Потребительские свойства локальных систем автоматизации, основу которых составляют преимущественно электроприводы, определяются их характеристиками и набором функциональных возможностей. Структурные и алгоритмические принципы формирования электроприводов как объектов управления и регулирования многообразны и определяются конкретными прикладными задачами [1–3]. Современная элементная база электромашиностроения, силовой электроники и микропроцессорной техники позволяет комплексно и оптимально реализовать возрастающие требования технологических процессов и исполнительных механизмов в передовых отраслях промышленности [4–6].
Автоматизированный электропривод является сложной функционально взаимозависимой по элементам системой, которая формализуется совокупностью матриц дифференциальных, разностных и алгебраических уравнений [1, 7, 8]. Отличительной особенностью структурообразования электропривода является наличие следующих элементов (рис. 1) [9–11]:
• простого и эффективного асинхронного двигателя (АД), оптимизированного по конструктивным и энергетическим показателям, по динамике и надежности;
• преобразователей частоты на полностью управляемых приборах (ПЧ), определяющих регулировочные характеристики, а также энергетические характеристики привода;
• датчиков электрических, механических и технологических параметров регулирования, обеспечивающих требуемую точность стабилизации координат в замкнутой системе;
• микропроцессорной системы управления (МПСУ) с функциями непосредственного регулирования выходных координат, формирования векторных законов ШИМ-управления, диагностики и защиты, взаимодействия с АСУ ТП верхнего уровня иерархии.
Каждый элемент данной системы в связи с историческими и организационными особенностями применения прошел значительный путь индивидуального совершенствования, теоретически обоснован и оптимизирован по наиболее важным для него критериям. В результате при синтезе всей мехатронной системы форма и способы представления внешней информации для взаимодействия различных элементов привода значительно отличаются, и наилучшая интерфейсная адаптация их всегда была важнейшим направлением развития и оптимизации электроприводов [12–14].