CC BY
6
Бордюг Александр Сергеевич, канд. техн. наук, доцент, alexander.bordyug@mail.ru, Россия, Керчь, Керченский государственный морской технологический университет
EFFECTS OF DESIGN FEA TURES OF SPLIT PHASES ON THE PROCESS OF FREE OSCILLATIONS
A.S. Bordyug
This article discusses the problems of transmission capacity of transmission lines and their impact on the quality of power supply. The main reasons for the decrease in the starting capacity are described, including technical problems, overloads and power mismatch. The consequences of insufficient capacity are analyzed, such as overheating of equipment, reduced reliability of power supply and increased maintenance costs. One of the ways to increase the transmission line capacity is phase convergence. At the same time, the following task becomes relevant: each split phase (RF) should be designed in such a way that the movements of the line of centers of mass (c. m.) of the cross-sections of the phase from the initial sagging plane (lateral movements) are minimal. Based on the concept of an equi-valence wire, the equations of motion of the split phase as a mechanical system are obtained. The influence of the design features of the RF on the process offree oscillations is investigated.
Key words: power transmission lines, integral approach, split phase.
Bordyuk Alexander Sergeevich, candidate of technical sciences, docent, alexander.bordyug@mail.ru, Russia, Kerch, Kerch State Marine Technological University
УДК 621.31
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-5-208-209
ИНСТРУМЕНТАРИЙ ПЕРИОДИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ НОВОГО АВТОМОБИЛЯ
А.В. Крицкий, В.Н. Козловский, А.С. Подгорний, Д.И. Панюков
В статье представлены результаты анализа существующей на автосборочных предприятиях системы периодического контроля качества электротехнических систем новых автомобилей.
Ключевые слова: автомобиль, бортовой электротехнический комплекс, качество, надежность.
Рассмотрим инструментарий периодического контроля качества электрокомпонентов в составе системы электрооборудования новых автомобилей. Такие испытания реализуются службами инжиниринга на ограниченной партии автомобилей. Как правило, испытания проводятся ежемесячно на новых автомобилях, количество которых не превышает 2, 3 образцов, по каждой из выпускаемых автосборочным производством моделей.
Для проведения испытаний в систему электрооборудования вводятся искусственные неисправности, которые впоследствии определяются с помощью специализированных диагностических тестеров. Контроль проводится с целью определения корректности бортовой диагностики, с помощью контроллера, в задачи которого входит распознавание всех, в данном случае симулированных неисправностей и перевод системы управления двигателем в аварийный режим.
В таблице 1 представлен перечень измерительных приборов и оборудования для проведения контрольных испытаний.
Таблица 1
Измерительные приборы и оборудование для проведения испытаний_
Название Серийный №
1 Диагностический прибор ДСТ-12 4473
2 Магазин сопротивлений 0 - 100 КОм
3 Магазин сопротивлений 0 - 1.55 Ом
4 Разветвитель сигналов DK071722
В таблице 2, в качестве примера представлены результаты проведения контрольных испытаний системы электрооборудования при симулировании неисправностей отдельных компонентов.
Отмечаем, что форма контроля качества электрокомпонентов с симуляцией неисправностей в электрических цепях, по сравнению с представленными выше инструментами контроля, в большей степени ориентирована на оценку качества электротехнического комплекса автомобилей, однако в силу существенной ограниченности применения она не способна дать адекватную оценку текущего качества рассматриваемых компонентов в условиях массового производства автомобилей.
Таблица 2
Симуляция неисправностей в электрических цепях__
Эл. цепь Имитируемая неисправность Фиксируемый код ошибки Аварийная реакция Комментарии
Ограничение оборотов двигателя на время активности Ограничение оборотов двигателя до конца поездки Обесточивание ЭПДЗ на время активности неисправ- Обесточивание ЭПДЗ до конца поездки Ограничение мощности двигателя Холостой ход (ethr = 0) Заслонка в положении Limp home (но не обесточена) Сброс контроллера
X1L4 Цепь «-» управления электроприводом дроссельной заслонки, обрыв цепи Р1545 + +
X1L4 Цепь «-» управления электроприводом дроссельной заслонки, замыкание на массу Р2101, Р1545 + +
X1L4 Цепь «-» управления электроприводом дроссельной заслонки, замыкание на бортовую сеть Р2101, Р1545 + +
X1M4 Цепь «+» управления электроприводом дроссельной заслонки, обрыв цепи Р1545 + +
X1M4 Цепь «+» управления электроприводом дроссельной заслонки, замыкание на массу Р2101, Р1545 + +
X1M4 Цепь «+» управления электроприводом дроссельной заслонки, замыкание на бортовую сеть Р2101, Р1545 + +
X1K2 Сигнальная цепь ДПДЗ1, обрыв цепи Р0122 +
X1K2 Сигнальная цепь ДПДЗ1, замыкание на бортовую сеть Р0123 +
X1K2 Сигнальная цепь ДПДЗ1, дополнительное сопротивление в цепи Р2135 + + Диагностика срабатывает при Rдоп = 36 КОм
X1J2 Сигнальная цепь ДПДЗ2, обрыв цепи Р0222 +
X1J2 Сигнальная цепь ДПДЗ2, замыкание на бортовую сеть Р0223, Р2123 +
Другая форма периодического контроля качества системы электрооборудования предусматривает проведение оценочных испытаний на предмет наличия/отсутствия неисправностей в системе. Осуществляется, также как и в предыдущем случае, службой инжиниринга, путем оценки очень ограниченной партии новых автомобилей. Причина ограничений та же - высокая трудоемкость работ.
В качестве примера в таблице 3 представлены результаты проведения испытаний по проверке взаимодействия контроллера с автомобильной противоугонной системой.
Представленные в таблице 3 результаты испытаний новых автомобилей в полной мере свидетельствуют о заточенности рассматриваемого инструмента контроля под систему электрооборудования. Однако, также как и в предыдущем случае, основным недостатком инструмента является невозможность его широкого применения в условиях массового автомобильного производства.
Рассматривая инструменты контроля качества электрокомпонентов в составе нового автомобиля невозможно обойти вниманием активно развивающийся в настоящее время инструмент оценки качества автотранспортных средств по параметрам электромагнитной совместимости, который рассмотрим далее.
Инструменты контроля качества автомобилей по параметрам электромагнитной совместимости БЭК. В последние десятилетия, в силу роста значимости электрокомпонентов в конструкции современных автомобилей, актуализировалась проблема обеспечения электромагнитной совместимости в бортовой сети. Возникла задача по созданию инструментария по оценке качества автомобилей по параметрам электромагнитной совместимости.
Тестирование на помехоустойчивость к электромагнитному воздействию выборки автомобилей с установленными на них электротехническими системами, задача с высокой трудоемкостью, требующая значительных ресурсов, а также наличие специализированных лабораторий.
Для автомобилей гражданского назначения уровни тестовых воздействий адекватно распространить из МЭК 61000-2-13. Также в ГОСТ Р 54618-2011 регламентированы методы тестирования на электромагнитную совместимость.
Таблица 3
Результаты испытаний по проверке взаимодействия контроллера _с автомобильной противоугонной системой
Проверка Результат
Проверка «чистого» состояния контроллера, иммобилизатор подключен +
Неполное обучение контроллера и иммобилизатора (состояние системы не изменяется) +
Полное обучение контроллера и иммобилизатора +
Пуск двигателя, иммобилизатор подключен (двигатель запускается) +
Пуск двигателя, иммобилизатор не подключен (быстрый старт: двигатель запускается после ~1 сек прокрутки стартером и глохнет) +
Проверка функции быстрого старта, иммобилизатор подключен, ключ без транспондера (двигатель запускается и глохнет, реле стартера включается на 3 сек. 5 раз, затем блокируется) +
Проверка функции быстрого старта, иммобилизатор не подключен, контроллер обучен (быстрый старт срабатывает 5 раз, затем реле стартера блокируется) +
Проверка обхода иммобилизации, пароль не запрограммирован (лампа MIL горит постоянно после включения зажигания) +
Программирование пароля обхода иммобилизации +
Ввод правильного пароля обхода иммобилизации (пуск двигателя разрешен до выключения главного реле) +
Ввод неправильного пароля обхода иммобилизации (пуск двигателя после ввода пароля запрещен, лампа MIL мигает) +
Стирание пароля обхода иммобилизации +
Проверка функции перезапуска при заглохании двигателя, иммобилизатор отключен при работающем двигателе (пуск двигателя разрешен в течение 10 сек с момента заглохания независимо от разрешения иммобилизатора. По истечение 10 сек пуск запрещен) +
Проверка функции перезапуска при заглохании двигателя, иммобилизатор подключен, ключ без транпон-дера (пуск двигателя разрешен в течение 10 сек с момента заглохания независимо от разрешения иммобилизатора. По истечение 10 сек. - пуск двигателя в зависимости от состояния иммобилизатора) +
Е, "" В1» 110
100
90 НО 70 60 50 40 30 20 10 0
ПК! 200 300 400 500 600 700 1000
Часюта, МГц
Рис. 1. Характеристики помехоустойчивости автомобилей: 1 - №1; 2 - №2; 3 - №3; 4 - предельно-
допустимый уровень помехоустойчивости
Вероятностная модель оценки соответствия требованиям помехоустойчивости электротехнических систем для партии автомобилей по результатам контрольного тестирования ограниченной выборки содержит Гауссовский закон распределения. Рассчитывается вероятность соответствия электрокомпонентов требованиям электромагнитной совместимости партии автомобилей одной модели и одинаковой комплектации [1, 2].
з W у V V
—ш г ~
г/ \ Л:
\
— I E min —г.
* Г
\n
2(n-l)S 2
P =-
1 АТС
л/2^
(- 2)2
' х\
dE ■
(l)
S
со
1
X
e
E
где Епр, Emin - предельно-допустимый и наименьший уровни помехоустойчивости для электротехнических систем автомобилей (напряженность электромагнитного поля предельная, минимальная), п - объем выборки, S2 - дисперсия, х2 - коэффициент распределения [3, 4].
Наглядные результаты реализации инструмента контроля качества автомобилей по параметрам электромагнитной совместимости представлены на рисунке 1 в виде диаграмм отклонений характеристик помехоустойчивости от установленного в ТУ предельно допустимого уровня помехоустойчивости для 3 автомобилей одной модели [5, 6].
Анализ представленных теоретических и практических результатов применения статистического инструментария контроля качества новых автомобилей по параметрам электромагнитной совместимости, показывает, что данный инструментарий обладает значительным потенциалом развития благодаря активному росту системы электрооборудования в конструкциях современных автомобилей [7, 8]. Недостатком инструмента оценки качества, также как и у выше представленных инструментов является существенная ограниченность применения, так как испытания проводятся не более чем на 2, 3 образцах автомобилей в месяц. Кроме этого существуют ограничения связанные с значительной дороговизной измерительного оборудования задействованного в контрольных испытаниях, а также необходимостью создания соответствующей специализированной лаборатории [9 - 11].
Список литературы
1 Подгорний, А.С. Совершенствование системы контроля бортового электротехнического комплекса автомобилей на помехоустойчивость к электромагнитным воздействиям : диссертация кандидата технических наук : 05.09.03 / А.С. Подгорний - Самара, 2019.
2 Подгорний, А.С. Система контроля помехоустойчивости бортового электротехнического комплекса автомобилей к электромагнитным воздействиям: монография / А.С. Подгоний, П.А. Николаев,
B.Н. Козловский // Тула: Изд-во ТулГУ, 2022. 180 с.
3 Строганов, В.И. Моделирование систем электромобилей и автомобилей с комбинированной силовой установкой в процессах проектирования и производства: Монография / В.И. Строганов, В.Н. Козловский // Москва, 2014.
4 Козловский, В.Н. Комплекс электронных систем управления движением легкового автомобиля с комбинированной силовой установкой. Часть 2. / В.Н. Козловский, В.И. Строганов, В.В. Дебелов, М.А. Пьянов // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2014. Т. 10. № 2. С. 19-28.
5 Козловский, В.Н. Моделирование электрооборудования автомобилей в процессах проектирования и производства: Монография / В.Н. Козловский // Тольятти, 2009.
6 Козловский, В.Н. Обеспечение качества и надежности системы электрооборудования автомобилей / В.Н. Козловский // автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Моск. гос. автомобил.-дорож. ин-т (техн. ун-т). Тольятти, 2010
7 Козловский, В.Н. Перспективные системы диагностики управления автономным транспортным объектом / В.Н. Козловский, В.В. Дебелов, О.И. Деев, А.Ф. Колбасов, С.В. Петровский, А.П. Новикова // Грузовик. 2017. № 6. С. 21-28.
8 Козловский, В.Н. Развитие проектов электромобилей и автомобилей с комбинированной энергоустановкой / В.Н. Козловский, Д.В. Айдаров, М.М. Васильев, В.В. Дебелов // Грузовик. 2018. № 6.
C. 18-21.
9 Николаев, П.А. Оценка соответствия автомобилей требованиям помехоустойчивости к внешним электромагнитным воздействиям / П.А. Николаев, В.Н. Козловский, А.С. Подгорний // Грузовик. 2017. № 10. С. 44-48.
10 Николаев, П.А. Многофакторная оценка влияния дорожной обстановки на помехоустойчивость бортового электротехнического комплекса автомобилей / П.А. Николаев, В.Н. Козловский, А.С. Подгорний, А.С. Саксонов // Электроника и электрооборудование транспорта. 2022. № 1. С. 36-41.
11 Николаев, П.А. Испытания автотранспортных средств на устойчивость к внешним электромагнитным воздействиям / П.А. Николаев, В.Н. Козловский, А.С. Подгорний Электроника и электрооборудование транспорта. 2017. № 5. С. 43-46.
Крицкий Алексей Викторович, аспирант, kritskiyav@yandex.ru, Россия, Самара, Самарский государственный технический университет,
Козловский Владимир Николаевич, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, Kozlovskiy-76@mail.ru, Россия, Самара, Самарский государственный технический университет,
Подгорний Александр Сергеевич, канд. техн. наук, научный сотрудник, zxcvbnm89207@yandex.ru, Россия, Самара, Самарский государственный технический университет,
Панюков Дмитрий Иванович, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, dip-home@yandex.ru, Россия, Самара, Самарский государственный технический университет
INSTRUMENTATION FOR PERIODIC QUALITY CONTROL OF ELECTRICAL SYSTEMS OF A NEW
VEHICLE
A.V. Kritsky, V.N. Kozlovsky, A.S. Podgorny, D.I. Panyukov
The article presents the results of the analysis of the system ofperiodic quality control of the electrical systems of new cars existing at car assembly enterprises.
Key words: car, on-board electrical complex, quality, reliability.
Kritsky Alexey Viktorovich, postgraduate, kritskiyav@yandex.ru, Russia, Samara, Samara State Technical University,
Kozlovsky Vladimir Nikolaevich, doctor of technical sciences, professor, head of the department, Ko-zlovskiy-76@mail.ru, Russia, Samara, Samara State Technical University,
Podgorny Alexander Sergeevich, candidate of technical sciences, professor, senior researcher, zxcvbnm89207@yandex.ru, Russia, Samara, Samara State Technical University,
Panyukov Dmitry Ivanovich, doctor of technical sciences, professor, head of the department, dip-home@yandex.ru, Russia, Samara, Samara State Technical University
УДК: 621.3.078.4
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-5-212-213
РАЗРАБОТКА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОГО НЕЙРОРЕГУЛЯТОРА МОМЕНТА ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА МЕТОДОМ ОБУЧЕНИЯ С ПОДКРЕПЛЕНИЕМ
В.Н. Аносов, Е.О. Орел
В работе предложена методика синтеза нейросетевого регулятора момента тягового электропривода на базе BLDC-двигателей на основании принципа обучения нейронных сетей с подкреплением. В результате испытаний на участке стандартизированного цикла движения WLTP Class 1 синтезированный нейрорегулятор позволил обеспечить более точное и энергоэффективное управление моментом тягового электропривода по сравнению с классическим регулятором: получены более низкая интегральная ошибка момента на исследуемом участке (на 30,4%) и более экономичное потребление энергии от источника питания (на 25,8%).
Ключевые слова: нейронные сети, обучение с подкреплением, тяговый электропривод, момент двигателя, BLDC.
Поиск эффективных методов регулирования переменных состояния тягового электропривода является одним из центральных вопросов электротехники. Особенно важным для автономных транспортных средств (ТС) является экономное использование энергии.
Большинство классических подходов основаны на применении ПИД-регуляторов [1-4]. Однако, они не позволяют учитывать существенные нелинейности в математическом описании объектов управления. Данный недостаток играет важную роль при регулировании движения ТС с высокими требованиями к качеству и точности.
Регуляторы на основе нейросетей при правильном обучении могут стать эффективным решением для обеспечения адаптивности и автономности системы управления [5]. Нейронные сети также могут быть использованы для решения задач управления в условиях неполноты информации и нестационарности объектов управления. Обучение этих сетей происходит на основе реальных входных/выходных данных объекта управления или его модели. В качестве выходной характеристики могут быть как величины ПИД-регуляторов [6], так и просто желаемые величины регулируемых переменных [7].
Большая часть описанных в литературе нейросетевых регуляторов обучаются по методике «с учителем». В связи с невысоким уровнем исследованности интерес представляет метод обучения нейронных сетей с подкреплением (reinforcement learning). Его суть заключается в итеративном совершении действий в рабочей среде с целью поиска оптимальной стратегии поведения [8].
В данной работе представлены разработка и исследование нейросетевого регулятора момента тягового электропривода методом обучения с подкреплением.
Объект управления. В качестве объекта управления было выбрано ТС массой 3000 кг, которое предполагается использовать для перевозки пассажиров на небольшие расстояния в городской черте и на территориях предприятий.
