Розробка та дослідження системи стабілізації швидкості обертання колекторного двигуна для підвищення ефективності його роботи

Abstract

Метою цієї роботи є розробка та дослідження системи стабілізації швидкості обертання колекторного двигуна постійного струму для покращення його динамічних та енергетичних характеристик. Основна увага приділяється вибору та налаштуванню регулятора, здатного підтримувати стабільну швидкість обертання при змінних умовах експлуатації. Для цього було розглянуто сучасні методи регулювання, зокрема ПІД-регулювання, адаптивні алгоритми та нейромережеві підходи. В процесі дослідження було побудовано математичну модель системи стабілізації та проведено моделювання в середовищі MATLAB/Simulink. Це дозволило детально проаналізувати перехідні процеси, оцінити динамічні характеристики системи та дослідити ефективність різних методів регулювання. Порівняльний аналіз показав, що використання адаптивних і нейромережевих підходів дає змогу підвищити стабільність швидкості обертання та зменшити вплив зовнішніх збурень, забезпечуючи енергоефективну роботу двигуна.

The purpose of this work is to develop and study a system for stabilizing the rotation speed of a DC collector motor to improve its dynamic and energy characteristics. The focus is on selecting and configuring a regulator capable of maintaining a stable rotation speed under variable operating conditions. For this purpose, modern methods of regulation were considered, in particular PID regulation, adaptive algorithms and neural network approaches. During the study, a mathematical model of the stabilization system was built and modeling was carried out in the MATLAB/Simulink environment. This made it possible to analyze in detail the transients, evaluate the dynamic characteristics of the system and investigate the effectiveness of various control methods. Comparative analysis showed that the use of adaptive and neural network approaches allows to increase the stability of the rotation speed and reduce the impact of external disturbances, ensuring energy-efficient operation of the engine.