<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Bulletin of scientific research results</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Bulletin of scientific research results</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Бюллетень результатов научных исследований</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="online">2223-9987</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">119596</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.20295/2223-9987-2026-1-128-141</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Проблематика транспортных систем</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Проблематика транспортных систем</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Control system for an induction traction motor in high-speed trains</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Система регулирования асинхронного тягового двигателя скоростного поезда</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Титова</surname>
       <given-names>Тамила Семеновна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Titova</surname>
       <given-names>Tamila Semenovna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Колпахчьян</surname>
       <given-names>Павел Григорьевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Kolpahch'yan</surname>
       <given-names>Pavel Grigor'evich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>kolpakhchyan@pgups.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Володина</surname>
       <given-names>Алена Сергеевна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Volodina</surname>
       <given-names>Alena Sergeevna</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>volodinaalena2016.volodina@yandex.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-3"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University</institution>
     <city>Saint-Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Emperor Alexander I Petersburg State Transport University</institution>
     <city>Saint-Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-3">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Emperor Alexander I Petersburg State Transport University</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2026-04-03T00:35:32+03:00">
    <day>03</day>
    <month>04</month>
    <year>2026</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2026-04-03T00:35:32+03:00">
    <day>03</day>
    <month>04</month>
    <year>2026</year>
   </pub-date>
   <volume>2026</volume>
   <issue>1</issue>
   <fpage>128</fpage>
   <lpage>141</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2026-02-05T00:00:00+03:00">
     <day>05</day>
     <month>02</month>
     <year>2026</year>
    </date>
    <date date-type="accepted" iso-8601-date="2026-03-04T00:00:00+03:00">
     <day>04</day>
     <month>03</month>
     <year>2026</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://atjournal.ru/en/nauka/article/119596/view">https://atjournal.ru/en/nauka/article/119596/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Цель: определение подхода к построению системы автоматического регулирования (САР) и наблюдателя состояния асинхронного тягового двигателя для обеспечения регулирования момента с высоким качеством, без перерегулирования, с заданной точностью и быстродействием. Методы: выбор способа управления асинхронным тяговым двигателем (АТД) для обеспечения заданных характеристик является главным при дальнейшем определении методов для достижения поставленной цели. Поэтому в статье рассмотрены вопросы, касающиеся принципа управления и структуры САР для машины. Благодаря применению метода прямого управления моментом с регуляцией вектора потокосцепления через вектор напряжения имеется возможность получения предсказуемого гармонического состава напряжения и токов, а также обеспечение заданного быстродействия. Для устранения влияния накопления ошибок интегрирования и корректной работы наблюдателя состояния предлагается рассмотреть методы Эйлера и Адамса — Моултона для решения дифференциальных уравнений. Результаты: для оценки правильности выбранного подхода к построению САР и наблюдателя состояния АТД выполняется математическое моделирование процессов в тяговом электроприводе. Результаты моделирования демонстрируют, что применение САР, использующей принципы прямого управления моментом и управления по напряжению, обеспечивает хорошие динамические показатели регулирования. Высокое быстродействие регулирования момента при сравнительно низкой частоте переключений силовых полупроводниковых приборов инвертора реализуется при исключении контуров регулирования тока статора. Таким образом, появляется возможность эффективного использования условий сцепления в месте контакта «колесо — рельс». Практическая значимость: показана важность выбора способа управления АТД для обеспечения высокой точности, быстродействия и качества регулирования. Применение метода Адамса — Моултона второго порядка позволяет практически полностью устранить накопление погрешности при незначительном увеличении объема вычислений. Это обеспечивает эффективную работу наблюдателя состояния.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Objective: to establish a methodology for designing an automatic control system (ACS) and a corresponding state observer for induction traction motors (ITM), specifically to guarantee high-precision torque regulation characterized by defined accuracy, rapid dynamic response, and the absence of overshoot. Methods: the foundational step in achieving the stated objective lies in selecting an optimal control strategy for the ITM that guarantees the necessary performance metrics. Consequently, this paper investigates the core principles of control and structural configuration of the motor’s ACS. This study advocates for the implementation of Direct Torque Control (DTC). By regulating the flux-linkage vector via the voltage vector, this method offers distinct advantages, including a predictable harmonic spectrum for both currents and voltages, alongside the requisite dynamic behavior. Furthermore, to mitigate the accumulation of integration errors and ensure the robust functionality of the state observer, the research proposes utilizing numerical solutions for differential equations based on the Euler and Adams — Moulton methods. Results: to validate the proposed design methodology for the ACS and the ITM state observer, comprehensive mathematical modelling of the traction electric drive system has been conducted. The simulation data confirms that an ACS based on the principles of direct torque and voltage control delivers superior dynamic regulation capabilities. Notably, the system achieves rapid torque control while maintaining a comparatively low switching frequency for the inverter’s power semiconductor components. This efficiency is largely attributed to the removal of stator current con- trol loops, which subsequently allows for optimal utilization of wheel-rail adhesion conditions. Practical sig- nificance: the study underscores the critical importance of selecting a suitable ITM control strategy to secure high precision, speed, and the overall control quality. Employing the second-order Adams-Moulton method effectively neutralizes error accumulation with minimal additional computational load. This mathematical adjustment is instrumental in ensuring the efficient and reliable operation of the state observer in practical applications.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>система автоматического регулирования асинхронного двигателя</kwd>
    <kwd>обеспечение высокого качества регулирования</kwd>
    <kwd>быстродействие регулирования</kwd>
    <kwd>наблюдатель состояния</kwd>
    <kwd>фильтр Люенбергера</kwd>
    <kwd>метод Адамса — Моултона</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>automatic control system of an induction motor</kwd>
    <kwd>ensuring high-quality control</kwd>
    <kwd>rapid response</kwd>
    <kwd>state observer</kwd>
    <kwd>Luenberger filter</kwd>
    <kwd>Adams-Moulton method</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Асинхронный тяговый привод локомотивов / А. А. Андрющенко [и др.]. М.: Учебно- методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2014. 412 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Asinhronnyy tyagovyy privod lokomotivov / A. A. Andryuschenko [i dr.]. M.: Uchebno- metodicheskiy centr po obrazovaniyu na zheleznodorozhnom transporte, 2014. 412 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Назаров А. С. Опыт запуска в России высокоскоростных поездов «Сапсан» и «Аллегро» // Вестник Института проблем естественных монополий: Техника железных дорог. 2013. № 3 (23). С. 62–68.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Nazarov A. S. Opyt zapuska v Rossii vysokoskorostnyh poezdov «Sapsan» i «Allegro» // Vestnik Instituta problem estestvennyh monopoliy: Tehnika zheleznyh dorog. 2013. № 3 (23). S. 62–68.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Усольцев А. А. Векторное управление асинхронными двигателями. СПб.: СПбГИТ-МО (ТУ), 2002. 42 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Usol'cev A. A. Vektornoe upravlenie asinhronnymi dvigatelyami. SPb.: SPbGIT-MO (TU), 2002. 42 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Speed-sensorless  stator  flux-oriented  control  of  induction  motor  drives  in  traction  / M. Depenbrock [et al.] // Communications — Scientific Letters of the University of Zilina. 2001. Vol. 3, no. 2. Pp. 68–75. DOI: 10.26552/com.C.2001.2-3.68-75.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Speed-sensorless  stator  flux-oriented  control  of  induction  motor  drives  in  traction  / M. Depenbrock [et al.] // Communications — Scientific Letters of the University of Zilina. 2001. Vol. 3, no. 2. Pp. 68–75. DOI: 10.26552/com.C.2001.2-3.68-75.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Исаков А. С., Ушаков А. В. Реализация наблюдателя состояний асинхронного двигателя c короткозамкнутым ротором в бездатчиковой системе векторного управления // Научно- технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. 2007. № 38. С. 280–286. EDN JVJXXJ.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Isakov A. S., Ushakov A. V. Realizaciya nablyudatelya sostoyaniy asinhronnogo dvigatelya c korotkozamknutym rotorom v bezdatchikovoy sisteme vektornogo upravleniya // Nauchno- tehnicheskiy vestnik Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo universiteta informacionnyh tehnologiy, mehaniki i optiki. 2007. № 38. S. 280–286. EDN JVJXXJ.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Костенко М. П. Электрические машины. Специальная часть. М.-Л.: Госэнергоиздательство, 1949. 712 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kostenko M. P. Elektricheskie mashiny. Special'naya chast'. M.-L.: Gosenergoizdatel'stvo, 1949. 712 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Traction induction motor state observer based on an luenberger filter / P. Kolpakhchyan, [et al.] // Proceedings of the Seventh International Scientific Conference “Intelligent Information Technologies for Industry”, 2023. DOI: 10.1007/978-3-031-43792-2_25.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Traction induction motor state observer based on an luenberger filter / P. Kolpakhchyan, [et al.] // Proceedings of the Seventh International Scientific Conference “Intelligent Information Technologies for Industry”, 2023. DOI: 10.1007/978-3-031-43792-2_25.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Попов С. А., Фальков Г. А. Особенности построения имитационной модели наблюдателя состояния для систем векторного управления асинхронным электроприводом // Совре- менные наукоемкие технологии. 2024. № 7. С. 40–47. URL: https://top-technologies.ru/ru/article/ view?id=40083 (дата обращения: 08.02.2026).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Popov S. A., Fal'kov G. A. Osobennosti postroeniya imitacionnoy modeli nablyudatelya sostoyaniya dlya sistem vektornogo upravleniya asinhronnym elektroprivodom // Sovre- mennye naukoemkie tehnologii. 2024. № 7. S. 40–47. URL: https://top-technologies.ru/ru/article/ view?id=40083 (data obrascheniya: 08.02.2026).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Jnayah S., Moussa I., Khedher A. IM fed by three-level inverter under DTC strategy combined with sliding mode theory // Electronics. 2022.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Jnayah S., Moussa I., Khedher A. IM fed by three-level inverter under DTC strategy combined with sliding mode theory // Electronics. 2022.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Garrappa R. Numerical solution of fractional differential equations: a survey and a software tutorial // Mathematics. 2018. Vol. 6 (2). Pp. 30–53.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Garrappa R. Numerical solution of fractional differential equations: a survey and a software tutorial // Mathematics. 2018. Vol. 6 (2). Pp. 30–53.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Ким В. А. Методы Адамса — Башфорта — Моултона и Ньютона — Рафсона для чис- ленного анализа осциллятора дуффинга с производной переменного дробного порядка римана- лиувилля // Проблемы вычислительной и прикладной математики. 2021. № 3 (33). С. 82–97. EDN TNWNML.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kim V. A. Metody Adamsa — Bashforta — Moultona i N'yutona — Rafsona dlya chis- lennogo analiza oscillyatora duffinga s proizvodnoy peremennogo drobnogo poryadka rimana- liuvillya // Problemy vychislitel'noy i prikladnoy matematiki. 2021. № 3 (33). S. 82–97. EDN TNWNML.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
