических, тепловых, информационных и ДР-) [7, 9];

- нелинейными характеристиками электромеханического преобразования энергии;

- случайным характером изменений управляющих и возмущающих воздействий, структурной и параметрической нестационарностью;

высокодинамичным характером взаимодействия мехатронного комплекса экскаватора с источником электроэнергии, отличающимся изменением направления потока энергии в течение рабочего цикла [39];

- наличием субъективного фактора при оценивании энергетических характеристик. В частности, для нелинейных систем отсутствуют однозначные определения реактивной мощности, мощности искажений и др. [19, 20, 40];

- отсутствием универсальных технических средств измерения энергетических характеристик мехатронных систем, в первую очередь, с полупроводниковыми преобразователями энергии.

2. Совершенствование структур и элементной базы электроприводов экскаваторов, развитие энергетических исследований как в плане постановки принципиально новых задач, так и изменения условий известных [41, 42].

3. Постоянное развитие и совершенствование методов и технических средств исследований . Это касается:

- развития аналитических методов энергетических исследований на основе методов решения дифференциальных уравнений [43], теории автоматического управления [44], в том числе с использованием нелинейных методов [45, 46];

- моделирования электромеханических и мехатронных систем с помощью ЭВМ [ 11, 47];

- разработки математических моделей новых электромеханических преобразователей и мехатронных систем [48];

создания новых измерительных приборов для оценивания энергетических характеристик и систем приводов [49].

Электрооборудование мехатронной системы современного экскаватора предусматривает использование новых полупроводниковых приборов с высокими техническими характеристиками, специальных объектно-ориентированных методов расчета, алгоритмов управления и схемотехнических решений и перспективных микроконтроллерных средств обработки и передачи информации.

Общие закономерности преобразования энергии в мехатронных системах различного назначения позволяют выделить следующие основные группы задач энергетических исследований: моделирование, проектирование, управление.

Моделирование. Модель системы - это изображение ее существенных сторон, в удобной форме отражающее информацию о ней [50]. При этом для большинства систем может быть составлено несколько различных моделей, ориентированных на решение конкретных задач. В общем случае модель электромеханической системы включает математические описания следующих взаимосвязанных процессов:

- электромеханического преобразования энергии в электродвигательном устройстве;

- преобразования электрической энергии в усилительных и преобразовательных устройствах;

- передачи энергии от источника питания;

- выделения и рассеивания тепла в элементах системы;

- управления.

Современные методы моделирования сложных систем основываются на их декомпозиции [51]. При этом для всех указанных процессов в настоящее время имеются различные методики моделирования, составленные на основе их конкретных математических описаний.

Для составления моделей электромеханических преобразователей энергии обычно используются три подхода, основанные на применении классических уравнений механики и электротехники, теории электромагнитного поля и уравнений Лагранжа-Максвелла [10, 11, 13, 52]. При этом математические описания различных типов электромеханических преобразователей, учитывающие нелинейности, распределенные параметры элементов, особенности нагрузок и др., могут быть представлены в виде систем нелинейных дифференциальных уравнений, М-графов или структурных схем [10, 11, 52, 53]. Модели позволяют решать разные задачи энергетических исследований как аналитическими, так и вычислительными методами, а также с помощью имитационного моделирования [11, 54].

Необходимо отметить сложность многих математических моделей электромеханических преобразователей, например, двигателей переменного тока [55, 56], электромеханических систем при нелинейных характеристиках механических нагрузок [57], распределенных параметрах элементов [58], упругих связях [59], при перемещении в пространстве [60] и др.

Математическое моделирование электроэнергетических процессов в преобразовательных устройствах систем электроприводов осуществляется на

основе дифференциальных уравнений, описывающих работу полупроводниковых схем [35, 61]. Сложность этой задачи обусловлена:

- большим разнообразием силовых полупроводниковых приборов, схем преобразовательных устройств и систем управления ими;

- сложностью аналитического описания процессов в полупроводниковых приборах;

нелинейными характеристиками устройств, импульсным преобразованием энергии и случайными изменениями токов и напряжений [13].

В этих условиях точное аналитическое определение энергетических характеристик преобразовательных устройств затруднительно. Поэтому на практике используют приближенные методы, основанные на различных аппроксимациях характеристик элементов [62, 63], и ориентированные на применение вычислительных методов.

Модели передачи энергии от источников к электроприводам включают математические структуры энергетической системы, ее элементов: генераторов, линий электропередачи, преобразователей рода тока и параметров электроэнергии, компенсирующих и регулирующих устройств, а также воздействий на входах структуры [51, 64]. Современные системы электропитания характеризуются [65]:

- увеличением доли нелинейных электроприемников, вызывающих искажения формы токов и напряжений;

- возрастанием количества и функций различных регулирующих, компенсирующих, симметрирующих и других устройств;

- развитием автономных систем электропитания с гибкими связями с энергосистемой;

усложнением условий электромагнитной совместимости электрооборудования;

- усложнением алгоритмов управления режимами электрических сетей.

Важнейшие задачи моделирования систем электропитания состоят в следующем:

- математическое описание физических процессов в элементах системы при нелинейных искажениях формы токов и напряжений;

- описание взаимодействия электроприемников, имеющих соизмеримые мощности с источниками;

- определение характеристик воздействий на входах структуры на основе экспериментальных методов.

Моделирование процессов управления включает математическое описание:

- преобразования информации в датчиках регулируемых величин;

- вычислительных процедур обработки информации;

- формирования сигналов управления [14, 15, 16].

Все процессы электромеханического преобразования и передачи энергии сопровождаются тепловыделением. Температура - важнейший интегральный параметр, характеризующий состояние электрооборудования [66]. Моделирование тепловых процессов в электромеханических системах осуществляется на основе аналитической теории теплопроводности и характеризуется следующими особенностями:

- сложностью математического описания тепловых процессов в электрических машинах, представляющих собой неоднородные объекты нагрева с различными тепловыми параметрами элементов конструкций;

- случайными изменениями управляющих сигналов, нагрузок и температуры окружающей среды;

- нестационарными тепловыми режимами.

В большинстве практических задач применяются упрощенные модели тепловых процессов, использующие различные допущения и ориентированные на решение частных вопросов [67, 68].

Важное место занимает моделирование тепловых режимов силовых полупроводниковых приборов. Для этого применяются также как точные, так и приближенные методы [69].

Наибольший интерес представляют модели измерительных преобразователей, отражающие их статические и динамические характеристики. Для установившихся режимов синусоидальных и несинусоидальных токов и напряжений разработаны модели определения различных характеристик, в том числе и энергетических [40, 62, 63, 70]. Модели измерений параметров электроэнергетических процессов при случайных искажениях токов и напряжений, а также нестационарных процессах не получили должного развития.

Моделирование процессов в мехатронной системе в целом требует использования системного подхода, предполагающего учет всех элементов и их взаимосвязей. Построение таких общих моделей оказывается затруднительным как с методологической, так и с вычислительной точки зрения [71]. Однако потребность в таком моделировании диктуется, с одной стороны, усложнением внутренних связей в мехатронных системах экскаватора, и, с другой стороны, повышением требований к качеству их функционирования и совершенствованию методов проектирования.

Проектирование. Цель проектирования мехатронных систем экскаваторов - синтез структуры и выбор параметров, удовлетворяющих заданным требованиям, на основе принятых моделей и критериев оптимизации. Энергетические расчеты являются составной частью всех этапов проектирования электроприводов и включают:

- анализ и обоснование требований к энергетическим характеристикам конструируемой системы;

- синтез структуры и выбор функциональных элементов (двигателей, механических передач, усилительно-преобразовательных и управляющих устройств, электропитающих устройств и др.);

- параметрический синтез и настройку регуляторов.

Особенности проектирования мехатронных систем экскаваторов определяются взаимодействием энергетических и информационных процессов: невозможностью управления без преобразования энергии, наличием энергетических пределов управления [72]. Процесс проектирования электроприводов имеет итерационный характер и состоит из нескольких этапов [73]:

- выбор типов двигателя и усилителя мощности и грубая оценка возможных динамических характеристик привода в разомкнутой системе;

- уточнение или оценка требуемых энергетических характеристик в замкнутой системе;

- составление модели привода, оценка статических и динамических характеристик, основных нелинейностей и др.;

- согласование параметров всех элементов системы и оптимизация конструкции;

- обоснование технических характеристик;

- моделирование системы выбор методов синтеза;

- выбор структуры и элементов;

- адаптация системы электропривода к конкретному объекту, в частности, при настройке.

Отметим основные особенности энергетических расчетов.

1. Сложность математического описания системы, что обусловлено большой размерностью, нелинейностями, нестационарностью структуры и параметров, отсутствием априорных данных о внешних воздействиях и др.

2. Многокритериальность. Проектируемая система, как правило, должна отвечать ряду требований, которые имеют противоречивый характер, например, точность и устойчивость, высокое быстродействие и малое энергопотребление и др.

3. Многовариантность решений. Большинство задач проектирования могут быть решены различными способами. При этом аналогичные по функциональному назначению системы могут иметь различные структуры и разные элементы. Сравнительный анализ и выбор вариантов составляет самостоятельную трудно формализуемую задачу.

4. Ограниченные возможности параметрической оптимизации вследствие принадлежности номинальных параметров элементов стандартным дискретным рядам.

5. Наличие субъективного фактора при постановке задачи синтеза мехатронной системы.

При проектировании электроприводов широко используются ЭВМ [4, 8, 10, 11, 35]. При этом большинство алгоритмов и программ предназначены для решения частных задач: моделирования кинематики, динамических процессов, параметрической оптимизации, расчета характеристик и др. Возможности использования ЭВМ для исследования и проектирования мехатронных систем по энергетическим критериям остаются неиспользованными.

Управление. Всякое управление в системах электроприводов сводится к воздействию на процесс электромеханического преобразования энергии. Однако множеству выполняемых электроприводами функций соответствует большое количество алгоритмов и законов управления. Можно выделить пять основных групп задач управления в мехатронных системах экскаваторов:

1. Следящее управление приводами главного движения в соответствии с командами машиниста и с учетом ограничений, обусловленных допустимыми областями движения рабочих органов и характеристиками электрооборудования;

2. Программное управление оборудованием при пусках, отключениях и специальных режимах.

3. Управление электроэнергетическими процессами и режимом электропотребления.

4. Диагностика элементов и подсистем и защитное отключение.

5. Управление вспомогательным электрооборудованием и приводами.

Различные алгоритмы управления реализуются на основе современных

методов теории автоматического управления, в том числе, методов цифровых, оптимальных, линейных и нелинейных, непрерывных и дискретных систем [10, 13, 53, 55]. Они обеспечивают устойчивость движения, необходимую точность, требуемые показатели качества регулирования, оцениваемые по параметрам переходной функции: времени регулирования и перерегулированию, интегральным, корневым, частотным оценкам и др. [10, 74]. Энергетические характеристики процессов управления при этом не учитываются. Предполагается, что все законы движения должны быть обеспечены энергетически соответствующим выбором элементов. Однако именно в мехатронных системах экскаваторов обеспечение высоких энергетических характеристик имеет наибольшее значение. Это обусловлено тем, что при широком диапазоне изменений задающих воздействий и нагрузок при циклической работе электродвигатели работают в режимах с низким КПД , а применение для регулирования тиристорных и транзисторных преобразователей ухудшает энергетические характеристики обычных двигателей [75].

1.2. Современный инструментарий моделирования мехатронных

систем

Создание математических моделей сложных мехатронных систем экскаваторов, состоящих из физически разнородных функциональных частей, представляет собой трудоемкую и наукоемкую задачу, для" решения которой в условиях жестких ограничений времени необходимо эффективное и максимально полное использование возможностей современных компьютерных

средств. К новым возможностям аппаратных и программных средств вычислительной техники относятся:

- высокая вычислительная мощность;

- автоматизация создания пространственно-геометрических моделей (компьютерная графика);

- автоматизация математических вычислений в символьном виде (компьютерная алгебра);

- развитые системы обмена информацией между программными модулями различного целевого назначения;

- свободный доступ участников проекта к промежуточным результатам проектирования, возможность оперативного использования ранее полученных результатов в разработке новых проектов;

- доступная широкому кругу пользователей визуализация и анимация моделируемых объектов и процессов.

Применительно к исследованию энергетических процессов задача моделирования динамики мехатронной системы состоит в следующем:

- анализ существующих методов математического описания и обоснование выбора методов моделирования мехатронной системы;

- разработка математического, алгоритмического и программного обеспечения, ориентированного на возможности современных средств автоматизации вычислений и позволяющего в автоматизированном режиме создавать и исследовать модели энергетических процессов в мехатронных системах.

В качестве современного инструментария расчетов и моделирования электромеханических и мехатроных систем используют

высокопроизводительные программы и операционные системы, которые постоянно совершенствуются. Современные системы моделирования обеспечивают высокое качество решения задач применительно к отдельным областям, но пока еще нет инструмента, позволяющего совместно решать

задачи механики, электроники и энергетики. Все большее число имеющихся инструментов безупречно реализует автоматический обмен информацией. Благодаря этому расчеты мехатронных систем может производить не только узкоспециализирующийся персонал, но и рядовые специалисты, выполняющие рутинные операции в процессе разработок.

Современные системы компьютерного моделирования можно условно разделить на специализированные и универсальные. К специализированным системам в первую очередь относятся различные системы схемотехнического моделирования, предназначенные для проектирования узкого круга устройств (например, высокочастотных трактов передатчиков и приемников). Такие системы разрабатываются для решения определенной задачи, и позволяют проводить наиболее детальные расчеты определенных устройств, но при этом лишены универсальности. В большинстве случаев они не пригодны для моделирования мехатронных систем, так как рассчитаны на моделирование маломощных электронных устройств и реализуют соответствующие методы моделирования. Кроме того, в пакетах, предназначенных для моделирования электронных схем, как правило отсутствуют такие важные в мехатронной системе узлы как электромеханические преобразователи - различные двигатели и генераторы, либо они представлены недостаточно подробными моделями. Системы, предназначенные для моделирования силовой электроники и двигателей, как правило, направлены на наиболее подробное моделирование отдельного устройства, при этом не предназначены для моделирования системы в целом. Таким образом, специализированные системы моделирования не подходят для моделирования мехатронных систем одноковшового экскаватора и процессов, протекающих в этих системах, так как не представляют инструментария для одновременного моделирования узлов, существенно различающихся по своей структуре и свойствам, а также взаимодействий между такими узлами.

Компьютерный анализ и синтез систем автоматического управления, осуществляемый на основе представления динамики систем структурно-динамическими схемами, интенсивно развивался с 70-х гг. прошлого столетия и в настоящее время достаточно распространен (специальные программные комплексы 81тиНпк, Л^Бт и др.). Существенными результатами, полученными в этом направлении, являются пакет программ ПДС (Проектирование Динамических Систем), специальный программный комплекс МВТУ [76], разработанный в МГТУ им. Н.Э. Баумана. На основании методики анализа линеаризованных исполнительных систем с помощью логарифмических частотных характеристик [77], полученной Лесковым А.Г., разработаны пакеты программ ПАЛС (Программа Автоматического Линейного Синтеза), ПСП-3, ПАМ. Развитие программных систем для моделирования мехатронных комплексов в настоящее время является актуальной задачей и выполняется как в России, так и за рубежом [4, 78, 79].

Среди универсальных средств моделирования наиболее мощным является МаНаЬ, имеющий практически неограниченные возможности проведения математических расчетов, с использованием большого числа методов расчета. Для моделирования электронных, мехатронных, механических систем, систем связи и др. используется пакет расширения 8тиНпк, включающий в себя специализированные пакеты для моделирования специфических систем [80].

МаШЬ-БтиНпк в настоящее время является наиболее мощной системой математического моделирования и расчетов, позволяющей моделировать широкий спектр систем различного назначения (системы связи, автоматики, мехатронные системы и другие). Преимуществами БтиНпк являются:

- простота подготовки модели путем сборки функциональной схемы системы с использованием графического интерфейса пользователя;

- большое количество настроек расчетного ядра системы: выбор метода расчета, тонкая настройка каждого метода;

- наличие большой библиотеки элементов, используемых при моделировании различных систем;

- возможность использования в модели одновременно стандартных модулей 81тиПпк и пользовательских блоков, которые могут быть написаны с использование внутреннего языка программирования МаЙаЬ.

Тем не менее, Ма^аЬ^гпиНпк не лишен и недостатков, обусловленных в первую очередь универсальностью системы:

- относительно большое время расчета, вызванное громоздкостью расчетов при преобразовании произвольной модели, собранной из универсальных блоков, в машинный код;

- неочевидность способов построения моделей новых систем, так как стандартные блоки 8шшПпк созданы и отлажены на основе моделей хорошо изученных систем, в то же время в 8шш1тк может не быть блоков, необходимых для моделирования новых систем, а их написание на языке Ма1;1аЬ и интеграция в модель из стандартных блоков может быть затруднена;

- закрытость стандартных блоков, не позволяющая пользователю ознакомится с алгоритмами, заложенными разработчиками в основу соответствующего блока, оценить погрешности моделирования, исправить возможные ошибки разработчиков системы;

- многие блоки 81тиНпк предполагают излишнюю идеализацию моделируемого компонента, делающую невозможной исследование многих характеристик, прежде всего диссипативных характеристик таких элементов, как диоды, транзисторы, тиристоры;

- ограниченный набор методов расчета, включающий в себя известные классические численные методы, в то время как в зависимости от задач моделирования может потребоваться использование специальных методов расчета, реализация которых в системе МайаЬ-БтиПпк невозможна.

Также универсальным средством моделирования являются языки программирования высокого уровня, использование которых позволяет

создавать модели в полном соответствии с определенными требованиями, использовать необходимые методы расчетов. Очевидным недостатком такого подхода является необходимость проведения рутинной работы по программированию интерфейса пользователя, процедур ввода-вывода данных, отсутствие каких-либо стандартных блоков, которые можно было бы использовать в модели. Однако современные среды программирования, такие как Borland Delphi и их модификации, обладают эффективными конструкторами интерфейса пользователя, множеством стандартных компонентов ввода-вывода, поэтому общим недостатком подхода, опирающегося на написание специализированных программ, реализующих модель исследуемой системы, можно считать лишь отсутствие в наборе инструментов современных сред программирования стандартных процедур, используемых при моделировании.

Таким образом, моделирование перспективных мехатронных систем требует использования различных методов моделирования, реализуемых с использованием различных программных продуктов, в том числе специализированных программных комплексов, создаваемых для моделирования определенного типа систем и реализующих специальные методы расчетов.

1.3. Выводы, постановка задачи и определение методов

Заключение диссертации по теме «Роботы, мехатроника и робототехнические системы», Малафеев, Сергей Сергеевич

Выводы

Исследования, выполненные в настоящей главе, позволяют сделать следующие выводы.

1. Верификация моделей, выполненная сравнением статических характеристик компонентов модели мехатронной системы с характеристиками реального оборудования, сравнением динамических характеристик модели и реальной системы, а также сравнением процессов изменений токов и напряжений при выполнении цикла экскавации на действующих экскаваторах ЭКГ-12 и ЭКГ-12К с использованием цифрового осциллографа LeCroy и специального переносного компьютера, позволила сделать вывод о правильности имитации цикла экскавации и соответствии результатов вычислительных экспериментов реальным данным.

2. Валидация модели, выполненная сравнением параметров энергетических процессов за цикл экскавации, получаемых на модели и на реальном экскаваторе, при 20 выборках показала, что экспериментальные данные не противоречат предположению об адекватности модели при уровне значимости 5%. Расхождение между средним экспериментальным значением и значением, полученным при моделировании, не превышает 10%.

3. Новый способ контроля сопротивления изоляции электротехнического оборудования мехатронных систем одноковшовых экскаваторов, основанный на моделировании и прогнозировании деградационного процесса, позволяет осуществлять контроль сопротивления изоляции и защиту электрической сети и обеспечивает повышенные быстродействие измерений и надежность защиты за счет использования в алгоритме защитного отключения прогнозных значений сопротивления изоляции, вычисляемых на текущем и последующем интервалах измерения и повторении измерений в случае несовпадения измеренного и прогнозного значений.

4. На основе выполненных исследования и моделирования энергетических процессов, выполненных в настоящей работе, определены основные направления повышения энергетических характеристик мехатронных систем экскаваторов: улучшение энергетических характеристик отдельных элементов мехатронных систем, совершенствование структур мехатронных систем и применение новых методов управления в мехатронных системах, направленных на улучшение энергетических характеристик.

5. Разработанный способ визуализации работы экскаватора, использующий моделирование движений по электрическим сигналам главных приводов обеспечивает простой дистанционный контроль работы машины при минимальном объеме передаваемой по каналу связи информации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Теоретические исследования и компьютерное моделирование, выполненные в настоящей работе, позволили получить следующие результаты.

1. В данной диссертационной работе решена научно-техническая задача, имеющая важное значение для создания мехатронных комплексов горных машин, заключающаяся в повышении эффективности использования электрической энергии в мехатронных системах карьерных экскаваторов на основе совершенствования моделей и технологии математического и компьютерного моделирования для проектирования, выбора компонентов и синтеза алгоритмов управления.

2. Сформулированы основные критерии оценки энергетической эффективности мехатронных систем: коэффициенты эффективности использования активной и полной энергии и коэффициент эффективности преобразования электрической энергии, учитывающие соотношения между затраченной энергией, потерями и изменением электропотребления при отклонениях параметров технологического процесса от заданных значений.

3. Разработана методика моделирования процессов управления и преобразования энергии в мехатронных системах, основанная на объектно-ориентированном использовании типового и специального программного обеспечения. При построении математических моделей, а также аналитических исследованиях используется аппарат дифференциальных уравнений и структурных схем. При компьютерном моделировании использованы средства МАТЬАВ и приложений 8шшНпк и 81тРол¥ег8у81е1ш и специальные программы, использующие структурный метод численного решения нелинейных дифференциальных уравнений. Примененный подход обеспечивает адекватность моделей реальным мехатронным системам, синтез которых осуществляется путем создания структур и формирования связей между компонентами, а также обеспечивает возможность применения эффективных методов решения нелинейных дифференциальных уравнений.

4. Выполнены моделирование и сравнительный анализ энергетических характеристик мехатронных систем и их основных компонентов (двигателей постоянного и переменного тока, выпрямителей, тиристорных и транзисторных преобразователей, питающих подсистем, трансформаторов). На основе вычислительного эксперимента получены количественные оценки коэффициентов эффективности использования активной и полной мощности и преобразования энергии за цикл экскавации.

5. Выполнено компьютерное моделирование и на его основе проведен сравнительный анализ мехатронных систем экскаваторов с перспективными схемотехническими решениями: приводами постоянного тока с транзисторными и тиристорными преобразователями, активными выпрямителями, суперконденсаторами, индукторными двигателями. Показано, что применение статических преобразователей в составе мехатронных систем экскаваторов позволяет уменьшить расход электрической энергии по сравнению с традиционной системой Г-Д на 15 - 20% и более. Показано, что применение новых полупроводниковых преобразователей в мехатронных системах карьерных экскаваторов обеспечивает снижение удельного электропотребления при погрузке до 0,18.0,24 кВт*ч/м3.

6. Разработана новая структурная схема мехатронного комплекса экскаватора с использованием рекуперированной энергии в рабочем цикле с помощью электрического накопителя на основе суперконденсаторов. Использование накопителя позволяет повысить КПД системы на 5. .10%.

7. Выполнен анализ погрешностей цифрового способа измерения активной мощности. На основе приближенного анализа и компьютерного моделирования показано, что погрешность, обусловленная квантованием при N « 2п определяется только дискретизацией по времени; дискретизация по уровню оказывает влияние при малых значениях сигналов и определяет порог чувствительности преобразователя.

8. Разработаны прогнозирующая модель деградационных процессов в изоляции и усовершенствованный алгоритм идентификации электрического сопротивления изоляции в мехатронных системах экскаваторов. Применение разработанного алгоритма обеспечивает непрерывный контроль и минимальное время и повышенную надежность определения нарушения сопротивления изоляции.

9. Предложен способ визуализации работы экскаватора, основанный на построении синтетического изображения движений на основе модели электроэнергетических процессов при работе приводов главного движения.

10. Разработанные модели, математическое и программное обеспечение и схемотехнические решения, в том числе, защищенные патентами РФ на изобретения, использованы при проектировании низковольтных комплектных устройств для одноковшовых экскаваторов (мехлопат) ЭКГ-10, ЭКГ-12, ЭКГ-18 в Компании «Объединенная Энергия», г. Москва.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Малафеев, Сергей Сергеевич, 2012 год

Литература

1. Bichop R.H. (Ed.) Mechatronic Systems, Sensors, and Actuators: Fundamentals and Modeling. - New York, CRC Press, 2007. - 712 p.

2. Pelz G. Mechatronic Systems. Modelling and Simulation with HDLs. -Huthig-Verlag, Heidelberg, 2003. - 234 p.

3. Квагинидзе B.C., Антонов Ю.А., Корецкий В.Б., Чупейкина H.H. Экскаваторы на карьерах. Конструкции, эксплуатация, расчет. М., Горная книга, Издательство Московского государственного горного университета. 2009. - 409 с.

4. Конюх B.J1. Робототехника в горном деле. - Кемерово, Кемеровский областной совет НТО, 1986. - 60 с.

5. Kyura N., Oho Н., «Mechatronics—an industrial perspective» / IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, Vol. 1, No. 1, 1996. - Pp. 10 - 15.

6. Wilamowski B.M. Control and Mechatronics (The Industrial Electronics Handbook).-New York, CRC Press, 2011.- 728 p.

7. Mechatronics : An Introduction / Edited by R.P. Bishop. - CRC Press. Taylor & Francis Group. - 2006. - 285p.

8. Кузьмин Д.В. Моделирование динамики мехатронных систем. Уравнения и алгоритмы. - Архангельск: Арханг. гос. техн. ун-т, 2008. - 120с.

9. Коськин Ю.П. Развитие электромеханики в теории и технологиях электромеханотроники / Известия вузов. Электромеханика. 2008, № 1. - С. 11 -20. •

10. Дорф Р.К., Бишоп Р.Х. Современные системы управления / Пер. с англ. - М., Лаборатория Базовых Знаний. 2004. - 832 с.

И. Герман-Галкин С.Г. MATLAB и Simulink в проектировании мехатронных систем на ПК. СПб, КОРОНА-Век, 2008. - 368 с.

12. Козярук А.Е. Совершенствование систем управления электрооборудованием карьерных горных машин // Проблемы создания

перспективных систем электроприводов и НКУ в горных машинах. Доклады научно-практического семинара. 11 - 12 октября 2006 года. - ОАО «Рудоавтоматика», 2006. - С. 7 - 11.

13. Ключев В.И. Теория электропривода. - М., Энергоатомиздат, 2001. -

704 с.

14. Kessler С. Uber Vorausberechnung optimal abgestimmter Regelkreise -«Regelungstechnik», 1954, V. 12, S. 274 - 281; V. 1, 2, S. 16 - 22 und 40 - 49.

15. Сю Д., Мейер А. Современная теория автоматического управления и ее применение / Пер. с англ. - М.: Машиностроение, 1972. - 544 с.

16. Панасюк В.И. Оптимальное микропроцессорное управление электроприводом. - Минск: Вышэйшая школа, 1991. - 167 с.

17. Теория оптимизации систем автоматического управления / Под ред. К.А. Пупкова и Н.Д. Егупова. - М., Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 744 с.

18. Следящие приводы / Под ред. Б.К. Чемоданова. Кн. первая. - М.: Энергия, 1976. - 480 с.

19. Дрехслер Р. Измерение и оценка качества электроэнергии при несимметричной нелинейной нагрузке / Пер. с чешек. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 112 с.

20. Супронович Г. Улучшение коэффициента мощности преобразовательных установок / Пер. с польск. - М.: Энергоатомиздат, 1985.-136 с.

21. Дроздова Л.Г., Курбатова O.A. Одноковшовые экскаваторы: конструкция, монтаж и ремонт / Владивосток, Изд-во ДВГТУ, 2007. - 235 с.

22. Подураев Ю.В., Кулешов B.C. Принципы построения и современные тенденции развития мехатронных систем // Мехатроника, 2000, № 1. - С. 5 - 10.

23. Ильинский Н.Ф. Электропривод - современные тенденции развития // Проблемы создания перспективных систем электроприводов и НКУ в горных

машинах. Доклады научно-практического семинара. 11-12 октября 2006 года. -ОАО «Рудоавтоматика», 2006. - С. 4 - 6.

24. Шински Ф. Управление процессами по критерию экономии энергии /Пер. с англ.; Под ред. Е.К. Масловского. -М.: Мир, 1981.-388 с.

25. Бураковский B.JL, Шкода Р.В. Особенности построения систем управления экскаваторными электроприводами - / Электротехнические комплексы и системы управления. 2006, № 2. - С. 4 - 10.

26. Malinowski М. Sensorless Control Strategies for Three - Phase PWM Rectifiers. Ph.D. Thesis. Warsaw University of Technology. - Warsaw, Poland -2001 - 127 p.

27. Odavic M., Jakopovich Z., Kolonic P. Sinusoidal Active Front End under the Condition of Supply Distortion / Automatika, 46 (2005), 3 - 4. - P. 135 - 141.

28. Krishnan R. Switched reluctance motor drives: modeling, simulation, analysis, design, and applications/ - New York, CRC Press. - 2001.

29. Козярук A.E., Рудаков B.B. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемых приводов. - СПб., 2004. -127 с.

30. Разумов-Раздолов K.J1. Перспективы развития производственно-технологических процессов (по материалам американской технической периодики) / Вестник научно-технического развития Национальная Технологическая Группа. 2008, № 8 (12). - С. 3 - 8.

31. Sandhu Н. S. Making PIC microcontroller instruments and controllers. -New York, MC Grow Hill, 2009. - 350 p.

32. P&H Mining Equpment. Technical Communications. Version 03-10/03. -Harnishfeger Corporation. 2004. - 530 p.

33. Трубецкой K.H., Кулешов A.A., Клебанов А.Ф., Владимиров Д.Я. Современные системы управления горно-транспортными комплексами. - СПб., Наука, 2007. - 306 с.

34. Соломенцев Ю.М., Митрофанов В.Г., Павлов В.В., Рыбаков A.B. Информационно-вычислительные системы в машиностроении. CALS-технологии. - М., Наука, 2003. - 292 с.

35. Пронин М.В., Воронцов А.Г. Силовые полностью управляемые полупроводниковые преобразователи (моделирование и расчет) / Под ред. Крутякова Е.А. СПб: «Электросила», 2003. - 172 с.

36. Теряев Е.Д., Филимонов Н.Б., Петрин К.В. Мехатроника как компьютерная парадигма развития технической кибернетики / Атоматизация, мехатроника, управление. 2009, № 6. - С. 2-10.

37. Воронин A.B. Моделирование мехатронных систем. - Томск, Издательство Томского политехнического университета. 2007. - 122 с.

38. Мелкозеров П.С. Энергетический расчет систем автоматического управления и следящих приводов. - М.: Энергия, 1966. - 304 с.

39. Ключев В.И. Ограничение динамических нагрузок электропривода экскаваторов. - М., Энергия, 1971. - 320 с.

40. Агунов М.В., Агунов А. В., Вербова Н.М. Определение составляющих полной мощности в электрических цепях с несинусоидальными напряжениями и токами методами цифровой обработки сигналов / Электротехника, 2005, № 7. - С. 45 - 48.

41. Остриров В.Н., Микитченко А.Я. Современное состояние и тенденции развития электроприводов горных машин открытых разработок // Электропривод экскаваторов: Доклады научно-практического семинара. - 3 февр. 2004 г., г. Москва. - М.: Издательство МЭИ, 2004. - 112 с.

42. Рывкин С.Е. 14-я Международная конференция по силовой электронике и управлению движением (14th International Power Electronics and Motion Control Conference, EPE-PEMC 2010) / Электротехника, 2010, № 11. - С. 62-63.

43. Прокофьев В.Н., Казмиренко В.Ф. Проектирование и расчет автономных приводов / Под ред. В.Н. Прокофьева. - М.: Машиностроение, 1978.-232 с.

44. Тимофеев A.B. Эволюция теории и средств управления в робототехнике и мехатронике // Мехатроника. 2000, № 2. - С. 2 - 7.

45. Ковчин С.А., Муафак Ф.М. Бернард. Проблема синтеза современных электромеханических систем / У Международная (XVI Всероссийская конференция по автоматизированному электроприводу АЭП-2007). Санкт-Петербург, 18-21 сентября 2007. - СПб., 2007. - С. 48 - 51.

46. Más F.R., Zhang Q., Hansen A.C. Mechatronics and Intelligent Systems for Off-road Vehicles. Springer, 2010. - 278 p.

47. Гафурьянов Р.Г., Комиссаров А.П., Шестаков B.C. Моделирование рабочего процесса экскаваторов / Горное оборудование и электромеханика. 2009, №6.-С. 40-45.

48. Emadi A. Energy-Efficient Electric Motors. - New York, Marcel Dekker -

383 p.

49. Родионов P.B. Исследование и совершенствование методов и средств испытания по определению энергетических параметров систем приводов с частотно-регулируемыми асинхронными двигателями. Дисс... канд. техн. наук. - Владимир, ВлГУ, 2005. - 184 с.

50. Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. Оценивание параметров и состояния / Пер. с англ. - М.: Мир, 1975. - 685 с.

51. Веников В.А., Журавлев В.Г. Пути построения математических моделей электроэнергетических процессов // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт. 1981. № 3. - С. 25 - 34.

52. Сили С. Электромеханическое преобразование энергии / Пер. с англ. -М.: Энергия, 1968. - 376 с.

53. Гудвин Г.К., Гребе С.Ф., Сальгари М.Э. Проектирование систем управления / пер. с англ. - М., Лаборатория Базовых Знаний. 2004. - 911 с.

54. Баранов Г.Л., Макаров A.B. Структурное моделирование сложных динамических систем. - Киев: Наукова думка, 1986. - 272 с.

55. Шрейнер Р.Т. Математическое поделирование электроприводов переменного тока с преобразователями частоты. - Екатеринбург, УРО РАН. 2000.-654 с.

56. Виноградов А.Б. Векторное управление электроприводами переменного тока. - Иваново, ИГЭУ, 2008. - 298 с.

57. Акимов JI.B., Долбня В.Т., Клепиков В.Б., Пирожок A.B. Синтез упрощенных структур двухмассовых электроприводов с нелинейной нагрузкой / Под ред. В .Б. Клепикова. - Харьков, НТУ «ХПИ» -Запорожье, ЗНТУ. 2002. -160 с.

58. Григорьев В.В., Быстров C.B., Першин И.М. Синтез распределенных регуляторов. - СПб., СПбГУ ИТМО, 2010. - 198 с.

59. Борцов Ю.А., Соколовский Г.Г. Автоматизированный электропривод с упругими связями. - СПб, Энергоатомиздат, 1992. - 288 с.

60. Охоцимский Д.Е. Методика моделирования робота, перемещающегося в пространственной среде / Охоцимский Д.Е., Платонов А.К., Пряничников В.Е. // Изв. АН СССР, сер. Техническая кибернетика. -1980.-№ 1.-С. 46-54.

61. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в МАТГАВ 6.0. - СПб., КОРОНА принт, 2001. -320 с.

62. Зиновьев Г.С. Прямые методы расчета энергетических показателей вентильных преобразователей. - Издательство Новосибирского университета: Новосибирск, 1990. - 220 с.

63. Маевский O.A. Энергетические показатели вентильных преобразователей. - М.: Энергия, 1978. - 320 с.

64. Веников В.А. Теория подобия и моделирования. - М.: Высшая школа, 1976. - 479 с.

65. Розанов Ю.К., Рябчицкий M.B. Современные методы улучшения качества электроэнергии (аналитический обзор) // Электротехника. 1998. № 3. -С. 10-17.

66. Гуревич Э.И., Рыбин Ю.Л. Переходные тепловые процессы в электрических машинах. - Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 216 с.

67. Ильинский Н.Ф., Докукин АЛ., Кузьмичев В.А. Тепловые модели вентильно-индукторного электродвигателя / Электричество, 2005, № 8. - С. 27 -33.

68. Захаров A.B., Кобелев A.C., Кудряшов C.B. Определение превышений температур и допустимых нагрузок закрытых асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, эксплуатируемых в широком диапазоне частоты вращения / Электричество, 2010, №12, с. 35 - 42.

69. Мелешин В.И. Транзисторная преобразовательная техника. - М., Техносфера, 2005. - 632 с.

70. Розанов Ю.К. О мощностях в цепях переменного и постоянного тока / Электричество, 2009, № 4. - С. 32 - 36

71. Конторов Д.С., Конторов М.Д., Слока В.К. Радиоинформатика. - М.: Радио и связь, 1993. - 286 с.

72. Красовский A.A. Проблемы физической теории управления / Автоматика и телемеханика, 1990, № 11. - С. 3 - 28.

73. Проектирование следящих систем. Физические и методические основы / Под ред. H.A. Лакоты. - М.: Машиностроение, 1992. - 351 с.

74. Ключев В.И., Терехов В.М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов. - М., Энергия, 1980. - 360 с.

75. Скобелев В.Е. Двигатели пульсирующего тока. - Л., Энергоатомиздат, 1885. - 208 с.

76. Практикум по автоматике. Математическое моделирование систем автоматического регулирования / Под ред. Б.А. Карташова - М., КолоС, 2004. -184 с.

77. Лесков, А.Г. Моделирование и анализ робототехнических систем с помощью ЭВМ / А.Г. Лесков, A.C. Ющенко. - М.: Машиностроение, 1992. - 80 с.

78. Разработка элементов научно-образовательной среды для задач мехатроники и сенсорики / Артеменко О.Л., Левинский Б.М. Кувшинов С.В., Пряничников В.Е. // Информационно-измерительные и управляющие системы, М.: Радиотехника. - 2006. -Т.4, №1/3. _с. 170 - 175.

79. Visa I. ed. SYROM 2009/ Proceedings of the 10 th IFToMM International Symposium on Science of Mechanisms and Machines, held in Brasov, Romania, October 12-15, 2009. Springer, 2009. -737 p.

80. Power System Blockset. For use with Simulink. - Math Works, 2000. -

488.

81. Мартыненко Ю.Г. Аналитическая динамика электромеханических систем. - М., Издательство МЭИ, 1984. - 64 с.

82. Ляпунов A.M. Избранные труды. - М., Издательство Академии наук СССР. 1948. - 540 с.

83. Ключев В.И. Энергетика электропривода. - М., Издательство МЭИ, 1984.-84 с.

84. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. -М.: Высшая школа, 2001.-321 с.

85. Руденко B.C., Сенько В.И., Чиженко И.М. Основы преобразовательной техники. - М., Высшая школа, 1980. - 424 с.

86. Данку А., Фаркаш А., Надь Л. Электрические машины / Пер. с венг. -М.: Энергоатомиздат, 1984.- 360 с.

87. Кацман М.М. Расчет и конструирование электрических машин. - М., Энергоатомиздат, 1984. - 360 с.

88. Морозов А.Г. Расчет электрических машин постоянного тока. - М., Высшая школа, 1972. - 224 с.

89. Чулков H.H. Электрификация карьеров. - М., Недра, 1974. - 344 с.

90. Экскаватор канатный полноповоротный типа BUSYRUS 495 HD. Краткое руководство по эксплуатации. - Busyrus International, Inc, South Milwaukee, Wisconsin, USA, 2010. - 96 c.

91. Чебовский О.Г., Моисеев Л.Г., Недошивин Р.П. Силовые полупроводниковые приборы. Справочник. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 400 с.

92. Справочник по преобразовательной технике / Под ред. И.М. Чиженко.

- Киев: Техшка, 1978. - 448 с.

93. Виноградов А.Б. Развитие теории и практическая реализация векторных электроприводов переменного тока с микропроцессорным управлением. Дисс... докт. техн. наук. - Иваново, ИГЭУ, 2011. - 308 с.

94. Гайдукевич В.И., Титов B.C. Случайные нагрузки силовых электроприводов. - М., Энергоатомиздат, 1983. - 160 с.

95. Малафеев С.С. Моделирование электроэнергетических процессов в мехатронной системе // Международная конференция по дифференциальным уравнениям и динамическим системам. Тезисы докладов. Суздаль, 2-7 июля 2010 г.-С. 126.

96. Серебренников H.A. «Объединенная энергия» на старте нового века / Проектирование и технология электронных средств, 2001, № 2. - С. 59 - 64.

97. Дьяконов В.П., Круглов B.B. MATLAB 6.5 SP 1/7/7 SP 1/7 SP2/ Simulink 6/6. Инструменты искусственного интеллекта и биоинформатики. -М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2006. - 456 с.

98. Носырев М.Б., Карякин А.Л. Расчеты и моделирование САУ главных электроприводов одноковшовых экскаваторов. - Свердловск, Изд-во СГУ им. В.В. Вахрушева, 1987. - 88 с.

99. Малафеев С.С., Черняев A.B. Исследование и моделирование процессов в многодвигательной мехатронной системе с зазорами в механической передаче / Информационно-измерительные и управляющие системы. 2011, №8.-С.

100. Малафеев С.И., Серебренников H.A. Перспективное электротехническое оборудование и системы управления для горных машин: Опыт Компании «Объединенная Энергия» / Горный информационно-аналитический бюллетень, 2009, Отдельный выпуск № 8. Электрификация и энергосбережение. ~C.11 - 92.

101. Завьялов В.М., Семыкина И.Ю. Математическая модель механической части взаимосвязанных электроприводов напора и подъема карьерного экскаватора / Известия Томского политехнического университета. 2007, т. 310, №3.- С. 40-43.

102. Дмитриев Б.Ф., Черевко А.И., Гаврилов Д.А. К вопросу о построении универсальной математической модели обобщенной электрической машины в программной среде Matlab-Simulink / Электротехника, 2005. № 7. - С. 3 - 8

103. Эпштейн И.И. Автоматизированный электропривод переменного тока . - М., Энергия, 1982. - 192с.

104. Анчарова Т.В., Гамазин С.И., Шевченко В.В. Экономия электроэнергии на промышленных предприятиях. - М., Высшая школа, 1990. -143 с.

105. Ильинский Н.Ф., Рожанковский Ю.В., Горнов А.О. Энергосбережение в электроприводе. - М.: Высшая школа, 1989. - 127 с.

106. Введение в математическое моделирование / В.Н. Ашихмин; под ред. П.С. Трусова. - М., Интермет-Инжиниринг, 2000. - 336 с.

107. Самарский A.A., Михайлов А.П. Математическое моделирование. Идеи. Методы. Примеры. - М., Физматлит, 2001. - 320 с.

108. Малафеев С.И., Малафеев С.С. Исследование и моделирование процессов в электропитающих устройствах мехатронных систем / Материалы XVI Международной конференции по вычислительной механике и современным прикладным программным системам (ВМСППС'2009), 25 - 31 мая 2009 г., г. Алушта. - М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2009. - С. 508 - 510.

109. Егоренков Д. JI., Фрадков А. Л., Харламов В.Ю. Основы математического моделирования. Построение и анализ моделей с примерами на языке MATLAB / Под ред. А.Л. Фрадкова. - СПб., 1994. - 192 с.

110. Смит Дж. Математическое и цифровое моделирование для инженеров и исследователей. -М.: Машиностроение, 1980. - 271 с.

111. Малафеев С.И., Мамай B.C. Приборы для контроля и учета электрической энергии // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 1998, № 4.

112. Малафеев С.И., Малафеев С.С. Моделирование аналого-цифрового преобразователя электрической мощности / Материалы XVI Международной конференции по вычислительной механике и современным прикладным программным системам (ВМСППС'2009), 25-31 мая 2011 г., г. Алушта. - М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2011. - С. 508 - 510.

113. Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика. Для инженерных и научных работников. - М., Физматлит, 2006. - 816 с.

114. Шкода Р.В., Павленко C.B. Разработка мехатронной системы карьерного экскаватора ЭКГ-10 в режиме максимальных нагрузок / Электротехника, 2010, № 4. - С. 2 - 4.

115. Малафеев С.И., Малафеев С.С., Серебренников H.A. Моделирование энергетических процессов в мехатронных системах одноковшовых экскаваторов / Горное оборудование и электромеханика. 2011, № 5. - С. 24 - 29.

116. Малафеев С.И. Аналого-цифровые устройства управления тиристорами // Электротехника. 1995. № 1. - С. 50 - 53.

117. Патент РФ № 2288997, МПК E02F 9/20. Способ управления электроприводами главного движения экскаватора / С.И. Малафеев, B.C. Мамай, H.A. Серебренников. - Опубл. 10.12.2006. - Бюл. № 34.

118. Тангаев И.А. Энергоемкость процессов добычи и переработки полезных ископаемых. - М., Недра, 1986. - 231 с.

119. Микитченко А.Я, Шевченко А.Н., Шоленков А.Н. Щербаков A.B., Шоков М.А. Тиристорный электропривод экскаватора ЭКГ-5 / Горное оборудование и электромеханика, 2009, № 4. С. 16 - 22.

120. Патент РФ № 2433520, МПК Н02Р 5/46; Е02А 9/20. Система электропитания главных приводов экскаватора / С.И. Малафеев, С.С. Малафеев, H.A. Серебренников. - Опубл. 10.11.2011. Бюл. №31.

121. Корельский Д.В., Потапенко Е.М., Васильева Е.В. Обзор современных методов управления синхронными двигателями с постоянными магнитами // Радюелектрошка. 1нформатика. Управлшня, 2001. - С. 155 - 159.

122. Ильинский Н.Ф. Электропривод вчера, сегодня, завтра // Приводная техника. 1997. № 6. - С. 4 - 14.

123. Данилевич Я.Б., Антипов В.Н., Кручинина И.Ю., Хозиков Ю.Ф., Московская В.В. Перспективные электромеханические преобразователи энергии на основе новых материалов и покрытий / Электротехника, 2010, № 9. -С. 2-9.

124. Бондаренко В.П. Триботехнические композиты с высокомодульными накопителями. - Киев: Наукова думка, 1987. - 232 с.

125. Папок К.К., Рагозин H.A. Словарь по топливам, маслам, смазкам, присадкам и специальным жидкостям (химмотологический словарь). - М.: Химия, 1975. - 392 с.

126. Duchatean F., Pays M. Les matériaux, facteurs cles de l'évolution des matériels electrotechniques // Revue generale de l'electricite. 1992. № 11. - P. 4 -11.

127. Лозицкий O.E., Луговец В.A., Квятковский И.A., Моря A.B. Вентильно-индукторный электропривод для общепромышленного применения // V Международная (XVI Всероссийская) конференция по автоматизированному электроприводу АЭП-2007. - Санкт-Петербург, 18-21 сентября 2007 г.- СПБ, 2007. - С. 197 - 199.

128. Обрусник В.П. Электроприводы переменного тока, их проблемы // V Международная (XVI Всероссийская) конференция по автоматизированному электроприводу АЭП-2007. - Санкт-Петербург, 18-21 сентября 2007 г.- СПБ, 2007.-С. 133- 135.

129. Панкратов В.В. Тенденции развития общепромышленных электроприводов переменного тока на основе современных устройств силовой электроники // Силовая интеллектуальная электроника. Специализированный информационно-аналитический журнал. 2005, № 2. - С. 27 - 31.

130. Дробкин Б.З., Пронин М.В., Ефимов A.A. Развитие устройств силовой электроники для регулируемых электроприводов // V Международная (XVI Всероссийская) конференция по автоматизированному электроприводу АЭП-2007. - Санкт-Петербург, 18-21 сентября 2007 г.- СПБ, 2007. - С. 26 - 32.

131. Климов В.П., Карпиленко Ю.С., Смирнов В.Н. Компенсаторы реактивной мощности и мощности искажений в системах гарантированного электропитания промышленного назначения / Силовая электроника, 2008, № 3.-С. 108-112.

132. Самолазов A.B. Паладеева Н.И. Техническое перевооружение экскаваторно-автомобильных комплексов добывающих предприятий / Горное оборудование и электромеханика. 2010, № 2. - С. 2 - 11.

133. Бесекерский В. А., Небылов A.B. Робастные системы автоматического управления. - М.: Наука, 1983. - 240 с.

134. Джента Дж. Накопление кинетической энергии. Теория и практика современных маховичных систем / Пер. с англ. - М.: Мир, 1988. - 430 с.

135. Мительман М.В., Мирошкин П.П. Совершенствование электроприводов экскаваторов. - М., Недра, 1987. - 160 с.

136. Вентильные преобразователи переменной структуры / В.Е. Тонкаль, B.C. Руденко, В .Я. Жуйков и др. - Киев: Наукова думка, 1989. - 336 с.

137. Valentine R. Motor Control Electronics Handbook. - McGraw-Hill, 1998.- 704 p.

138. Цифровые электроприводы с транзисторными преобразователями / С.Г. Герман-Галкин, В.Д. Лебедев, Б.А. Марков, Н.И. Чичерин. - Л.: Энергоатомиздат, 1986. - 248 с.

139. Елисеев В.А. Системы непрерывного управления электроприводов переменного тока. - М.: МЭИ, 1985. - 96 с.

140. Родькин Д.И. Информационное обеспечение систем электропривода постоянного тока с энергонаблюдателем // 6 научно-техническая конференция по проблемам автоматизированного электропривода. Алушта, 21-26 сент. 1998 г. // Вестник Харьковского политехнического университета, 1998. - С. 221 -225.

141. Шоломицкий A.A., Дзеканюк А.О. Построение моделей виртуальной реальности по цифровым моделям открытых горных работ / Науков. пращ ДонГТУ. - Вып. 23. - Донецьк, ДонГТУ, 2001. - С. 29 - 32.

142. Патент РФ № 2410498, МПК E02F 9/20; G05D 1/10, Способ визуализации работы экскаватора / С.И. Малафеев, С.С. Малафеев. - Опубл. 27.01.2011.Бюлл.№3.

143. Иванов Е.А., Галка В.Л., Малаян K.P. Безопасность электроустановок и систем автоматики. СПб., Элмор, 2003. - 384 с.

144. Иванов Е.А., Китаенко Г.И., Дудник В. Д. Особенности функционирования устройств контроля и защиты в сетях переменного тока, связанных с цепями постоянного тока // Электричество, 1983, № 10. - С. 11 -18.

145. Патент РФ № 2437109, МПК G01R 27/18. - Способ контроля электрического сопротивления изоляции и защитного отключения электрооборудования / С.И. Малафеев, С.С. Малафеев, H.A. Серебренников. -Опубл. 20.12.2011. Бюл. № 35.

146. Прикладные нечеткие системы / К. Асаи, Д. Ватада, С. Иваи. - Пер. с япон. - М., Мир, 1993.-368 с.