Вступ

Сучасне промислове виробництво розвивається у напрямку створення високоефективних промислових установок і систем автоматичного керування ними, завдяки яким досягається інтенсифікація технологічних процесів. Ієрархічний принцип побудови сучасних автоматичних систем керування технологічними процесами передбачає наявність локальних систем керування, які можна розглядати як фундамент усього автоматизованого комплексу. Як правило, такими локальними системами є системи керування електроприводами відповідних механізмів. За відомостями Асоціації інженерів-електриків України, про поширеність електромеханічних систем у промисловості свідчить той факт, що більше ніж 60 % виробленої енергії споживають електроприводи, які забезпечують різноманітні технологічні процеси та роботу електротранспорту. Оптимізація функціонування електромеханічних систем під час керування технологічними процесами дає змогу покращити техніко-економічні характеристики продукції, а також досягти економії електроенергії, яка витрачається на її виготовлення. Інтенсифікація виробництва також зумовлює те, що домінуючими режимами роботи автоматизованих електроприводів є динамічні процеси і тому більшість сучасних наукових досліджень спрямовані на удосконалення керування саме в перехідних режимах.
Динамічні процеси в електромеханічних системах можуть бути спричинені дією керуючих і збурювальних впливів. Керуючий вплив забезпечує проходження технологічного процесу чи функціонування виробничого механізму відповідно до поставлених вимог. Якщо ці вимоги передбачають зміну керуючого впливу (відпрацювання директивних значень завдання) для забезпечення певних значень вихідної координати регулювання, то такий процес керування характеризується якимись динамічними і статичними показниками. Системи, які забезпечують відпрацювання зміни керуючої дії, називатимемо системами автоматичного керування.
Якість функціонування електромеханічної системи визначається її здатністю забезпечити задані динамічні та статичні властивості регульованої координати. Системі повинна бути властива і певна універсальність, яка полягає в можливості простого її переналагодження, якщо змінюються вимоги, зокрема, до показників динаміки координати регулювання. Практично увесь спектр бажаних динамічних характеристик реальних електроприводів може бути забезпечений стандартними формами (біноміальна, Баттерворта, Чебишова, Бесселя тощо) розподілу коренів характеристичного рівняння. З іншого боку, електромеханічна система повинна задовольняти певні вимоги і щодо дії збурень, які впливають на вихідну координату регулювання, відхиляючи її від заданого значення. Збурювальні впливи, що діють на такі системи, можна розділити на дві групи: детерміновані і випадкові. Під детермінованими будемо розуміти такі збурювальні впливи, величина і тривалість яких є достатніми, щоб система могла відпрацювати появу кожного такого впливу. Якщо ж черговість і величина появи збурень не відповідають вищезгаданій умові, причому вони з’являються ще до закінчення відпрацювання попередніх впливів, то такі збурення трактують як випадкові і вони описуються ймовірнісними характеристиками. Електромеханічна система в режимі стабілізації вихідної координати, яку називатимемо системою автоматичного регулювання, буде працювати по-різному у разі дії цих двох груп збурень.
Саме синтез детермінованих електромеханічних систем розглянутий у цьому посібнику. В ньому охарактеризовано найпоширені способи побудови електроприводів та особливості їх синтезу. Крім цього, пропонується метод синтезу на підставі узагальненого характеристичного полінома, який з позицій єдиної методології дає змогу синтезувати широкий клас електромеханічних систем.