Рассмотрено применение регулируемого электропривода рубительной машины, что позволяет контролировать скорость и момент резания, обеспечивает выработку качественной щепы, а также уменьшает затраты электроэнергии. Регулирование момента и скорости электродвигателя на основе нечеткой логики улучшает характеристики электропривода. Применение принципа многокаскадности при построении нечеткого регулятора позволяет учитывать режимы работы и параметры нагрузки. Целью работы является исследование возможности стабилизации скорости и момента резания дисковой рубительной машины за счет применения электропривода с регулированием на основе нечеткой логики, а также оценка энергоэффективности разработанного электропривода. Исследование электропривода рубительной машины производилось в среде Matlab по разработанной имитационной модели. Построена и проанализирована математическая модель нагрузки, учитывающая изменяющиеся параметры объекта регулирования. Обоснован выбор алгоритма с прямым управлением моментом для стабилизации процесса резания. Выявлено, что применение регулируемого электропривода позволяет стабилизировать скорость и момент двигателя при резкопеременной нагрузке и снизить потребляемую мощность. Показано, что введение нечеткого регулирования во внутренний контур системы управления уменьшает пульсации момента в системе с прямым управлением моментом, а учет режимов работы электропривода путем усложнения нечеткого регулятора в контуре скорости стабилизирует скорость и момент резания при изменении условий работы, что повышает качество конечной продукции. Сравнение результатов моделирования показало снижение потребляемой мощности при применении регулируемого электропривода по сравнению с нерегулируемым и при применении нечеткого регулирования по сравнению с классической схемой системы с прямым управлением моментом.
The application of a controlled electric drive for a chipper machine has been investigated. This allows controlling the cutting speed and torque, ensures the production of high quality wood chips and reduces electricity consumption. Regulating the motor torque and speed based on fuzzy logic improves the drive characteristics. Implementing a multi cascade principle in the design of the fuzzy controller enables accounting for operating modes and load parameters. The aim of the research work is to investigate the possibility of stabilizing the cutting speed and torque of a disc chipper machine by using an electric drive with fuzzy logic-based control, as well as to evaluate the energy efficiency of the developed electric drive. The study of the chipper machine electric drive was conducted in the MATLAB environment using a developed simulation model. A mathematical model of the load was constructed and analyzed, taking into account the varying parameters of the controlled object. The choice of a direct torque control algorithm for stabilizing the cutting process was justified. It was found that the use of a controlled electric drive allows stabilizing the motor speed and torque under abruptly varying loads and reducing power consumption. It was demonstrated that introducing fuzzy control into the inner loop of the control system reduces torque ripples in a direct torque control system. In addition, accounting for the electric drive operating modes by enhancing the fuzzy controller in the speed loop stabilizes the cutting speed and torque under changing working conditions, thereby improving the quality of the final product. A comparison of the simulation results showed a reduction in power consumption when using a controlled electric drive compared to an uncontrolled one, as well as when applying fuzzy control compared to a classical direct torque control system.