DOI: https://doi.org/10.37129/2313-7509.2024.22.11

УДК 62-83:623.419

УДОСКОНАЛЕННЯ СПОСТЕРІГАЧА СТАНУ ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ НАВЕДЕННЯ ЗЕНІТНО-РАКЕТНИХ КОМПЛЕКСІВ

В роботі обґрунтована необхідність удосконалення адаптивного спостерігача стану електроприводів наведення сучасних зенітно-ракетних комплексів з метою забезпечення працездатності електроприводів при роботі виконавчого двигуна в зоні швидкостей вищих за номінальну та підвищення загальної швидкодії системи наведення.

Розглянута структура відомого адаптивного спостерігача стану електроприводів бойових машин, розробленого на основі спостерігачів Люенбергера. Проведено дослідження впливу невизначеності параметрів виконавчого двигуна постійного струму Д-135 на роботу зазначеного спостерігача стану у складі системи наведення зенітно-ракетного комплексу 9К35 засобами імітаційного моделювання в програмному середовищі Matlab/Simulink. Результати дослідження показали, що електропривод наведення зі спостерігачем стану відомої структури має гарні показники робастності по відношенню до відхилень значень активного опору обмотки якоря та моменту інерції якоря від номінальних, похибка оцінки частоти обертання виконавчого двигуна не перевищила 4%. У той же час, при послабленні магнітного потоку двигуна, що характеризує перехід електроприводу у зону вищих за номінальну швидкостей, результати дослідження виявили повну непрацездатність пропонованої структури спостерігача стану.

Для вирішення виявленої проблеми проведений синтез та удосконалення структури відомого спостерігача стану модальним методом з урахуванням кривої намагнічення виконавчого двигуна. Попередньо була здійснена лінеаризація кривої намагнічення та представлення її у формі лінійної залежності коефіцієнту ЕРС та моменту від струму збудження виконавчого двигуна. Проведено чисельне дослідження роботи удосконаленого спостерігача стану у складі системи наведення зенітно-ракетного комплексу 9К35 засобами Matlab/Simulink.

Результати моделювання довели повну працездатність удосконаленої структури спостерігача при роботі електроприводу наведення в обох зонах швидкостей обертання.

Ключові слова: спостерігач Люенбергера, виконавчий двигун, електропривод наведення, зенітно-ракетний комплекс.

ПОВНИЙ ТЕКСТ СТАТТІ

Список бібліографічних посилань

1. Upgradation of 40mm L70 Air Defence Gun. Tata Advanced Systems. URL: https://www.tataadvancedsystems.com/air-defence-gun40mm (дата звернення: 22.03.2024).

2. Advanced Aerospace & Defense Motion Control Solutions. Allied Motion. URL: https://www.alliedmotion.com/motion-control-solutions-for-aerospace-defense/ (дата звернення: 22.03.2024).

3. Ширяев О. А., Сойкин Ю. М. Устройство и эксплуатация зенитного ракетного комплекса «Стрела-10»: учебное пособие. Алматы : Қазақ университеті, 2020. 166 с.

4. Зенітна гармата С-60 у російсько-українській війні. ГО «Український мілітарний центр». URL: https://mil.in.ua/uk/articles/zenitna-garmata-s-60-u-rosijsko-ukrayinskij-vijni/ (дата звернення: 22.03.2024).

5. Лащо Д., Коваль А., Букарос А. Оптимальне налаштування позиційного електроприводу системи наведення зразків ракетно-артилерійського озброєння. Національна безпека України. 2021. № 4. С. 93-97.

6. Потапенко Е. М., Потапенко Е. Е., Казурова А. Е. Робастное управление неопределенной электромеханической системой. Радіоелектроніка, інформатика, управління. 2006. № 1 (15). С. 129-136.

7. Rigatos G. G., Siano P. Sensorless Control of Electric Motors with Kalman Filters: Applications to Robotic and Industrial Systems. International Journal of Advanced Robotic Systems. 2011. Vol. 8. No. 6. P. 62-80. DOI: https://doi.org/10.5772/10680.

8. Abut T. Control of a DC Motor using Sensorless Observer Based Sliding Mode Control Method. International Journal of Engineering Trends and Technology. 2018. Vol. 66. No. 2. P. 67–72. DOI: http://dx.doi.org/10.14445/22315381/IJETT-V66P212.

9. Букарос А. Ю., Герега О. М., Сергеєв В. В., Обнявко Т. С., Коньков К. Д. Спостерігач стану електроприводів наведення бойових машин. Збірник наукових праць Військової академії (м. Одеса). 2022. № 1(17). С.116-124. DOI: https://doi.org/10.37129/2313-7509.2022.17.116-124

10. Painter G. L. Computer Simulated Missile-Target Engagement with a Luenbtrger Observer and a Ground Observer: Master Theses / Naval Postgraduate School. Monterey, California, 1991. 107 р.

11. Панкратов А. І. Системи керування електроприводами. Видання 2: навчальний посібник Краматорськ: ДДМА, 2018. 225 с.

12. Krause, P.C., Wasynczuk, O., Sudhoff, S.D. Analysis of Electric Machinery and Drive Systems. New York: Wiley-IEEE, 2002. 680 p. DOI:10.1002/9781118524336.

13. Бурик М.П. Електромеханічні системи підпорядкованої структури з властивостями слабкої чутливості до параметричних та координатних збурень: монографія. Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021. 268 с.

References

1. Upgradation of 40mm L70 Air Defence Gun. (n.d.). Tata Advanced Systems. Retrieved from https://www.tataadvancedsystems.com/air-defence-gun40mm.

2. Advanced Aerospace & Defense Motion Control Solutions. (n.d.). Allied Motion. Retrieved from https://www.alliedmotion.com/motion-control-solutions-for-aerospace-defense/

3. Shiryaev, O. A., & Soykin, Yu. M. (2022). Construction and operation of the Strela-10 anti-aircraft missile system. Kazahstanskiy universitet Publ. [in Russian].

4. Anti-aircraft gun S-60 in the Russian-Ukrainian war. (2022). PA "Ukrainian Military Center". Retrieved from https://mil.in.ua/uk/articles/zenitna-garmata-s-60-u-rosijsko-ukrayinskij-vijni/ [in Ukrainian].

5. Lashcho, D., Koval, A., & Bukaros, A. (2021). Optimal setting of the positional electric drive of the missile and artillery sample guidance system. National security of Ukraine, 4, 93-97. [in Ukrainian].

6. Potapenko, E. M., Potapenko, E. E., & Kazurova, A. E. (2006). Robust control of an uncertain electromechanical system. Radio Electronics, Computer Science, Control, 1 (15), 129-136. [in Russian].

7. Rigatos, G. G., & Siano, P. (2011). Sensorless Control of Electric Motors with Kalman Filters: Applications to Robotic and Industrial Systems. International Journal of Advanced Robotic Systems, 8 (6), 62-80. DOI: https://doi.org/10.5772/10680.

8. Abut T. (2018). Control of a DC Motor using Sensorless Observer Based Sliding Mode Control Method. International Journal of Engineering Trends and Technology, 66 (2), 67-72 DOI: http://dx.doi.org/10.14445/22315381/IJETT-V66P212.

9. Bukaros, A. Yu., Hereha, O. M., Serheiev, V. V., Obniavko, T. S., & Konkov, K. D. (2022). State Observer of the Combat Vehicle Electric Drives. Collection of scientific works of Odesa Military Academy, 1 (17), 116-124. DOI: https://doi.org/10.37129/2313-7509.2022.17.116-124. [in Ukrainian].

10. Painter, G. L. (1991). Computer Simulated Missile-Target Engagement with a Luenbtrger Observer and a Ground Observer. (Master Theses). Naval Postgraduate School.

11. Pankratov, A. I. (2018). Control systems of electric drives. Edition 2. DDMA Publ. [in Ukrainian].

12. Krause, P.C., Wasynczuk, O., & Sudhoff, S.D. (2002). Analysis of Electric Machinery and Drive Systems. Wiley-IEEE Publ. DOI:10.1002/9781118524336.

13. Buryk, M. P. (2021). Electromechanical systems of subordinate structure with properties of low sensitivity to parametric and coordinate perturbations. KPI im. Ihoria Sikorskoho Publ. [in Ukrainian].

Стаття надійшла до редакції 17.12.2024