Научная статья на тему 'Имитационная модель шестифазной вентильной машины с возбуждением от постоянных магнитов'

Имитационная модель шестифазной вентильной машины с возбуждением от постоянных магнитов Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
122
26
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ШЕСТИФАЗНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА / ВЕНТИЛЬНАЯ МАШИНА С ВОЗБУЖДЕНИЕМ ОТ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ / ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ В ФАЗНЫХ КООРДИНАТАХ / ЦИФРОВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ / МАШИННО-ВЕНТИЛЬНАЯ СИСТЕМА / ИДЕАЛИЗАЦИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ / ЭКВИВАЛЕНТНАЯ СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ СТАТОРНЫХ ЦЕПЕЙ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Адалев Алексей Сергеевич, Кучинский Владимир Георгиевич, Попков Евгений Николаевич, Фильчков Андрей Иванович, Чайка Валерий Михайлович

Предложена имитационная модель шестифазной вентильной машины с возбуждением от постоянных магнитов, эквивалентирующая машину в фазных координатах относительно внешних зажимов ста-торных обмоток и позволяющая выполнять моделирование электромагнитных процессов с учетом состояния магнитной системы машины.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Адалев Алексей Сергеевич, Кучинский Владимир Георгиевич, Попков Евгений Николаевич, Фильчков Андрей Иванович, Чайка Валерий Михайлович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

A simulation model of a six-phase converter-driven electric machine excited with permanent magnets is presented. The model is based on the phase coordinate characteristics introduced relative to external terminals of the stator windings. The model allows simulation of electromagnetic processes taking into account actual states of the machine magnetic system.

Текст научной работы на тему «Имитационная модель шестифазной вентильной машины с возбуждением от постоянных магнитов»



М.: Машиностроение, 1980,— 136 с.

5. Безруков, Г.Н. Оценка термостойкости синтетических алмазов по термографическим данным [Текст] / Г.Н. Безруков, Г.О. Пилоян, Л.А. Сан-жарлинская // Синтетические алмазы,— 1976.— М? 6,- С. 7-11.

6. Алешин, В.Г. / В.Г. Алешин, Г.П. Богатырева [и др.] // Сверхтвердые материалы,— 1987. № 2,- С. 12-14.

7. Гаргин, В.Г. Влияние условий нагрева на прочность синтетических алмазов [Текст] / В.Г. Гаргин // Сверхтвердые материалы,— 1981.— № 4. С. 9-11.

8. Гукаеян, М.А. Метод снятия с поверхности алмаза тонких слоев контролируемой толщины [Текст] / М.А. Гукаеян, Е.А. Конорова // Алмазы,- 1973. № 1,- С. 1-5.

9. Лоладзе, Г.Н. Износ алмазов и алмазных кругов [Текст] / Г.Н. Лоладзе, Г.В. Бокучава,— М.:

Машиностроение, 1967,— С. 112—116.

10. Лыков, A.B. Теория теплопроводности [Текст] / AB. Лыков,— М.: Машиностроение, 1967,— 268 с.

11. Никитков, Н.В. Математическое моделирование процессов алмазной абразивной обработки хрупких керамических материалов [Текст] / Никитков Н.В. // Сб.: Математическое моделирование в машиностроении. Труды СПбГПУ,— М>466. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 1997,- 40 с.

12. Резников, А.Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов [Текст] / А.Н. Резников,— М.: Машиностроение, 1981,— 279 с.

13. Рыжик, И.М. Таблицы интегралов сумм, рядов и произведений [Текст] / И.М. Рыжик, И.С. Грандштейн .- М.: Наука, 1971. 1108 с.

14. Сипайлов, В.А. Тепловые процессы при шлифовании и управление качеством поверхности [Текст] / В.А. Сипайлов,— М.: Машиностроение, 1978,- 167 с.

УДК 621.318:621.313

A.C. Адалев, В.Г. Кучинский, E.H. Попков, А.И. Фильчков, В.М.Чайка

ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ШЕСТИФАЗНОЙ ВЕНТИЛЬНОЙ МАШИНЫ С ВОЗБУЖДЕНИЕМ ОТ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ

Поскольку вентильная машина всегда работает вместе с преобразователями, то ее модель следует разработать в фазных координатах. Значительный вклад в разработку теоретических основ математического моделирования вращающихся машин переменного тока в фазных координатах внес А.И. Важнов [1]. Применительно к цифровому моделированию машинно-вентильных систем эта теория получила дальнейшее развитие в работах [2—4] и др. Были получены математические модели идеализированных машин переменного тока различного конструктивного исполнения для исследования электромагнитных и электромеханических процессов в ряде электроэнергетических систем. Многолетний успешный опыт использования полученных цифровых моделей машин переменного тока подтвердил высокую степень их достоверности.

Представляется, что разработанная и достаточно хорошо себя зарекомендовавшая теория моделирования вращающихся машин перемен-

ного тока, позволяющая получить эквиваленты машин относительно внешних соединений как силовой электрической, так и механической подсистем, может найти свое дальнейшее развитие в направлении моделирования вентильных машин с возбуждением от постоянных магнитов.

Магнитное поле вентильной машины, возбуждаемое постоянными магнитами, весьма неоднородно вследствие сложной конфигурации границ сердечников, своеобразного расположения проводников с токами и нелинейности магнитной характеристики магнитопровода. В этих условиях строгое определение поля представляет собой сложную задачу. Поэтому в зависимости от характера исследуемых явлений задача расчета поля решается с различными исходными допущениями [5—7].

Моделирование электромагнитных и электромеханических переходных процессов основано на решении алгебро-дифференциал ьных уравнений, описывающих вращающиеся машины

и другие элементы исследуемой электроэнергетической системы [2]. При их получении используется определенная идеализация элементов расчетной схемы.

Применительно к вентильной машине известная идеализация магнитного поля электрической машины, которая позволяет получить достаточно простые электромагнитные связи при правильном отражении основного электромагнитного процесса в машине, может быть сведена к следующему:

1. Магнитная проницаемость сердечников машины принимается равной бесконечности. Это предположение позволяет использовать принцип наложения для определения результирующего поля в зазоре при совокупном действии токов всех обмоток и возбуждения от постоянных магнитов.

2. Возбуждение машины от постоянных магнитов учитывается составляющей в выражениях для потокосцеплений. При этом полагают, что эта составляющая является результатом протекания по виртуальной обмотке возбуждения постоянного тока такой величины, которая в режиме холостого хода обеспечивает номинальное напряжение на статорных обмотках.

3. Аппроксимация взаимной индуктивности между виртуальной обмоткой возбуждения и статорными обмотками ограничивается учетом первой, третьей и пятой гармоник от угла, характеризующего положение ротора.

4. Магнитопровод вентильной машины симметричен. Это означает, что магнитопровод имеет одинаковые очертания на всех полюсных делениях, а в пределах полюсного деления он симметричен относительно продольной и поперечной осей.

5. Статорные обмотки машины симметричны, т. е. имеют одинаковые числа витков, активные сопротивления и взаимный сдвиг магнитный осей.

6. Аппроксимация собственной и взаимной индуктивностей катушек ограничивается учетом постоянной составляющей, второй и четвертой гармоник от угла, характеризующего положение ротора.

7. Демпферные обмотки и эквивалентные демпферные контуры отсутствуют.

8. Ротор машины идеально жесткий.

Далее, в статье для принятой идеализации

вентильной машины предлагается математиче-

ская модель машины с двумя трехфазными обмотками на статоре.

Математическое описание вентильной машины получим для интервала, соответствующего полюсному делению. Будем полагать, что вентильная машина имеет две идентичные трехфазные обмотки на статоре, магнитные оси которых смещены на 30 эл. градусов.

Возбуждение от постоянных магнитов будем учитывать составляющей в потокосцеплениях, которая является результатом протекания постоянного тока по виртуальной обмотке возбуждения. Наличие других роторных контуров учитывать не будем.

Условимся для любой обмотки обозначать: /, и М — соответственно собственную индуктивность обмотки и ее взаимоиндуктивность с другими обмотками; К — активное сопротивление обмоток; /, ¥ и и — мгновенные ток, потоко-сцепление и напряжение на зажимах обмотки.

Принадлежность величины к фазной обмотке будем отмечать буквенными индексами а, Ь и с. Цифровой индекс у буквенного индекса обмотки будет означать принадлежность к трехфазной системе. Принадлежность некоторой величины к виртуальной обмотке возбуждения будем указывать индексом г.

Положение статорных обмоток будем задавать указанием смещений Ду, и Ду2 магнитных осей фаз й, принадлежащих различным трехфазным системам, относительно принятой оси отсчета. В качестве оси отсчета используем ось, которая совпадает с магнитной осью фазы а{. В этом случае Ду = 0 , а Ду2 = 30 эл. град. Положение ротора будем задавать электрическим углом у , который отсчитывается от принятой оси отсчета до продольной оси ротора (1. Положительное направление вращения ротора — против часовой стрелки.

Принятая система описания расположения статорных обмоток и положения ротора поясняется диаграммой на рис. 1.

С учетом введенных обозначений описание статорных цепей вентильной машины может быть представлено в виде

Л

йг

Ж

-и„ = —т-1-; -ч^ = —+шс2 >

л

л

где

^ +мщЬх\ +Ма^аг +

+МафА + Мщс2*с2 + Ма]г'Гп

^ + V*! +МЬ\сМ + М^а2 +

+ МЬ1Ь2\+МЬс21с2+М^п

+^ь2'ь2 +м^с2

^ а2 ^а2а}ах

+ Ма2Ь2\+Ма2с21с2+Ма2г-Гп

^Ь2 = МЪ2ах\ + + МЪ2сх\ +МЬ2а21а2 +

+ 1Ь2Ч2+МЬ2ф2+МЬ2г-1г>

^с2ах 1ах + МсЛ\ + Мс +

+ МсфХ+к21с2+Мс2г1г-

Согласно принципу взаимности коэффициенты взаимной индуктивности с переставленными подстрочными индексами равны, т. е. Ма Ь^ = ит. д.

В соответствии с принятой идеализацией вентильной машины для аппроксимации изменения собственных и взаимных индуктивностей обмоток вентильной машины в функции угла у, характеризующего положение ротора, используются выражения

+ /(4)яп(4у + Ф*4}); (3)

(4)

где — индексы фазной обмотки;

У ^{1,2} — индекс трехфазной системы; у — электрический угол между продольной осью й

Рис. 1. Диаграмма описания положения ротора и статорных обмоток

и принятой осью отсчета; — постоянная составляющая аппроксимации собственной индуктивности фазной обмотки; и

/(4)

— амплитуды гармонических составляющих аппроксимации собственной индуктивности фазной

обмотки; и — начальные фазы гармонических составляющих синусоидальной аппроксимации собственной индуктивности фазной

обмотки; т— постоянная составляющая

Х]Ук

аппроксимации взаимной индуктивности Мх ^

пР^у и — амплитуды гармонических со-

ставляющих аппроксимации взаимной индук-фф

гармонических составляющих синусоидальной аппроксимации взаимной индуктивности Мх

В соответствии с принятой идеализацией вентильной машины для аппроксимации взаимной индуктивности между виртуальной обмоткой возбуждения и статорными обмотками используем выражение

Мх г =т(р С08

*(У + ) + с<Цзу + Ф{х1)+

+ т^5)с ов^ У + Ф^.), (5)

где У — электрический угол между продольной осью ¿/ротора и магнитной осью фазной обмотки й, ; и т^ — амплитуды гармонических составляющих аппроксимации взаимной

индуктивности Мх г\ ф^3)г и ф^ — начальные фазы гармонических составляющих аппроксимации взаимной индуктивности Мх г.

Приведенное описание динамических процессов вентильной машины является неполным. Уравнения (1)—(5) необходимо дополнить уравнениями, которые описывают движение ротора. Поскольку в дальнейшем предполагается объединение механических элементов по валу и возможное построение системы регулирования, обрабатывающей сигналы с датчика положения ротора, то используем для этой цели уравнения относительно реальной скорости вращения вала и фактического угла поворота ротора:

Ж

м м ■

мех -'"тр

Ж

(6) (7)

]

+ и

\ Ус

(8)

При этом заметим, что

(10)

Получим модель вентильной машины, которая является эквивалентом уравнений (1)—(5) относительно внешних полюсов статорных обмоток.

Перейдем к матричной форме представления уравнения (1) и (2):

-и = р ¥ + Ш;

¥ = МХ>,1 + МЛТ,Г,

(П) (12)

где

где Ммех — момент механических сил, приложенных со стороны вала; М^ — момент механических сил, имеющих характер трения; Мэ —электромагнитный момент; /— момент инерции вращающихся масс; X — угловая скорость вращения вала; У — геометрический угол поворота ротора.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Электромагнитный момент Мэ будем определять в виде алгебраической суммы электромагнитных моментов от отдельных трехфазных обмоток:

Здесь рп — число пар полюсов.

Необходимая величина электрического угла поворота ротора у всегда может быть определена по У и значению числа пар полюсов ротора рп\

У = Р„^ (9)

и =

V "V

«с, ; Ч = С1

%

И 0 0 0 0 0"

0 к 0 0 0 0 %

0 0 к 0 0 0 ; 1 =

0 0 0 к 0 0 ч

0 0 0 0 к 0 Л.

0 0 0 0 0

1 а1 мщь Мас ап

М 4, МЬс МЬЛ мьь М¥г

М МсА 4 М-. с, с2

Ма2ь Мт 42 Ма1ь2

МЬА МЬЛ Мкч 4», МьА

Мт МС1ь МС2а_ МсЬ 2 2 4 с2

м =

Ма м, м( м,

м, м.

¥

V

а2г

Ь2г

с2г

р — символ дифференцирования.

Перейдем от принятой аппроксимации описания собственных и взаимных индуктивно-стей фазных обмоток (3)—(5) к традиционным выражениям [1], которые используют только четные функции угла, определяющего положение ротора:

4,=/(0)+/(2) С 08(2 у + Ф^2+ + /(4)с о§(4 у + ф^4

у+<)+

+ ^С08(4у + ф^); (13)

МХ]Г = т® с 08 (у + ф^.) +

+ т^ сое | Зу + ф^3)г) + т(г5) сое (5у + ф^5)г) >

где

+ ^ I,

(14)

к I у

"(О) -(2) / -с( 2)

т..,, + т„„ С0812у + фХЛ | +

-(4) + т

х,Ук

СОЗ^у + ф^)

т(р сое (у + ф^ | + сое (зу + ф^3)г | +

+т£5) сов^у + ф^. |

Л.

(15)

фс(2) *(2) 1 фс(4) «4) Тх]Ук ^х]Ук 2 ¡Ук ¡Ук 2

Структура первых двух уравнений из (13) идентична. Это позволяет перейти к использованию общего выражения для всех элементов матрицы Мх>,:

1/ "(О) -(2) / -с(2) \

Мхм =тгг +тг* СОв^у + ф,,, 1 +

Х]Ук х]Ук х]Ук \ ' ^Х]Ук I

На первом этапе, используя (12), получим выражения для производных потокосцеплений. В общем виде будет

рЧ = Шху р\ + рМху 1 + р(Мхг V- (16)

С учетом (10) и принятой аппроксимации для собственной и взаимной индуктивности (14) получим

/>М*ух1 = -®А*Г

Поскольку для принятого способа учета возбуждения от постоянных магнитов по виртуальной обмотке возбуждения протекает постоянный ток, то

р{МхгхЗ) = рМхгхЗ.

При этом

рМхг = -ыАхг. (17)

В итоге с учетом (16) и (17) будет

рЧ = Мхухр\-&Ахух\-&АхгхЗ. (18)

Элементы матриц Аху и Ахг имеют те же размерности, что и элементы матрицы Мх>, и Мхг, однако определяются уже выражениями

. ,-(2) . / -с( 2)

81п|2у + фл„ | +

х]Ук

Гх]Ук

где при х- =укдолжны использоваться параметры аппроксимации для индуктивности фазной обмотки.

С учетом (14) получим и общее выражение для элементов ¥ • вектора-столбца потокосцеплений Т:

-¡—(4) . (. -с(4) \ + 4т втИу + т „ I;

х]Ук \ ' ТХ]Ук у

АХ]Г п (у + | + Ут(р в т (з у + ф^3)г | +

+ 5т^5) в т(5 у + ф^

V хг

(19)

Подставляя (18) в (11), описание процессов в статорных контурах получим в виде

или

где

-и = Мх>,хР1-Ех, (20)

Ех=аАхух! +аАхгхЗ-В.х! = ех_ . (21)

Уравнения (20), (21), (19), (13) с учетом (14), атакже (6) и (7) с учетом (8) описывают процессы в вентильной машине. По этому описанию может быть построена эквивалентная схема замещения относительно внешних выводов фазных обмоток, которая обеспечивает необходимое сопряжение вентильной машины с другими элементами, образующими расчетную схему имитационной модели исследуемой электроэнергетической системы [2,3,8].

Схема замещения статорных цепей шести-фазной вентильной машины со взаимными связями приведена на рис. 2. На схеме изображены источники ЭДС и индуктивности фазных обмоток. Наличие взаимной индукции обозначено

дугами. На схеме также выделены узлы 0,., (),,

"/

и 0. относительно которых отсчитываются мгновенные значения фазных напряжений и„, ик

и ыс, и обозначены узлы , Ь^, с; сопряжения

источников ЭДС и части схемы с собственными и взаимными индуктивностями обмоток.

Использование эквивалента вентильной машины, в состав которого входит схема замеще-

ния со взаимными индуктивностями, требует реализации более сложных алгоритмов формирования уравнений описания процессов [9,10]. По этой причине целесообразен переход к схеме замещения без взаимной индукции между элементами.

Методика такого перехода известна [11,12]. Суть ее заключается в том, что для части расчетной схемы, образованной элементами со взаимными связями, получают матрицу узловых про-водимостей

У = \VxZ~1 х

(22)

где \У — матрица инцидентности [11] эквивален-тируемой части схемы; Z~1 —матрица сопротивлений ее ветвей; —1 и Т — символы обращения и транспонирования матриц.

По матрице У может быть построена схема замещения без взаимных связей между элементами. В схеме должен быть общий (нулевой) узел и столько других узлов, сколько строк (или столбцов) в матрице У. Между каждым таким узлом и нулевым следует включить ветвь, проводимость которой равна сумме элементов соответствующей строки матрицы У, а между парами узлов, ни один из которых не является нулевым,

0«, ма,

О

в

% «а, «а.

Л л I

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рис. 2. Эквивалентная схема замещения статорных цепей вентильной машины со взаимными связями

должна быть включена ветвь с проводимостью, равной взятому с противоположным знаком значению элемента матрицы У, расположенному на пересечении строки и столбца, соответствующих паре узлов.

Применим эту методику к индуктивной части схемы замещения, изображенной на рис. 2. Матрица соединений для этой части схемы представляет собой единичную матрицу, порядок которой определяется числом фазных обмоток вентильной машины. Коэффициенты собственной и взаимной индуктивности Мг л;, указанные на

]У к

схеме рис. 2, — это элементы матрицы Мхуп которые вычисляются с использованием выражений (14).

Матрице У соответствует схема замещения, приведенная на рис. 3. Схема имеет нулевой узел

и необходимое число узлов я*, Ь*9 с* для ее сопряжения с частью схемы, приведенной на рис. 2, которая образована источниками ЭДС. Между

каждым узлом х* полученной схемы и нулевым узлом содержится ветвь с индуктивностью Ь *,

а между узлами х^ и у* (х* ф у*к) — ветвь с индуктивностью £ * *. Числовые значения индук-

х]Ук

тивностей определяются следующим образом: 1 . 1

I * =-

Юл

Л >

Ь

I К

V у

Х/Ук

Х/Ук

и Х/Ук

.(23)

Выполняя сопряжение схемы, соответствующей матрице У, с частью схемы, приведенной на рис. 2 и образованной источниками ЭДС, получим некоторую схему замещения. Эта схема не эквивалентна исходной, представленной на рис. 2, по причине гальванических связей между обмотками машины и несоответствия числа внешних зажимов. Для достижения эквивалентности используем разделительные идеальные трансформаторы с единичным коэффициентом трансформации [2,13]. С учетом сказанного искомая эквивалентная схема замещения статор-ных цепей вентильной машины без взаимных связей между элементами примет вид, который показан на рис. 4.

Описание вентильной машины задается в виде таблиц изменения ЭДС возбуждения от постоянных магнитов, собственной и взаимных индуктивностей фазы в функции угаа у, определяющего положение ротора.

Для нахождения этих величин проводится решение серии полевых задач, которые позволяют учесть реальное состояние магнитной системы вентильной машины, определяемое величинами рабочего тока обмотки и угла, задающего положение вектора 1 -й гармоники тока относительно оси ц. При этом величины магнитной проницаемости участков магнитопровода вычисляются по реальным зависимостям В(Н) для данной стали. После обработки результатов решения полевых задач выдаются описание ЭДС возбуждения, аппроксимированное 1-й, 3-й и 5-й гармониками, и описание собственной и взаимных индуктивностей фазы с аппроксимацией постоянной составляющей, 2-й и 4-й гармониками. Полученные данные используются в описанной модели вентильной машины.

Разработана имитационная модель шести-фазной вентильной машины с возбуждением от постоянных магнитов, эквивалентирующая машину относительно внешних зажимов статорных обмоток и позволяющая выполнять моделирова-

Рис. 3. Схема замещения, соответствующая матрице У

Рис. 4. Эквивалентная схема замещения статорных цепей вентильной машины без взаимных связей

ние электромагнитных процессов с учетом состояния магнитной системы машины.

Исходными данными для модели служат конструктивные параметры машины и описания

поведения ЭДС возбуждения от постоянных магнитов, а также собственная и взаимные индуктивности обмотки, полученные из решения серии полевых задач.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Важное, А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока [Текст] / А. И. Важно в.— JL: Энергия, 1980.- 256 с.

2. Короткое, Б.А. Имитационное моделирование переходных процессов в электрических системах [Текст]: Учебное пособие / Б.А. Коротков, E.H. Попков.- Л.: Изд-во ЛГУ, 1987.- 280 с.

3. Попков, E.H. Теория и алгоритмы имитационного моделирования машинно-вентильных систем методом структурных ориентированных чисел [Текст]: Дисс. ... доктора техн. наук / E.H. Попков / СПбГПУ- 2004.- 354 с.

4. Пронин, М.В. Создание систем с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями на основе комплекса быстродействующих уточненных моделей [Текст]: Автореферат дисс. ... доктора техн. наук /М.В. Пронин / СПбГГИ.- 2006.- 40 с.

5. Адалев, A.C. Современные вентильные электродвигатели с постоянными магнитами для привода нефтеперекачивающих насосов и перспективы их использования на объектах ТЭК [Текст] / A.C. Адалев, С.А. Булгаков, A.C. Кибардин [и др.] // Трубопроводный транспорт.— 2008. № 1 (11).— С. 64—67.

6. Belov, A.V. 3DField Simulation of Complex Systems With Permanent Magnets and Excitation Coils / A.V. Belov, T.F. Belyakova, l.V. Gornikel [и др.] // IEEE Transaction on applied superconductivity.— 2008. Vol. 18, M> 2,- P. 1609-1612.

7. Амосков, B.M. Моделирование и оптимизация магнитных систем электродвигателей / В.М. Амосков, А.В. Белов, Т.Ф. Белякова[и др.] // Электричество,- 201 о! № 4. - С. 21-32.

8. Ерохин, А.М. Уравнения и схемы замещения многообмоточной электрической машины в фазных координатах [Текст] / А.М. Ерохин, Б.А. Короткое, Е.Н. Попков // Труды ЛПИ им. М.И. Калинина,- 1986. № 421,- С. 68-76.

9. Альбертинекий, А.Б. Применение структурных ориентированных чисел для анализа переходных процессов в электрических сетях [Текст] / А.Б. Альбертинекий, Б.А. Короткое, Е.Н. Попков //

Труды ЛПИ,- 1980. № 369,- С. 32-36.

10. Альбертинекий, А.Б. Определение начальных значений токов индуктивностей в электрических цепях переменной структуры [Текст] / А.Б. Альбертинекий, Е.Н. Попков // Сб.: Электромеханические и электромагнитные элементы систем управления,— Уфа, 1983,— С. 116—119.

11. Мельников, H.A. Матричный метод анализа электрических цепей [Текст] / H.A. Мельников,— М.: Энергия, 1972,.— 232 с.

12. Вайнштейн, Л.М. О возможности замены схем со взаимной индукцией эквивалентными без взаимной индукции [Текст] / Л.М. Вайнштейн, Н.А Мельников // Электричество,— 1965. №5— С.16—18.

13. Беляков, H.H. Учет насыщения силовых трансформаторов при расчетах перенапряжений [Текст] /H.H. Беляков, М.Х. Зихерман // Труды ВНИИЭ,- 1969. Вып. 36.

УДК 519.7:681.51

Т.П. Качанова, Б.Ф. Фомин

ФИЗИКА ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ: ГЕНЕРАЦИЯ СИСТЕМНОГО ЗНАНИЯ

Природные, общественные (гуманитарные) и антропогенные (техносферные) системы необходимо рассматривать как открытые. Ключевой вопрос — производство научного знания об открытых системах.

В качестве исходных представлений открытых систем используются их эмпирические описания. Полное представительное эмпирическое описание системы — единственный источник объективной информации об ее естественных масштабах и реальной сложности. Теоретическое знание о системах не может быть получено из эмпирических описаний чисто логическим путем. Для производства системного знания на основе эмпирических данных нужна научная теория. Такой теорией является физика открытых систем {ФС).

ФС — парадигма системологии, предложившая новый подход к решению проблем познания, научного понимания и рационального объяснения сложности систем [ 1 ]. ФС рассматривает системы в их естественных масштабах и реальной сложности. Ее идеи, подходы и мето-

ды реализованы в информационных технологиях, обеспечивающих автоматическую генерацию достоверного теоретического знания об открытых системах.

Системологическая концепция и главные научные положения ФС были разработаны в СП6ГЭТУ«ЛЭТИ» в 1992-2003 годах [2-4]. В 2003 году сформировался проект «Физика систем». Работы по проекту ведут консорциум «Институт стратегических разработок» и научная лаборатория системологии факультета иннова-тики СПбГПУ (http://www.isd-consortium.ru).

Апробация подходов, методов и технологий ФС проводится в следующих направлениях: вычислительная токсикология, геномика, системная биология; теоретическая медицина; солнечно-земная физика; безопасность; технологии генерации знания.

В статье дан общий обзор системологиче-ской концепции ФС. В рамках этой концепции в фокусе проблем производства научного знания об открытых системах по их эмпирическим описаниям рассмотрены технологии ФС. В опоре на

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.