Створення тягового електроприводу моторвагонних поїздів на базі сучасних інформаційних технологій

20. Заполовский Н.И. Синтез системы векторного управления тяговым асинхронным электроприводом локомотива / Н.И. Заполовский, В.И. Носков, Н.В. Мезенцев // Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". 2005. № 56. С. 151 156.

Здобувач сформулював та довів теорему для метода аналітичного конструювання регуляторів по критерію узагальненої роботи при нелінійно вхідних керуючих діяннях.

21. Носков В.И. Состояние и перспективы внедрения тяговых электроприводов переменного тока / В.И. Носков, Н.И. Шпика // Гідроенергетика України. - 2006. - № 2. С. 63 67.

Здобувач запропонував структурну схему електроприводу та систему керування дизель-поїздом.

22. Носков В.И. Исследование с помощью математических моделей тяговых асинхронных электроприводов / В.И. Носков // Комунальне господарство міст. - 2006. № 72. С. 288 298.

23. Дмитриенко В.Д. Алгоритмы обучения дискретных сетей АРТ без адаптации весов связей распределенных распознающих нейронов / В.Д. Дмитриенко, В.И. Носков, И.П. Хавина // Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". 2006. № 23. С. 35 48.

Здобувач запропонував новий метод розрахунку дискретних нейронних мереж АРТ і нові дискретні мережі АРТ.

24. Иванов К.А. Разработка методов оценки тяговых электропередач локомотивов / К.А. Иванов, В.И. Носков // Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". - 2007. - № 39. - с. 83 - 88.

Здобувач запропонував виконувати комплексну оцінку тягових електропередач локомотивів за допомогою інтегрального показника.

25. Носков В.И. Исследование с помощью математической модели тяговых электроприводов дизель-поезда ДЭЛ-02 / В.И. Носков // Рухомий склад та безпека руху на транспорті. - 2007. - Вип. 82. - С.131 - 138.

26. Носков В.И. Тяговый асинхронный электропривод скоростного электропоезда / В.И. Носков // Залізничний транспорт України. - 2009. - №2/1 (75). - С.16 - 18.

27. Дмитриенко В.Д. Синтез регуляторов методом АКОР А.А. Красовского при нелинейно входящих управлениях и случайных возмущающих воздействиях / В.Д. Дмитриенко, В.И. Носков, Н.В. Мезенцев // Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". 2009. № 12. С. 53 60.

Здобувач запропонував нову модифікацію метода аналітичного конструювання регуляторів за критерієм узагальненої роботи А.А. Красовського при наявності випадкових збурень.

28. Чернышев А.А. Инвертор. А.с. № 1646031 СССР, МКИ Н 02 М 7/515 / А.А. Чернышев, М.В. Мажинский, В.И. Носков, А.Н. Тараненко // (СССР). № 4619510/07; Заявл. 14.09.88; Опубл. 30.04.91. Бюл. № 16. 1 с.

Здобувач запропонував схему використання інвертора для резисторного гальмування частотно-керуємих асинхронних двигунів.

29. Чернышев А.А. Электрическая тяговая система транспортного средства. А.с. № 1677777 СССР, МКИ Н 02 J 9/00, B 60 L 11/12 / А.А. Чернышев, М.В. Мажинский, В.И. Носков // (СССР). № 4698209/07; Заявл. 31.09.91; Опубл.

15.09.91. Бюл. № 34. 1 с.

Здобувач запропонував схему електропередачі, яка дозволяє використовувати безстартерний запуск дизеля.

30. Чернышев А.А. Инвертор. А.с. № 1714775 СССР, МКИ Н 02 М 7/515 / А.А. Чернышев, М.В. Мажинский, В.И. Носков, А.Н. Тараненко // (СССР). № 4673866/07; Заявл. 04.04.89; Опубл. 23.02.92. Бюл. № 7. 1 с.

Здобувач запропонував використання інвертора для резисторного гальмування частотно-керуємого тягового асинхронного приводу.

31. Носков В.И. Исследование динамики тягового электропривода с асинхронным двигателем / В.И. Носков, А.Ф. Даниленко // Проблемы создания подвижного состава с асинхронными тяговыми двигателями : Всесоюзная науч.-техн. конф., 4-5 февраля 1986 г.: тезисы докл. М: 1986. С. 43 45.

Здобувач запропонував коректуючі засоби для забезпечення стійкості системи асинхронного електроприводу.

32. Грапонов В.Г. О новом подходе к решению проблем тягового электропривода переменного тока тепловоза / В.Г. Грапонов, М.В. Мажинский, В.С. Марченко, В.И. Носков, А.А. Чернышев // Сб. научных трудов. М.: МЭИ, - 1987. - Вып. 136. С. 36 40.

Здобувач запропонував новий підхід до створення тягового електроприводу змінного струму тепловоза.

33. Носков В.И. Гибридный исследовательский комплекс тягового асинхронного привода / В.И. Носков, Н.И. Заполовский, М.В. Мажинский, А.Ф. Даниленко, В.С. Капинус, А.А. Чернышев // Сб. научных трудов. Харьков: НИИ завода «Электротяжмаш». - 1989. Вып. 1. С. 30 35.

Здобувач запропонував структурну схему гібридного дослідного комплексу тягового асинхронного приводу.

34. Даниленко А.Ф. Вычислительная система для отладки и управления асинхронным приводом / А.Ф. Даниленко, Н.И. Заполовский, М.В. Мажинский, В.И. Носков // Функционально-ориентированные вычислительные системы : Республиканская науч.-техн. конф., 4-6 октября 1990 г.: тезисы докл. Харьков: ХПИ, 1990. С. 27 28.

Здобувач розробив модель датчика магнітного потоку і датчика струму і методи формування їх сигналів.

35. Мажинский М.В. Проблемы развития электропередач переменного тока / М.В. Мажинский, О.Р. Мандрыка, В.С. Марченко, В.И. Носков, А.А. Чернышев // Проблемы развития локомотивостроения : III Всесоюзная конф., 22-24 мая 1990 г.: тезисы докл. Ворошиловград: ВМСИ, 1990. С. 101 102.

Здобувач узагальнив основні проблеми розвитку електропередач змінного струму.

36. Мажинский М.В. Проблемы создания тягового электропривода переменного тока для тепловозов. / М.В.Мажинский, О.Р.Мандрыка, В.И. Носков, А.А. Чернышев // Проблемы создания подвижного состава с асинхронными тяговыми двигателями : II Международная науч.-техн. конф., 5-7 февраля 1990 г. - Рига, 1990. С. 32 33.

Здобувач узагальнив і сформулював проблеми створення тягового електроприводу змінного струму для тепловозів.

37. Носков В.И. Математическая модель электропривода на основе метода АКУР. / В.И. Носков, А.И. Баленко, Н.И. Заполовский // Функционально-ориентированные вычислительные системы : Международная науч.-техн. конф., октябрь 1993 г. Киев-Харьков, 1993. С. 20.

Здобувач розробив модель тягового електроприводу.

38. Заполовский Н.И. Исследование системы управления с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) / Н.И. Заполовский, В.И. Носков, А.И. Баленко // Информационные технологии: наука, техника, технология, образование, здоровье : Международная науч.-техн. конф., 19-21 апреля 1995 г. Харьков: ХГПУ, 1995. С. 168.

Здобувач запропонував спосіб керування електроприводом змінного струму з широтно-імпульсною модуляцією.

39. Заполовский Н.И. Исследование с помощью имитационного моделирования электропередачи дизель-поезда / Н.И. Заполовский, А.И. Баленко, В.И. Носков // Компьютерное моделирование. Сб. научных трудов. Белгород: БелГТАСМ, 1998. С. 74 79.

Здобувач запропонував математичну модель дизель-поїзда, структуру і параметри коректуючої ланки для системи керування.

40. Дмитриенко В.Д. Равновесные математические модели при синтезе регуляторов для систем управления тяговым приводом / В.Д. Дмитриенко, Н.И. Заполовский, В.И. Носков, А.И. Баленко // Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". 2002. № 9. С.67 72.

Здобувач запропонував алгоритм пошуку оптимальних наборів коефіцієнтів регуляторів, які отримано в процесі синтезу.

41. Дмитриенко В.Д. Адаптивный контроль отклонений в системах управления локомотивов с помощью нейронних сетей / В.Д. Дмитриенко, Н.И. Заполовский, В.И. Носков, М.В. Липчанский, Р.Д. Расрас // Проблеми інформатики і моделювання : Друга наук.-техн. конф., 28-30 листопада 2002 р. Харків: НТУ "ХПІ". 2002. С. 14.

Здобувач запропонував використання для контролю систем керування локомотивів таксономічного показника, розрахованого за допомогою нейронної мережі.

42. Дмитриенко В.Д. Обнаружение разладок в системах управления тягового подвижного состава с помощью искусственных нейронних сетей / В.Д. Дмитриенко, Н.И. Заполовский, В.И. Носков, М.В. Липчанский // Проблеми інформатики і моделювання : Третя наук.-техн. конф., 27-29 листопада 2003 р. Харків: НТУ "ХПІ". 2003. С. 14.

Здобувач запропонував для вирішення задач контроля та діагностики тягового рухомого складу застосовувати нейронні мережі.

43. Дмитриенко В.Д. Применение нейронных сетей для оптимизации системы управления ТАД / В.Д.Дмитриенко, В.И.Носков, Н.И.Заполовский., Н.В.Мезенцев // Проблеми інформатики і моделювання : Четверта наук.-техн. конф., 25-27 листопада 2004 р. Харків: НТУ "ХПІ". 2004. С. 22.

Здобувач запропонував ввести в систему керування енергетичною системою дизель-поїзда коректуючі пристрої на основі нейронних мереж.

44. Носков В.И. Использование новых информационных технологий на тяговом подвижном составе / В.И. Носков, В.Д. Дмитриенко, Н.И. Заполовский // Инфотелекоммуникационные технологии в науке, производстве и образовании : Первая международная науч.-техн. конф., 19 декабря 2004 г. Ставрополь: Северо-Кавказский гос. техн. ун-т, 2004. С. 302 304.

Здобувач запропонував використання нейромережних технологій для керування, контролю і діагностики тягового рухомого складу.

45. Носков В.И. Использование новых информационных технологий на подвижном составе / В.И. Носков, В.Д. Дмитриенко, Н.И. Заполовский // Перспективы и тенденции развития электротехнического оборудования : Пятый международный симпозиум ЭЛМАШ., 11-15 октября 2004 г. М., 2004. Т. 2. С. 112117.

Здобувач запропонував інформаційно-обчислювальний комплекс, який використовує для діагностики і контролю рухомого складу нейронної мережі.

46. Носков В.И. Оптимизация динамических режимов работы тягового электропривода постоянного тока / В.И. Носков, М.В. Липчанский // Праці Луганського відділення Міжнародної Академії інформатизації. 2005. № 1 (10). С. 65 70.

Здобувач сформулював задачу оптимального керування для тягового електроприводу постійного струму та запропонував алгоритм рішення задачі.

47. Носков В.И. Интеллектуальная система для поддержки принятия решений машинистом дизель-поезда / В.И. Носков, В.Д. Дмитриенко, М.В. Липчанский, А.Ю. Заковоротный // Автоматика-2005 : 12-та Міжнародна конференція з автоматичного керування, 30 травня 3 червня 2005 р. Харків: НТУ "ХПІ", 2005. Т. 1. С. 185.

Здобувач запропонував структуру інтелектуальної системи підтримки прийняття рішень і використання в ній нейронних мереж адаптивної резонансної теорії для розпізнавання динамічних режимів.

48. Носков В.И. Синтез системы векторного управления тяговым электроприводом дизель-поезда. / В.И. Носков, Н.И. Заполовский, Н.В. Мезенцев // Проблеми інформатики і моделювання : П'ята наук.-техн. конф., 24-26 листопада 2005 р. Харків: НТУ "ХПІ". 2005. С. 19.

Здобувач сформулював і довів узагальнену теорему для методу аналітичного конструювання регуляторів по критерію узагальненої роботи.

49. Дмитриенко В.Д. Новые алгоритмы обучения дискретных нейронных сетей адаптивной резонансной теории / В.Д. Дмитриенко, В.И. Носков, И.П. Хавина // Проблеми інформатики і моделювання : Шоста наук.-техн. конф., 23-25 листопада 2006 р. Харків: НТУ "ХПІ". 2006. С. 3 4.

Здобувач запропонував нові мережі адаптивної резонансної теорії.

50. Заполовский Н.И. Исследование алгоритмов синтеза терминальных управлений движением поезда / Н.И. Заполовский, В.И. Носков, И. Яр-Мухамедов // Проблеми інформатики і моделювання : Восьма наук.-техн. конф., 26-28 листопада 2008 р. Харків: НТУ "ХПІ". - 2008. С. 22.

Здобувач запропонував систему керування рухом поїзда з використанням методу термінального керування з мінімізацією економічних витрат.

АНОТАЦІЇ

Носков В.І. Створення тягового електроприводу моторвагонних поїздів на основі нових інформаційних технологій. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.22.09. - «Електротранспорт». Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут». Харків, - 2009.

Дисертація присвячена розвитку наукових основ теорії підвищення економічних, енергетичних і тягових характеристик електроприводу моторвагонних поїздів на основі створення тягового асинхронного привода (ТАП), його системи автоматичного керування і інформаційно-вимірювальній системи (ІВС).

Розроблена математична модель тягового електроприводу моторвагонного поїзда, що дозволила оптимізувати систему керування ТАП. Створена сучасна ІВС, яка підвищила ефективність і надійність роботи ТАП. Для вирішення задач керування, контролю і діагностики стану ТАП розроблені основи теорії синтезу оптимальних по критерію узагальненої роботи регуляторів для випадку, коли керування входить під знаки безперервних функцій, основи теорії застосування нейронних мереж в ТАП і нові нейронні мережі.

Ключові слова: економічні, енергетичні, тягові характеристики електроприводу, система автоматичного керування, інформаційно-вимірювальна система, контроль і діагностика стану тягового асинхронного електроприводу.

Носков В.И. Создание тягового электропривода моторвагонных поездов на основе новых информационных технологий. Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.22.09. - «Электротранспорт». Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт». Харьков, - 2009.

Диссертация посвящена развитию научных основ теории повышения экономических, энергетических и тяговых характеристик моторвагонного подвижного состава пригородного сообщения. На основании проведеного анализа показано, что основным недостатком существующего подвижного состава пригородного сообщения является использование устаревшего тягового привода постоянного тока, который по экономическим, энергетическим и тяговым характеристикам существенно уступает тяговому приводу с асинхронными двигателями. Обоснована необходимость при создании современного тягового привода использование информационных технологий на базе вычислительной техники и достижений искусственного интеллекта.

Разработана математическая модель дизель-поезда с асинхронным приводом, которая позволяет исследовать и оптимизировать функционирование электропривода во всех основных режимах работы привода. На основе разработанной модели проведено исследование динамических режимов электропривода, выбрана оптимальная структура системы управления приводом и с учетом экспериментальных данных оптимизированы ее параметры.

Для асинхронного тягового привода разработана современная информационная система, позволившая сократить сроки наладки, повысить эффективность и надежность работы привода в режимах его эксплуатации, а также открывшая возможность для решения в реальном времени задач поддержки принятия решений машинистом, контроля, диагностики и управления с использованием прогрессивных технологий искусственного интеллекта и теории оптимального управления.

Разработана математическая модель электропоезда с тяговыми электродвигателями постоянного тока, на основе которой создана программа синтеза оптимальных управлений для разгона электропоезда для случаев минимизации расхода энергии или минимизации времени разгона с учетом ограничений, определяемых характеристиками участка пути, по которому следует электропоезд, и характеристиками тягового электропривода поезда. С помощью этой модели, принципа максимума Понтрягина и скобок Пуассона синтезирована структура регулятора, обеспечивающего оптимальный разгон электропоезда.

Разработаны основы теории синтеза оптимальных регуляторов по критерию обобщенной работы для случая, когда управления входят под знаки непрерывных функций. Поскольку задача определения параметров регулятора может быть сформулирована в рамках теории равновесий, где поиск глобального решения или равновесия по Нэшу требует чрезмерных вычислительных затрат, то в связи с этим предложено несколько общих рациональных численных методов решений задач управления с помощью метода АКОР. Развитие теории АКОР и численных методов определения параметров регуляторов расширили область возможного применения метода и позволили синтезировать оптимальные регуляторы для моторвагонного подвижного состава.

Обоснована необходимость совершенствования методов и алгоритмов контроля, диагностики и прогнозирования состояния электропривода моторвагонного подвижного состава, а также создания интеллектуальных систем поддержки принятия решений машинистом на основе современных средств искусственного интеллекта. С позиций решения задач синтеза систем управления и контроля тяговыми, динамическими и энергетическими характеристиками моторвагонного подвижного состава проанализированы недостатки наиболее перспективных нейронных сетей адаптивной резонансной теории, не позволяющие их эффективно использовать в реальных системах управления. Разработаны основы теории нового метода обучения дискретных нейронных сетей АРТ без адаптации весов связей сети в процессе обучения и на его основе предложен ряд новых алгоритмов.

Предложены архитектуры дискретных нейронных сетей, обеспечивающие различные значения параметров сходства для различных изображений и позволяющие изменять параметр сходства изображений в процессе распознавания динамических режимов, что открыло возможность использования этих сетей для распознавания динамических режимов, протекающих на границе двух или более характерных зон. Новые результаты в теории сетей АРТ позволили решить конкретные задачи разработки систем поддержки принятия решений машинистом, в частности, для управления режимами разгона моторвагонного подвижного состава.

Разработанная система управления тяговым электроприводом с асинхронными двигателями и информационно-измерительная система, которые выполнены на основе современных информационных технологий, внедрены на первых украинских дизель-поездах ДЭЛ-02.

Ключевые слова: экономические, энергетичекие, тяговые характеристики электропривода, система автоматического управления, информационно-измерительная система, контроль и диагностика состояния тягового асинхронного электропривода.

Размещено на Allbest.ru