Аннотация

В монографии изложены основы теории динамики электромеханических систем (ЭМС), включающих широкий класс электроприводов (ЭП) различных машин и механизмов, у которых в нормальных либо аномальных режимах работы имеет место буксование, юз, проскальзывание, сопровождающиеся возникновением автоколебательных процессов. Показано, что электропривод является специфическим источником механической энергии, который в одних случаях может порождать автоколебания, в других — устранять автоколебания, неизбежные для механической системы. Для «падающего» участка нелинейной механической характеристики нагрузки ЭП, на котором увеличение скорости проскальзывания приводит к снижению коэффициента трения, по аналогии с электрическим «отрицательным динамическим сопротивлением» введено понятие «отрицательное вязкое трение» (ОВТ), исследованы динамические режимы типовых разомкнутых и замкнутых ЭМС с ОВТ, определены условия возникновения нерелаксационных фрикционных автоколебаний (АКФ). Указаны принципы управления электроприводами с нелинейной фрикционной нагрузкой и предложены методики синтеза электромеханических систем (в том числе с фаззи- и нейрорегуляторами), устраняющих нерелаксационные АКФ. Предложен квазинейрорегулятор, обеспечивающий заданные показатели регулирования, выполненный по структуре простейшего нейрона, и методика расчета весовых коэффициентов по выведенным аналитическим соотношениям. Компьютерным моделированием подтверждено многообразие форм АКФ и установлено их соответствие наблюдаемым в реальных условиях работы машин и механизмов.

Описано и объяснено зафиксированное автором при экспериментальных исследованиях в Магдебургском университете им. Отто фон Герике явление усиления упругих колебаний нелинейностью трения при колебаниях силы нормального давления, которое следует отличать от АКФ.

Изучена динамика ЭМС при медленных перемещениях в условиях срывных АКФ (stick-slip) и предложены пути повышения точности отработки задания средствами регулируемого электропривода.

Приведены результаты экспериментальных исследований, подтверждающие теоретические положения, а также примеры практических разработок устройств обнаружения и устранения буксования, юза и фрикционных автоколебаний. Указаны направления перспектив исследований в области динамики электромеханических систем с нелинейным трением.