Проблематика управления двигателем последовательного возбуждения (ДПВ) с точки зрения оптимизации его энергетики до сегодняшнего дня остается актуальной для исследователей. Несмотря на широкое использование ДПВ от тягового электропривода до электрифицированного ручного инструмента и бытовой техники, теоретические изыскания крайне редки. Можно выделить труды российских ученых, посвященные развитию теоретических и практических аспектов улучшения энергетических показателей электроприводов с двигателем последовательного возбуждения: В.П. Климова, Н.Ф. Ильинского, В.Г. Кагана, Г.В. Лебедева, Л.И. Малинина, С.В. Власьевского, А.С. Мешкова, А.Е. Алехина, Ю.П. Петрова, М.Х. Беллмана, а также Т. Fujimaki, G.K. Dubey и др., которые справедливо замечают, что классические вариационные методы поиска оптимального управления ДПВ с точки зрения минимизации потерь не дают прямого решения.
Анализ динамических процессов в электроприводах с ДПВ показывает, что основной проблемой обеспечения оптимального закона управления, а также устойчивости системы, является зависимость параметров системы от тока и, главным образом, от скорости двигателя. Указанные причины приводят к тому, что статические и динамические процессы в замкнутой системе электропривода с ДПВ зависят от режима работы. На эту проблему указывает ряд авторов [1–3]. Общим выводом является то, что для обеспечения устойчивости такой системы необходимо обеспечить нелинейную динамическую коррекцию.
В работе [4] предложено ввести гибкую обратную связь в виде параллельного корректирующего звена на входе системы и имеющего передаточную функцию:
где: T *k , A k – постоянная времени звена в рабочей точке и статический коэффициент передачи звена, соответственно.
Целью введения такой коррекции является стабилизация частоты среза, которая связана с переменными параметрами следующим уравнением:
где: ω*среза, i* , (R + kω* ) – частота среза, ток двигателя в рабочей точке, эквивалентное сопротивление цепи якоря двигателя, соответственно. Тогда для стабилизации частоты среза необходимо иметь зависимость: