Аннотация. Исследованы методы экспериментальной идентификации частотных характеристик прецизионных электроприводов исполнительных осей телескопов квантово-оптических комплексов. Изучены различные подходы к обработке экспериментальных данных, основанные на преобразовании Фурье. Рассмотрено влияние нелинейностей, характерных для систем прецизионного электропривода, на результаты экспериментальной идентификации частотных характеристик (момент сухого трения, момент кабельного перехода, зубцовые пульсации момента двигателя, мертвое время ключей инвертора). Выбрана схема проведения эксперимента с релейным регулятором скорости, позволяющая снизить влияние нелинейностей на результаты эксперимента. Апробация предложенных подходов к проведению идентификации проведена при помощи моделирования в среде MATLAB на модели электропривода с двухмассовой нагрузкой с использованием нелинейных и гармонических воздействий, зафиксированных экспериментально, при настройке исполнительной оси телескопа квантовооптического комплекса. 

Ключевые слова: экспериментальная идентификация, частотная характеристика, прецизионный электропривод, момент сухого трения, релейный регулятор, преобразование Фурье, частотно-временной анализ, оконная функция

Список литературы:

1. Садовников М. А., Томасов В. С., Толмачев В. А. Прецизионный электропривод для оптических комплексов контроля космического пространства // Изв. вузов. Приборостроение. 2011. Т. 54, № 6. С. 81—86.
2. Drozdov V., Abdullin A., Mamatov A. Problems of designing state feedback controllers for objects with transfer function zeros // Power Electronics and Drives. 2017. Vol. 37, N 2. P. 77—92. DOI: 10.5277/PED170203
3. Schoukens J., Pintelon R., Dobrowiecki T., Rolain Y. Identification of linear systems with nonlinear distortions // Automatica. 2005. Vol. 41, N 3. P. 491—504. 
4. Saupe F., Knoblach A. Experimental determination of frequency response function estimates for flexible joint industrial manipulators with serial kinematics // Mechanical Systems and Signal Processing. 2015. Vol. 52—53.  P. 60—72. DOI: 10.1016/j.ymssp.2014.08.011
5. Ilvedson C. R. Transfer Function Estimation Using Time-Frequency Analysis. Dept. of Aeronautics & Astronautics. Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, United States, 1998. 136 p.
6. Feron E., Brenner M. Paduano J., Turevskiy A. Time-frequency analysis for transfer function estimation and application to flutter clearance // AIAA Journal of Guidance, Control and Dynamics. 1998. Vol. 21, N 3. P. 375—382.
7. Villwock S., Pacas M. Application of the Welch-Method for the identification of two- and three-mass-systems // IEEE Trans. Ind. Electron. 2008. Vol. 55, N 1. P. 457—466.
8. Матвеев Ю. Н., Симончик К. К., Тропченко А. Ю., Хитров М. В. Цифровая обработка сигналов. СПб: СПбНИУ ИТМО, 2013. 166 с.
9. Abdullin A. A., Drozdov V. N., Plotitcyn A. A. Modified Design Method of an Optimal Control System for Precision Motor Drive // WSEAS Transactions on Systems and Control. 2014. Vol. 9, N 1. P. 652—657.
10. Dróżdż K., Orłowska-Kowalska T., Szabat K. Application of the modified fuzzy Kalman filter to states estimation of the two-mass system // 2015 IEEE Intern. Conf. on Industrial Technology (ICIT). Seville, 2015. P. 634—639. DOI: 10.1109/ICIT.2015.7125169
11. Lovlin S., Abdullin A. Adaptive system for compensation of periodic disturbances in servo drive // 2016 IX Intern. Conf. on Power Drives Systems (ICPDS). Perm, 2016. P. 1—5. DOI: 10.1109/ICPDS.2016.7756719
12. Pennestrì E., Rossi V., Salvini P., Valentini P. P. Review and comparison of dry friction force models // Nonlinear Dyn. 2016. Vol. 83, N 4. P. 1785—1801.
13. Mora A., Orellana Á., Juliet J., Cárdenas R. Model Predictive Torque Control for Torque Ripple Compensation in Variable-Speed PMSMs // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2016. Vol. 63, N 7. P. 4584—4592. DOI: 10.1109/TIE.2016.2536586
14. Ruderman M., Ruderman A., Bertram T. Observer-Based Compensation of Additive Periodic Torque Disturbances in Permanent Magnet Motors // IEEE Transactions on Industrial Informatics. 2013. Vol. 9, N 2. P. 1130—1138. DOI: 10.1109/TII.2012.2222040
15. Lovlin S. Y., Tsvetkova M. H., Subbotin D. A. Identification of a permanent magnet synchronous motor system with dead-zone characteristics // Advances in Automatic Control: Proc. of the 16th Intern. Conf. on Automatic Control, Modelling & Simulation (ACMOS '14). 2014. N 35. P. 199—206.
16. Hwang S. H., Kim J. M. Dead Time Compensation Method for Voltage-Fed PWM Inverter // IEEE Transactions on Energy Conversion. 2010. Vol. 25, N 1. P. 1—10. DOI: 10.1109/TEC.2009.2031811
17. Imura A., Takahashi T., Fujitsuna M., Zanma T., Doki S. Dead-time compensation in model predictive instantaneous-current control // IECON 2012 — 38th Annual Conf. on IEEE Industrial Electronics Society. Montreal, QC, 2012. P. 5037-5042. DOI: 10.1109/IECON.2012.6388981
18. Subbotin D. A., Lovlin S. Y., Tsvetkova M. H. Identifying dynamic model parameters of a servo drive // Manufacturing Engineering, Automatic Control and Robotics: Proc. of the 14th Intern. Conf. on Robotics, Control and Manufacturing Technology (ROCOM '14). 2014. N 32. P. 50—57.