Застосування широтно-імпульсної модуляції для управління виконавчим пристроєм адаптивної системи протипожежного захисту.

Дурєєв Вячеслав Олександрович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-7981-6779

Бондаренко Сергій Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-4687-1763

Антошкин Олексій Анатолійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-2481-2030

Михайловська Юлія Валеріївна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-1090-5033

Маляров Мурат Всеволодович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-4052-7128

Мурін Михайло Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-9898-0128

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2025-41-4

Ключові слова: адаптивна система, постійна часу, виконавчий пристрій, широтно-імпульсна модуляція, скважність

Анотація

Розроблено функціональну модель приладу широтно-імпульсної модуляції для перетворення безперервного нормованого вхідного аналогового сигналу в пропорційний вихідний сигнал широтно-імпульсної модуляції виконавчого пристрою системи протипожежного захисту. Виконано аналіз наукової літератури, що дозволило урахувати в математичних моделях застосування широтно-імпульсної модуляції керуючого сигналу для управління роботою інерційним виконавчим пристроєм, що не розглядувалося раніше. Особливістю розробленої функціональної моделі є застосування широтно-імпульсної модуляції керуючого сигналу для управління роботою інерційним виконавчим пристроєм. Доведено, що для формування сигналу управління роботою виконавчого пристрою, модель приладу широтно-імпульсної модуляції управляючого сигналу повинна ураховувати тип, параметри роботи та конструктивні особливості виконавчого пристрою. Проведене дослідження впливу широтно-імпульсно модульованого управляючого сигналу на виконавчий пристрій. Представлено залежності розкидів сигналу на виході виконавчого пристрою з заданою постійною часу від безрозмірного параметру, що представлено в лога-рифмічній системі координат. Визначено залежність розкиду та помилки сигналу на виході виконавчого пристрою з заданим значенням постійної часу від величини управляючого сигналу, частоти широтно-імпульсної модуляції та інерційності реального виконавчого пристрою. Запропоновано безрозмірний критерій для визначення параметрів широтно-імпульсної модуляції сигналу керування виконавчим пристроєм з заданою інерційністю та розкидом управляючого сигналу. Результати застосування функціональної моделі підтверджують вірність прийнятої гіпотези, а розраховані параметрів роботи виконавчого пристрою відповідають експериментальним даним. Сформульовано рекомендації по визначенню параметрів безперервного управління виконавчим пристроєм.

Посилання

1. Passenbrunner T., Sassano M., Trogmann H., del Re L., Paulweber M., SchmidtM., Kokal H. Inverse torque control of hydrodynamic dynamometers for combustion engine test benches. Proceedings of the American Control Conference. 2011. Р.4598–4603. URL: https://www.researchgate.net/publication/224254112_Inverse_torque_control_
   of_hydrodynamic_dynamometers_for_combustion_engine_test_benches
2. Torabnia S., Banazadeh A. Development of a water brake dynamometer with regard to the modular product design methodology, Proceedings of the ASME 2014. 12th Biennial Conference on Engineering Systems Design and Analysis. 2014. № 15. P.20229–20232. doi:10.1115/ESDA2014-20232
3. Shao T., et al. A robust power regulation controller to enhance dynamic performance of voltage source converters, In IEEE Transactions on Power Electronics. 2019. Vol. 34. P. 12407–12422. Dec. doi: 10.1109/TPEL.2019.2906057
4. Kustanovich Z., Reissner F., Shivratri S., Weiss G. The sensitivity of grid-connected synchronverters with respect to measurement errors. IEEE Access. 2021. Vol. 9. P.118985–118995. doi:10.1109/ACCESS.2021.3107345
5. Aouini R., Marinescu B., Ben Kilani K., Elleuch M. Synchronverter-based emulation and control of HVDC transmission. IEEE Trans. PowerSystems. 2016. Vol.31. P. 278–286. URL: https://www.researchgate.net/publication/322998600_
   Synchronverter-based_emulation_and_control_of_HVDC_transmission
6. Ashabani M., Jung J. Synchronous voltage controllers: Voltage-basedemulation of synchronous machines for the integration of renewable energy sources. IEEE Access. 2020. Vol. 8. P. 49497–49508. doi:10.1109/ACCESS.2020.2976892
7. Busada C.A., Jorge S. G., Solsona J. A. Output admittance synthesizerfor synchronverters. In IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2021. doi:10.1109/TIE.2023.3277109
8. Abo-Khalil A.G., Al-Qawasmi A.-R., Eltamaly A. M., Yu B. G. Condition monitoring of DC-Link Electrolytic Capacitors in PWM power converters using OBL method. Sustainability. 2020. № 12. P. 719–726. URL: https://www.mdpi.com/2071-1050/12/9/3719
9. Mandrile F., Musumeci S., Carpaneto E., Bojoi R., Dragicevicand T., BlaabjergF. State-space modeling techniques of emerging grid-connected converters. Energies. 2020. Vol. 13. doi:10.3390/en13184824
10. Забара С. Моделювання систем у середовищі MATLAB. Університет «Україна», 2015. 137 с. URL: https://www.yakaboo.ua/modeljuvannja-sistem-u-seredovischi-matlab.html