Ключові слова
structural instability
electromagnetic suspension
levitation
stabilization
modal control
speed observer
statics
dynamics
research
modeling електромагніт постійного струму
структурна нестійкість
магнітний підвіс
стабілізація
модальне керування
спостерігач швидкості
статика
динаміка
дослідження
моделювання
Як цитувати
Анотація
Розроблена уточнена математична модель електромагніту постійного струму, яка враховує незмінність напрямку та квадратичну залежність зусилля від магнітного потоку і зазору. Складена імітаційна модель електромагніту в пакеті Matlab. Показана структурна нестійкість нерегульованого магнітного підвісу. Синтезовано модальний регулятор, який забезпечує стійкість і задані показники якості статичних і динамічних режимів. З метою спрощення технічної реалізації розроблено спостерігач стану Луенбергера, що забезпечує отримання оцінки невимірюваної швидкості підвішеної маси. Проведено моделювання роботи електромагнітного підвісу під час відпрацювання задавальної дії та збурень за зусиллям та робочим зазором. Отримані результати досліджень підтверджують працездатність розробленої моделі і її придатність для проведення уточненого моделювання та синтезу законів керування електромагнітним підвісом, а також свідчать про можливість застосування методів модального керування та спостереження стану для структурно нестійких об’єктів. Бібл. 20, рис. 12, табл. 1.
Посилання
Han H.-S., Kim D.-S. Magnetic Levitation: Maglev Technology and Applications. Springer Tracts on Transportation and Traffic. Dordrecht: Springer Netherlands, 2016. 247 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-017-7524-3.
Livingston J.D. Rising Force: The Magic of Magnetic Levitation. Cumberland: Harvard University Press, 2011. 288 p. DOI: https://doi.org/10.4159/harvard.9780674061095
Sangster A.J. Fundamentals of Electromagnetic Levitation: Engineering sustainability through efficiency. London: The Institution of Engineering and Technology, 2012. 248 p. DOI: https://doi.org/10.1049/PBCS024E
Karabacak Y. Application of PID and self-tuning fuzzy PID control methods in the control of non-linear magnetic levitation system. Journal of Innovative Enginttring and Natural Science. 2024. Vol. 4. No. 2. Pp. 514-529. DOI: https://doi.org/10.61112/jiens.1420710.
Sinha P.K. Electromagnetic suspension: dynamics and control. London, U.K: Peter Peregrinus Ltd, 1987. 304 p.
Charara A., De Miras J., Caron B. Nonlinear control of a magnetic levitation system without premagnetization. IEEE Transactions on Control Systems Technology. 1996. Vol. 4. No 5. Pp. 513-523. DOI: https://doi.org/10.1109/87.531918
Hurley W.G., Wolfle W.H. Electromagnetic design of a magnetic suspension system. IEEE Transactions on Education. May 1997. Vol. 40. No 2. Pp. 124-130. DOI: https://doi.org/10.1109/13.572325
Oliveira V.A., Costa E.F., Vargas J.B. Digital implementation of a magnetic suspension control system for laboratory experiments. IEEE Transactions on Education. Nov 1999. Vol. 42. No 4. Pp. 315-322. DOI: https://doi.org/10.1109/13.804538
El Hajjaji A., Ouladsine M. Modeling and nonlinear control of magnetic levitation systems. IEEE Transactions on Industrial Electronics, Aug. 2001. Vol. 48. No 4. Pp.831-838. DOI: https://doi.org/10.1109/41.937416
Popovych N.G., Gavriliuk V.A., Teriaiev V.I., Redko A.P., Avrimskii V.D. Mathematical model of the electromagnet of the electromagnetic suspension system. Izvestiia vysshyh uchebnyh pfvedenii. Elektrotekhnika. 1983. No 10. Pp. 116-117. (Rus)
Teriaiev V.I., Burlaka O.P. Mathematical model of an executive electromagnet for magnetic suspension systems. Electromechanical and energy systems, methods of modeling and optimization. Collection of scientific papers of the XI International scientific and technical conference of young scientists and specialists in the city of Kremenchuk. 9-11 April 2013. Kremenchuk: KRNU, 2013. Pp. 264-265. (Ukr)
Pryymak B.I. Theory of automatic control. Linear systems. Kyiv: Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2023. 310 p. (Ukr)
Tolochko O.I., Ryzhkov O.M. Synthesis and analysis of the modal control system of the crane mechanism of progressive movement taking into account the operation of the lifting mechanism. Tekhnichna Elektrodynamika. 2018. No 4. Pp. 131-134. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2018.04.131. (Ukr)
Tolochko O.I. Analysis and synthesis of electromechanical systems with state monitors: autoref. thesis for obtaining sciences. doctor's degree technical sciences: spec. 05.09.03 Electrotechnical complexes and systems, Kharkiv, 2004. 31 p. (Ukr)
Ladanyuk A.P., Lutska N.M., Kishenko V.D., Vlasenko L.O., Ivashchuk V.V. Methods of modern control theory: a textbook. Kyiv: Lira-K Publishing House, 2018. 368 p. (Ukr)
Motakabber S. M. A., Alam A. Z., Kamal K. I. B. Modelling and Control of a Magnetic Levitation System. Asian journal of electrical and electronic engineering. 2024. Vol. 4. No 1. Pp. 9-16. DOI: https://doi.org/10.69955/ajoeee.2024.v4i1.55
Teriaiev V.I. Stabilization of the electromagnetic suspension system using an accelerometer. Electromechanical and energy-saving systems. Quarterly scientific and industrial magazine. Kremenchuk: KRNU, 2014. No 4/2014 (28). Pp. 71-78. (Ukr)
Teriaiev V.I. Position stabilization system and active vibration protection of an object in space based on an electromagnetic suspension. Patent UA No 120636, 2017. (Ukr)
Teriaiev V.I. Two-channel system of high-precision control of the position of the object in space and its active vibration protection based on an electromagnetic suspension. Patent UA No 121576, 2017. (Ukr)
Shiao Y.S. Design and Implementation of a Controller for a Magnetic Levitation System. Proc. Natl. Sci. Counc. 2001. Iss. 11. No 2. Pp. 88-94.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Авторське право (c) 2025 Array