Проведено синтез і дослідження регуляторів дробового порядку, які для ряду технологічних процесів забезпечують найкращі показники якості перехідних процесів, зокрема для двигуна постійного струму з послідовним збудженням. Внаслідок залежності магнітного потоку від струму якоря та насичення магнітної системи якірний ланцюг двигуна характеризується як ланка з суттєвими нелинейними властивостями в статичних та динамічних режимах. Але з високою точністю його можна описати передавальною функцією дробового порядку. Завдяки відповідним дробовим інтегрально-диференційним регуляторам стає можливим забезпечити якість перехідних процесів значно кращу, ніж з класичними регуляторами. Розглянуто стандартні методи синтезу коефіцієнтів регуляторів і встановлено, що подібні налаштування призводять до погіршення перехідних процесів через насичення регуляторів, викликаної обмеженням напруги джерела живлення. Отже, для замкнутого контуру з різними структурами дробових регуляторів було запропоновано використовувати генетичний алгоритм для визначення оптимальних значень коефіцієнтів регуляторів за критерієм найменшого часу першого узгодження і мінімального перерегулювання. Експериментальні дослідження з різними структурами регуляторів проведено для налаштувань на модульний опти- мум і дробовий порядок астатизму від 0.35 до 1.5. За отриманими результатами можна стверджувати, що найкращі показники забезпечують регулятори з астатизмом 1+μ co , 1.5 . Тоді перерегулювання фактично менше 2 %. Також показано, що при астатизмі 1+μ co забезпечується висока якість перехідних процесів і в зоні ненасиченої магнітної системи. Результати дослідження можуть бути використані в першу чергу в системах замкнутого керування в двигунах постійного струму з послідовним збудженням, а також з об'єктами, в яких спостерігається степеневі закономірностіКлючові слова: дробове обчислення, регулятори з дробовим порядком диференціювання і інтегрування, двигун послідовного збудження UDC 621.313.222:681.5.033.2, 621.316.7

Дослiджено замкненi системи з дробовим порядком астатизму, якi для багатьох технiчних об'єктiв забезпечують кращi динамiчнi i статичнi показники порiвняно з системами з цiлочисельним порядком. На пiдставi аналiзу частотних характеристик, перехiдних процесiв i модифiкованого критерiю оцiнки якостi отримано оптимальнi спiввiдношення мiж параметрами бажаної передавальної функцiї. Надано нормованi перехiднi функцiї, на пiдставi яких може бути обрано бажаний порядок астатизму системи i визначено структуру i параметри регулятора. Розглянуто процес стабiлiзацiї потужностi рiзання фрезерного верстата, як приклад систем з нелiнiйними параметричними i структурними залежностями по каналах управлiння i збурення. Показано, що дробовi iнтегрально-диференцiйнi регулятори дозволяють забезпечити порядок астатизму вiд 1.3 до 1.7 та припустиме перерегулювання в широкому дiапазонi зовнiшнiх впливiв. Розроблено метод наближеного розрахунку дробових iнтегралiв, заснований на апроксимацiї старших коефiцiєнтiв розкладання в ряд геометричною прогресiєю. Це забезпечує скорочення необхiдних обсягiв пам'ятi для зберiгання масивiв коефiцiєнтiв i iсторiї вхiдних сигналiв та вимагає значно менших витрат часу процесора. Для процесорiв Intel® Quark™ SoC X1000 та FPGA Altera Cyclone V перiод квантування склав одиницi мiкросекунд, для Atmega328 -одиницi мiлiсекунд. Це дозволяє реалiзувати дробовi iнтегрально-диференцiйнi регулятори на базi широко поширених сучасних мiкропроцесорiв i застосовувати методи дробово-iнтегрального числення для синтезу швидкодiючих систем автоматичного управлiння. Запропонованi методи синтезу i реалiзацiї дискретних дробових iнтегрально-диференцiйних регуляторiв можуть бути застосованi для об'єктiв управлiння як з дробовим, так i цiлочисельним порядком диференцiйних рiвняньКлючовi слова: астатична система, дробове iнтегрування, дробове диференцiювання, алгоритм швидкого розрахунку дробового iнтегралу UDC 644.1+004,9:517.9

No abstract

No abstract

The bucket positioning of the excavator in three-dimensions (3-D) is the precondition of the robotic excavator starting automatized works. The electric excavator is one of the most widely used machinery in the mining industry, mainly due to its versatility and portability. Among the tasks performed by the excavator, there is a significant number of repetitive movements associated with moving the bucket to the unloading point and back to the face. Using automated functions to perform such repetitive tasks will not only significantly increase overall productivity, but also reduce energy consumption. This research is carried out to create a method of coordinate control of electric drives of the boom, dipper stick, and bucket of an electric excavator to perform accurate and efficient work. On the basis of the kinematic analysis of the excavator’s attachment system, the trajectory of the end of the working body can be determined from the point of view of the coordinated movement of the electric drives of the main mechanisms of the excavator. Thus, the complex algorithm of the excavator bucket 3-D position control can be carried out by coordinated control of the movement of three separate electric drives. This coordinate control algorithm was tested on the example of the EKG-8I excavator, and the results of the verification showed that this developed control method can satisfactorily perform the function of automatic control of the bucket position in three-dimensional space. Optimization of control will be further carried out based on the analysis of the energy efficiency of various possible trajectories.