In the first part a survey of application and motor performance specifications are given. The results of finite element analyses, force calculation and optimization of the secondary part are described. The motor was designed by the Power Engineering Institute and built by the company DOMEL. The comparison between the calculated and the measured results of the moving force is presented. They are in good agreement. The realization of the motor and the measuring arrangement are presented graphically in pictures. In the second part an experimental driving system has been set up. Elements of the experimental system are: the Allen Breadly Inverter 1336S-B050, the innovative Integration Embedded DSP board SBC32 with appropriate interfaces and the LSRM itself. First, a LSRM model appropriate for control synthesis was derived. Then the control strategy and the control scheme were selected. The tests necessary for the determination of the LSRM model parameters using open loop control were performed. Parameters of controllers were determined and the complete control scheme was verified by digital simulations and by experiments. The agreement between the results obtained by simulation and the results obtained by experiments is very good.

V delu je predstavljena izpeljava dinamičnega modela in sinteza vodenja asinhronskega motorja. Model je dobljen s pomočjo Langrangeovega postopka na osnovi magnetne energije, akumulirane v zračni reži motorja in kinetične energije gibljivih delov motorja. Za podano navitje motorja je zapisana tokovna obloga primarja. Uporabljena je bila za reševanje Laplaceove parcialne diferencialne enačbe, s katero so opisane magnetne razmere v zračni reži motorja. Opisan postopek daje kot rešitev osnovno harmonsko komponento jakosti magnetnega polja. Na osnovi dobljenega izraza za jakost magnetnega polja je nato izpeljan izraz za akumulirano magnetno energijo v zračni reži motorja. S pomočjo Langrange-Eulerjevih enačb je izpeljan dinamični trifazni model linearnega asinhronskega motorja s koncentiranimi parametri. Ta model ni primeren za sintezo vodenja, zato je najprej opravljena trifazno-dvofazna transformacija, nato pa še dq transformacija modela motorja. Dobljen dq model je nato uporabljen kot osnova za sintezo vodenja. Prikazana je izpeljava dveh regulacijskih stuktur: vektorske regulacije in vodenja na osnovi vhodno-izhodne linearizacije modela motorja. Pri slednji je pokazano, da lahko z uporabo sledilnih regulatorjev zagotovimo popolno sledenje (perfect tracking). Ker obe shemi temeljita na dq modelu motorja, je prikazana še izpeljava estimatorja sekundarnega magnetilnega toka, opravljena analiza dinamičnih lastnosti in vpliva spremembe upornosti sekundarja na izračun sekundarnega magnetilnega toka. Rezultati simulacijskih izračunov vodenja linearnega motorja kažejo, da regulacijska shema na osnovi vhodno-izhodne linearizacije modela motorja zagotavlja popolno sledenje reguliranih veličin referenčnim trajektorijam in boljše dinamične lastnosti pogona kot vektorska regulacija. Na podoben način kot za linearni motor, sta bili izpeljani vektorska regulacija in vodenje na osnovi vhodno-izhodne linearizacije modela motorja tudi za rotacijski asinhronski motor in preizkušeni na laboratorijskem pogonu. Primerjava simulacijskih rezultatov vodenja linearnega in rotacijskega motorja kaže na podobne dinamične lastnossti obeh pogonov. Poleg tega je vidno tudi zelo dobro ujemanje rezultatov simulacijskih izračunov in meritev na rotacijskem motorju.

During the past three years we have developed a programme solution for the three most widely-used methods (FEM-finite element method, BEM-boundary element method and HM hybrid method) for CAD of electro-magnetic devices. Because o the differences and specificness in the design of these devices we used three scalar potential variants for the calculation of electromagnetic field. In research of numerical methods for force and torque calculations basic methods: Maxwell stress method, Virtual work method and Magnetising current method. All of them are based on numerical solutions of magnetic conditions. To increase the accuracy of the calculation and to achieve better adjustability to the methods for the field calculation and insensitivity to the user - defined parameters several modifications were carried out on the basic methods. The developed methods were verified by measurements on real models. For the purpose of the analysis and synthesis of the electrical machines the some new dynamic models of the AC electrical machines were developed. The special attention was paid to determination of the parameters of the mentioned models. The new methods for the high performances control of the AC machines has been also developed.

V delu je obdelana problematika vodenja pogona z indukcijskim motorjem. Predstavljeni so modeli indukcijskega motorja v različnih koordinatnih sistemih in model uporabljenega bremena. Opisan je postopek za določitev parametrov modela motorja iz rezultatov meritev praznega teka in kratkega stika ter postopek za verifikacijo tako dobljenih parametrov. Na primeru nelinearnega SISO sistema je predstavljena input-state linearizacija nelinearnega modela objekta vodenja. Enak postopek je nato uporabljen za linearizacijo in razklopitev modela indukcijskega motorja. Obdelana sta dva algoritma vodenja indukcijskega motorja, zasnovana na modelu motorja v koordinatnem sistemu rotorskega magnetnega polja: indirektna vektorska regulacija in algoritem vodenja z uorabo Input state linearizacije. Opisan je eden od možnih načinov za diskretno realizacijo omejenih algoritmov vodenja. Obnašanje reguliranega pogona je ilustrirano z rezultati simulacij zveznega in hibridnega simulacijskega modela z digitalnim računalnikom.

Poročilo daje pregled enoletnega raziskovalnega dela. Osrednje točke programa so obravnava različnih električnih aktivatorjev ter njihova razvrstitev. Poglobljeno je obravnavan indukcijski motor, ki lahko najde svoje mesto v stacionarnih osnih modulih manipulatorjev. Teoretične rezultate dopolnjujejo preizkusi na laboratorijskih modulih, mehanizmu in industrijskem manipulatorju. Predstavljena je tudi oprema za taktilno vodenje robotov.

V okviru projekta razvite programske rešitve omogočajo enostavnejšo, zanesljivejšo in bolj optimalno projektiranje najrazličnejših elektromegnetnihnaprav. Pri tem so odpravljene nekatere omejitve prejšnjih rešitev, hkrati pa se je razširilo področje uporabe programskih rešitev. Mogoče je upoštevati vrtinčne tokove, vplive krožnega efekta v vodnikih dodatnih izgub in računanje integralnih veličin polja. Mogoče je tudiboljše vrednotenje magnetnih razmer in dogajanj v materialih, ko se ti nahajajo v časovno spremenljivih magnetnih poljih. Rezultat našega dela so tudi novi nelinearni dinamični modeli, ki lakho uspešno nadomeščajo fizični sistem, novi sistemi vodenja in nove eksperimentalne metode določanja parametrov. Z uporabo navedenih metod je mogoče izboljšati dinamiko in zmanjšati izgube.

Poročamo o enolotnem raziskovanju na področju robotike. V tem letu smo zaokrožili raziskovanje robotskih osnih modulov. Posebej smo se posvetili razvoju merilne opreme za analizo modulov, ki je v celoti računalniško podprta. Rezultate smo dosegli prav tako z dvonivojskim krmilnikom laboratorijskega manipulatorja. Mnogo teoretičnih rezultatov pa je na voljo za laboratorijsko overovitev.