Ученые разработали систему управления двигателем электромобиля
Ученые из университетов Тольятти и Самары совместно со специалистами из Болгарии разработали способ управления двигателем электромобилей, делающий машину более выносливой и адаптированной для разных дорожных ситуаций. Планируется создание экспериментального образца.
Речь идет о так называемом синхронном реактивном приводе — одном из самых перспективных, но и самых капризных типов двигателей. Он отличается простотой: в его вращающейся части (роторе) нет ни обмоток, ни дорогих магнитов — только особым образом вырезанные пластины стали. Это делает его дешевым, надежным и очень легким. Однако, как это часто бывает с простыми механизмами, управлять таким двигателем труднее. Он требует идеальной синхронизации тока и положения ротора, иначе мотор начинает «дергать», теряет мощность или не может сдвинуть машину с места.
Авторы разработали математическую модель и систему управления, в которых классический подход (ПИ-регулятор) сочетается с интеллектуальным «наблюдателем». «Наблюдатель» работает по принципу оптимальной сингулярной адаптации (OSA). В отличие от стандартных систем, которые просто реагируют на уже возникшее отклонение, адаптивный наблюдатель прогнозирует поведение привода. Он в реальном времени оценивает всего два ключевых параметра, и на основе этих данных корректирует управление, чтобы движение оставалось плавным и мощным даже при резких перепадах нагрузки.
«Предложенный нами метод позволяет управлять приводом, оценивая минимум параметров, что делает вычисления быстрыми, а реакцию системы — практически мгновенной», — рассказал один из разработчиков, доцент кафедры «Электроснабжение и электротехника» Тольяттинского госуниверситета Владимир Романов.
Свою теорию ученые протестировали в среде программирования Matlab, смоделировав разные режимы езды: резкий старт, внезапную нагрузку (например, подъем в гору), торможение и движение задним ходом.
«Результаты порадовали. На графиках видно, что обычный регулятор «пасует» при включении нагрузки — скорость электромобиля проседает. Наша же адаптивная же система держит удар: скорость остается стабильной. Двигатель работает четко, без рывков, а все ключевые параметры — ток, напряжение, мощность — меняются плавно и предсказуемо», — отметил Владимир Романов.
По словам ученого, такую систему управления можно использовать для создания более надежных и энергоэффективных электромобилей. Она позволяет применять дешевые и простые синхронные реактивные двигатели, сохраняя динамику и комфорт.
Разработчики планируют воплотить свою математическую модель в реальном «железе» и испытать ее на экспериментальном стенде.