Оптимізаційна модель тягового асинхронного електроприводу дизель-поїзда та її дослідження

Abstract

Розглянуті підходи до побудови систем керування тяговим асинхронним електроприводом дизель-поїздів. Проведено аналіз математичних моделей та вибір методу синтезу управлінь системи керування електроприводом дизель-поїзда. В основу оптимізаційної математичної моделі електроприводу покладено алгоритм методу векторного керування. Математична модель електроприводу включає в себе модель тягового двигуна, яка представлена в двофазній ортогональній системі координат, орієнтованій за вектором потокозчеплення ротора та математичну модель руху дизель-поїзда. Для синтезу управлінь запропоновано використання методу варіаційного числення шляхом рішення загальної задачі Лагранжа. Для знаходження невизначених множників Лагранжа запропоновані методики подолання цього недоліку даного методу. Шляхом моделювання отримано види управлінь у вигляді аналітичних співвідношень як складових рішення диференціального рівняння - однорідного і вимушеного рішень. Проведено дослідження запропонованої моделі як з точки зору її адекватності, так і її можливості застосування для цілей синтезу управлінь. Результати досліджень надано у вигляді графіків процесів характерних фазових змінних та таблиць.

Approaches to the construction of control systems for the traction asynchronous electric drive of diesel trains are considered. The analysis of mathematical models and the selection of the method of synthesis of the controls of the electric drive control system of the diesel train were carried out. The optimization mathematical model of the electric drive is based on the algorithm of the vector control method. The mathematical model of the electric drive includes a model of the traction motor, which is presented in a two-phase orthogonal coordinate system, oriented along the vector of the rotor flux coupling, and a mathematical model of the movement of a diesel train. For the synthesis of controls, it is proposed to use the method of variational calculus by solving the general Lagrange problem. Techniques for overcoming this shortcoming of this method are proposed for finding undetermined Lagrange multipliers. By means of modeling, the types of controls in the form of analytical ratios are obtained as components of the solution of the differential equation - homogeneous and forced solutions. The study of the proposed model was carried out both from the point of view of its adequacy and its applicability for the purposes of the synthesis of management. The research results are presented in the form of graphs of processes of characteristic phase variables and tables.