Международная группа ученых предложила оригинальный способ управления двигателем для электромобиля, который может сделать машину более выносливой и отзывчивой в самых разных дорожных ситуациях. По сообщению пресс-службы Минобрнауки РФ, речь идет о так называемом синхронном реактивном приводе — одном из самых перспективных, но и самых капризных типов двигателей.
Батарея современного электромобиля представляет собой сложную систему «двигатель‑управление», и инженеры‑разработчики все еще ищут оптимальный баланс между мощностью, надежностью и стоимостью.
Синхронный реактивный двигатель (SynRM) выделяется своей простотой: в его роторе — вращающейся части — отсутствуют обмотки и дорогостоящие магниты, а вместо них используются лишь особым образом вырезанные стальные пластины. Благодаря такой конструкции двигатель получается легким, надежным и недорогим.
Но у этой простоты есть обратная сторона: управлять подобным двигателем значительно сложнее. Для его корректной работы требуется идеально синхронизировать ток и положение ротора — в противном случае мотор начинает работать нестабильно («дергаться»), теряет мощность либо вовсе не способен сдвинуть автомобиль с места.
Интересное решение предложила команда исследователей, в которую вошли профессор Самарского технического университета Валерий Гольдштейн, доцент кафедры «Электроснабжение и электротехника» Тольяттинского госуниверситета Владимир Романов и болгарские специалисты Николай Джагаров и Николай Янев. Они разработали математическую модель и систему управления, в которых классический подход (ПИ-регулятор) сочетается с интеллектуальным «наблюдателем».
«Наблюдатель» работает на основе принципа оптимальной сингулярной адаптации (OSA). В отличие от обычных систем, которые лишь реагируют на уже случившееся отклонение, адаптивный наблюдатель способен прогнозировать поведение привода. Он непрерывно, в реальном времени, оценивает всего два ключевых параметра — и, опираясь на полученные данные, корректирует управление. Благодаря этому движение остается плавным и мощным даже в условиях резких перепадов нагрузки.
Предложенный нами метод позволяет управлять приводом, оценивая минимум параметров, что делает вычисления быстрыми, а реакцию системы — практически мгновенной.
Свою теорию ученые протестировали в среде программирования Matlab, смоделировав разные режимы езды: резкий старт, внезапную нагрузку (например, подъем в гору), торможение и даже 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. 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.
Работа выполнена при поддержке Болгарского научного фонда. Результаты исследования международной группы ученых опубликованы в сборнике материалов конференции International Conference Automatics and Informatics 2025 (ICAI'25).
Ученые также планируют воплотить свою математическую модель в реальном «железе» и испытать ее на экспериментальном стенде.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что раскрыто влияние морозов на связь и технику.
