Кафедра "Автоматизовані електромеханічні системи"
Постійне посилання зібрання
Офіційний сайт кафедри http://web.kpi.kharkov.ua/aems
Від 1992 року кафедра має назву "Автоматизовані електромеханічні системи", попередня назва – кафедра "Електрифікація промислових підприємств", первісна – кафедра електроустаткування. Кафедра електроустаткування заснована у 1930 році професором Павлом Петровичем Копняєвим – основоположником Української та Харківської школи електротехніки. Першим завідувачем кафедри був Борис Осипович Кремінь.
Кафедра займається підготовкою спеціалістів (бакалаврів, спеціалістів та магістрів) з електромеханічних систем автоматизації, електроприводу, мехатроніки та робототехніки. З часу створення кафедрою підготовлено понад 5,5 тисяч інженерів, спеціалістів, магістрів, зокрема понад 300 магістрів та кандидатів технічних наук для 47 країн світу
Кафедра входить до складу Навчально-наукового інституту енергетики, електроніки та електромеханіки Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".
У складі науково-педагогічного колективу кафедри працюють 3 доктора технічних наук, 13 кандидатів технічних наук, 1 доктор філософії; 2 співробітника мають звання професора, 9 – доцента.
Переглянути
Нові надходження
Документ Эволюция киберфизических систем(Scientific Publishing Center "Sci-conf.com.ua", 2021) Воробьѐв, Богдан Витальевич; Погасий, Сергей СергеевичАнализ количества публикаций о киберфизических системах показывает устойчививую тенденцию к росту. Обзор определений киберфизических систем раскрывает общую терминологию информатики и системной инженерии. Определения в значительной степени согласованы во времени и выделяют набор из 6 общих характеристик киберфизических систем.Документ Mathematical Modelling of Transients In the Electric Drive of the Turnout of the Mono-Sleeper Type With Switched-Inductor Motor(National technical university "Kharkov politechnical institute", 2021) Buriakovskyi, S. G.; Maslii, A. S.; Asmolova, L. V.; Goncharuk, N. T.The study is devoted to the development of the functionality of a railway track switch by introducing a switched inductor electric drive. This solution justifies simplifying the mechanical part of the switches by changing the gearbox to a ball screw and locating the all kinematic line of the switches on the mono-sleeper type. Goal. A study of the mono-sleeper turnout type behaviour to meet modern traffic safety requirements and improve operational reliability factors. Methodology. Based on electric drive theory, a kinematic line of a mono-switch turnout type with nonlinear friction characteristic is presented. Using differential equation theory and Laplace transformation, a mathematic description of a four-phase switched-inductor motor with ball-screw in a mechanical line of a single-mass electromechanical system has been made. A simulation mathematical model of the electric drive of mono-sleeper turnout type as the control system with a switche-inductor motor and nonlinear friction characteristic was built in MATLAB. Results. Simulation modelling of a mathematical model of a mono-sleeper turnout type with a switched-inductor motor and ball-screw gear has been developed and implemented. Studies of dynamics of turnout point movement have shown that, in contrast to the motors used today, the switched-inductor motor makes it possible to simplify the mechanical part of the drive, which leads to reduced time spent on laying and maintenance of turnout points, and therefore makes the design more reliable. The application of PID controller and fuzzy speed controller has shown improved dynamics of turnout point, while the fuzzy PID controller provides better performance of the set values and turnout point movements. Originality. First developed a mathematical model of the electric drive of the mono-sleeper turnout type, taking into account nonlinear friction characteristic, as an object of speed control of turnout point movement, is developed. Practical value. The developed mathematical model of a railway track turnout of the mono-sleeper type with a switched-inductor motor and ball-screw gear enables more efficient use of a microprocessor control system, creation of promising electric motor protection means and control of a turnout point.Документ Частотне керування асинхронним електроприводом(Право, 2023) Худяєв, Олександр Андрійович; Обруч, Ігор Володимирович; Асмолова, Лариса ВалеріївнаРозглянуто основні питання, пов’язані з керуванням електроприводом з асинхронним двигуном, побудову замкнених систем керування. Наведено системи скалярного, векторного та нейромережевого керування. Призначено для студентів спеціальності «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» та інших електротехнічних спеціальностей.Документ Дослідження системи векторного керування частотно-регульованим асинхронним електроприводом(2023) Аніщенко, Микола Васильович; Обруч, Ігор ВолодимировичДокумент Методичні вказівки до виконання розрахункової роботи "Розрахунок показників надійності електропривода та складання алгоритмів діагностики несправностей"(2023) Ковальов, Віктор МиколайовичАвтоматизований електропривод (ЕП) є основною складовою у всіх галузях економіки. Надійність електроприводу визначається часом безвідмовної роботи протягом напрацювання на відмову, а діагностика визначає способи і методи пошуку несправності. Мета розрахункової роботи (РР) з курсу “Надійність та діагностика” – систематизація та поглиблення теоретичних і практичних знань у студентів, розвиток їх аналітичного і творчого мислення, отримання практичних навичок з розрахунків надійності електроприводів та складання діагностичних алгоритмів для пошуку несправностей в електроприводах. При виконанні РР студент самостійно приймає технічні рішення, відповідає за правильність розрахунків, використовуючи чинні методичні вказівки та конспект лекцій. Роль керівника полягає у поясненні окремих питань, що виникають у процесі виконання роботи. Керівник не перевіряє правильність розрахунків у процесі виконання РР. Порядок перевірки й захисту РР полягає у наступному. Виконану РР студент здає керівникові для перевірки правильності розрахунків та прийнятих рішень. При відсутності помилок студент захищає РР перед керівником, тобто, розповідає принцип роботи схеми, порядок розрахунків і відповідає на запитання. Якщо РР містить суттєві помилки, то керівник повертає її студенту для виправлення. Критерії оцінки, що виставляються студентам за виконання та захист РР, такі. Оцінка А (90-100): РР виконана у повному обсязі з правильними розрахунками і з описом принципу дії схеми; студент вільно відповідає на всі запитання та вільно орієнтується в схемі. Оцінка В (82-89): РР виконана не у повному обсязі з правильними розрахунками, мають місце неточності при описі схеми, відповіді студента на запитання не є повними. Оцінка С (74-81): РР виконана з незначними помилками в розрахунках, відповіді студента на запитання є неточними або мають загальний характер. Оцінка D (64-73): РР виконана з помилками в розрахунках, що були знайдені керівником у процесі її перевірки і виправлені студентом, відповіді студента на запитання є непевними або мають загальний характер. Оцінка Е (60-63): РР виконана з помилками в розрахунках, що були знайдені керівником у процесі її перевірки і виправлені студентом, студент непевно відповідає на запитання з принципу роботи електричної схеми.Документ Development of control systems for movement mechanisms of electric drives based on neural networks(Institute of Thermomechanics AS CR, v.v.i., Czech Republic, 2018) Kutovoi, Yu. N.; Obruch, I. V.; Kunchenko, T. Yu.The paper presents the results of the development and investigations of intelligent control systems for electric drives of DC and AC movement mechanisms. It is shown that the use of methods of genetic algorithms for training and structural optimization of neural systems makes it possible to synthesize the control law excluding the self-oscillating process arising from the nonlinearity of the "friction pair" type load. The developed systems have a single easily realizable feedback on the speed of the motor which does not create difficulties in physical realization.Документ Разработка системы автоматического регулирования давления в сети нефтепровода(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Павлов, А. О.; Дрюнин, Д. Г.; Кунченко, Татьяна ЮрьевнаДокумент Автоматическое управление скоростным режимом рельсовых транспортных средств с помощью технологий компьютерного зрения(2020) Кутовой, Юрий Николаевич; Кириленко, Ярослав Александрович; Кунченко, Татьяна ЮрьевнаРассмотрены возможности применения современных алгоритмов компьютерного зрения для создания систем автоматического регулирования скорости приводов рельсовых транспортных средств. Показано что указанные алгоритмы позволяют создать системы автовождения и системы реализации максимальной силы тяги по условию сцепления.Документ Методичні вказівки по розрахунку параметрів і характеристик та комплектації систем автоматизованого електропривода(Видавничий центр НТУ "ХПІ", 2022) Тукалов, Ігор Олегович; Кунченко, Тетяна ЮріївнаПодано навчально-методичний супровід самостійної роботи студентів з проектування реверсивних тиристорних перетворювачів постійного струму, а також розрахунку та обрання компонентів для сучасних систем автоматизованих електроприводів. Призначений для студентів спеціальності 141 – "Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка", що спеціалізуються за напрямами: 141.09 – "Електромеханічні системи автоматизації та електропривод", 141.10 – "Мехатроніка та робототехніка", а також студентів інших спеціальностей, що вивчають ці або суміжні дисципліни.Документ Розробка засобів організації потоку робіт при автоматизованому проектуванні радіотехнічних систем(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2017) Чуріков, В. В.; Котляров, В. О.Документ Перевірка працездатності програмного забезпечення для керування мобільними роботами за допомогою тривимірного моделювання(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Котляров, Володимир Олегович; Скорняков, Ю. С.Документ Автоматизація прийняття проектних рішень в середовищі навчання радіоелектроніці в ігровій формі(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Закапко, Олександр Григорович; Котляров, Володимир ОлеговичДокумент Web-интерфейс учебного стенда для дистанционного изучения микропроцессорных средств мехатроники(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Старостенко, С. О.; Котляров, Владимир ОлеговичДокумент Современные подходы к проектированию учебных роботов(ФОП Панов А. М., 2020) Морозов, Д. С.; Котляров, Владимир ОлеговичДокумент Оцінювання технічного рівня мехатронних систем засобами штучного інтелекту(ТОВ "Планета-Прінт", 2021) Котляров, Володимир Олегович; Воронцова, Марина Юріївна; Олійник, О. Є.; Тищенко, Л. В.Документ Fundamentals of studying typical dynamic control actions in MATLAB(PromArt, 2022) Asmolova, L. V.; Shamardina, V. M.; Chudovska, T. S.Study guide includes materials for basic student's knowledge of time and frequency responses of typical dynamic control actions described by transfer functions. To perform tasks in lab classes MATLAB software is recommended to use. The study provides instructions on how to perform the lab classes, how tasks should be performed. Specialized icons and commands of Simulink for this purpose are described Study Guide to Lab Classes are for students of specialty 141 "Electric Power Engineering, Electrical Engineering and Electromechanics" learning the discipline "Theory of Automatic Control. Part 1" on Educational Program in English.Документ Основи теорії автоматичного регулювання електромеханотронних систем(Харківський національний університет міського господарства ім. О. М. Бекетова, 2019) Щербак, Яків Васильович; Івакіна, Катерина ЯківнаУ навчальному посібнику висвітлено засади теорії та методи аналізу й синтезу автоматичних електромеханотронних систем. Приведений матеріал містить широке коло питань з теорії лінійних неперервних та імпульсних систем автоматичного регулювання. Розглянуто моделювання динамічних ланок і автоматичних систем з перетворювачами електроенергії. Призначено для студентів спеціальності 141 – Електроенергетика, електротехніка, електромеханіка, а також інших електротехнічних спеціальностей вищих технічних навчальних закладів та наукових співробітників і інженерів.Документ Energy efficient asynchronous electric drive of an electromobile(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Vorobiov, Bohdan VitaliyovichThe introductory part of the article describes the relevance of developments in the field of electric vehicles, as well as an economic analysis of the feasibility of using electricity as fuel instead of gasoline on the example of some mass-produced cars. Based on the general requirements for vehicles, a functional diagram of an asynchronous electric drive of an electric vehicle with a supercapacitor battery was built and justified as an intermediate link for the accumulation of electrical braking energy, all elements of the electric drive are described and justified. The parameters of a supercapacitor battery are obtained that can provide the necessary capacity for energy recovery. The optimal structure of the power energy converter was selected, as well as the necessary control algorithms. A mathematical computer model of the electric drive has been built, taking into account all the loads that the electric car experiences during movement, and also allowing modeling the necessary coordinates in various urban cycles of vehicle traffic. A computer simulation of the characteristics of the system was carried out when driving on a horizontal road, as well as when driving from a slope at an angle of 20 °. The characteristics of changes in the voltage on the battery of supercapacitors during regenerative braking are obtained, which allow us to obtain data on the nature of the processes in the battery at each stage of the motion cycle. Transient processes of engine speed and torque are obtained that correspond to the driving influences and the selected control method. The adequacy of the computer model is confirmed and the obtained data are compared with the experimental data presented in the sources. Quantitative indicators of energy recovered in a supercapacitor battery are obtained.Документ Применение многофазного широтно-импульсного преобразователя с двумя накопителями электроэнергии в тяговом электроприводе электромобиля(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Семиков, Алексей ВладимировичРассмотрена схема одновременного питания машины постоянного тока от двух накопителей электроэнергии (аккумуляторной и суперконденсаторной батарей) с многофазным широтно-импульсным преобразователем. Показано, что при таком решении требуется меньше ёмкость суперконденсаторной батареи в сравнении со схемами с разделительным диодом между накопителями или с переключением между ними. Выполнено моделирование работы электропривода на модели, учитывающей дискретизацию по времени и по уровню в системе управления и широтно-импульсную модуляцию силовых ключей. Получены временные диаграммы результатов моделирования для различного распределения тока якоря между накопителями. Показана возможность использования энергии суперконденсаторной батареи на всём интервале разгона для уменьшения потерь в аккумуляторной батарее, обладающей в несколько раз большим внутренним сопротивлением по сравнению с суперконденсаторной батареей, а также возможность при рекуперативном торможении направлять часть энергии в аккумуляторную батарею, чтобы при торможениях на продолжительных спусках обеспечивать рекуперацию энергии по значению превышающую допустимую для накопления в суперконденсаторной батарее. Полученные временные диаграммы подтвердили адекватность компьютерной модели и стабильность работы тягового электропривода при одновременном питании от двух накопителей электроэнергии. Указано на преимущество данной схемы обеспечивать уменьшение пульсаций тока якоря и накопителей, вызванных широтно-импульсной модуляцией, что уменьшает потери в них и минимально необходимое значение ёмкостей конденсаторов в широтно-импульсном преобразователе.Документ Компьютерное моделирование синхронизации скоростей в электроприводе электромобиля с упрощённой коробкой передач(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Сакун, Евгений ВладиславовичОграниченность мировых запасов нефти и газа, а также постоянно ухудшающаяся экологическая обстановка в крупных городах обуславливают необходимость перехода человечества на электрический транспорт. В связи с тем, что используемые в электромобилях аккумуляторные батареи имеют высокую стоимость, вес, габариты и обеспечивают ограниченную дальность пробега без подзарядки, актуальной зада -чей является повышение энергоэффективности всех компонентов тягового электропривода. В статье рассмотрена возможность создания системы электропривода для электромобиля с упрощённой двухскоростной коробкой передач, которая не только повышает энергоэффективность электропривода, но и устраняет необходимость в механических фрикционных синхронизаторах за счёт выполнения синхронизации скоростей валов средствами программного управления электрическим преобразователем. Предложена система управления процессом синхронизации, построенная по принципу подчинённого регулирования с двумя контурами: контуром регулирования тока и контуром регулирования скорости вала двигателя с изменением структуры электромеханической системы при движении электромобиля. Разработана компьютерная модель системы, включающая в себя модель электродвигателя и трансмиссии, модель полупроводникового силового преобразователя, блок регулятора тока, блок регулятора скорости, блок расчёта сигнала задания скорости, блок программного управления переключением передач и блок модели водителя. В качестве параметров моделирования были использованы реальные данные созданного на кафедре «Автоматизированные электромеханические системы» электромобиля на базе автомобиля «Ланос». Приведены и проанализированы графики переходных процессов при разгоне и торможении электромобиля с переключением передач. Полученные результаты моделирования подтверждают реализуемость предложенной идеи.