Методология синтеза многосвязной системы электромагнитных подшипников с повышенными жесткостными характеристиками энергетических объектов

• Автор: Стариков, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 354 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Анализ существующих математических моделей и принципов построения систем управления электромагнитными подшипниками
1.1 Место активных электромагнитных подшипников в области обеспечения бесконтактного подвеса роторов
1.2 Обзор известных математических моделей электромагнитных подшипников
1.3 Обзор существующих принципов построения систем
управления электромагнитными подшипниками
1.4 Цифровые системы управления электромагнитными подшипникам
и их математическое описание
1.5 Влияние динамики жесткого ротора на работу электромагнитного подвеса
1.6 Влияние динамики гибкого ротора на работу электромагнитного подвеса
1.7 Цели и задачи проводимого исследования
1.8 Выводы по первой главе
2 Математическая модель электромагнитного подшипника
как объекта управления
2.1 Математическое описание процесса перемещения ротора
в поле электромагнитов
2.2 Структурные схемы и передаточные функции процесса перемещения ротора в поле электромагнитов как объекта управления
2.3 Математическая модель радиального электромагнитного подшипника с учетом взаимовлияния осей управления

2.4 Влияние гироскопического эффекта на работу комплекта радиальных электромагнитных подшипников
2.5 Математическая модель комплекта радиальных электромагнитных подшипников с учетом собственных частот
и форм гибкого ротора
2.6 Математическая модель осевого электромагнитного
подшипника и его влияние на радиальные
2.7 Выводы по второй главе
3 Критерии и методы синтеза систем управления
электромагнитными подшипниками
3.1 Критерии синтеза систем управления электромагнитными подшипниками
3.2 Синтез цифровой системы управления электромагнитным подшипником метод непрерывного прототипа
3.3 Структурные схемы и методы синтеза многоконтурных систем
с одной измеряемой координатой (МСОИК)
3.4 Метод синтеза систем управления неустойчивыми
объектами управления
3.5 Обеспечение точного подхода к заданной координате
3.6 Выводы по третьей главе
4 Структурный и параметрический синтез непрерывных прототипов
систем управления электромагнитными подшипниками
4.1 Параметрический синтез регуляторов непрерывного прототипа системы управления электромагнитным подвесом ротора, построенной по принципу МСОИК
4.2 Параметрический синтез регуляторов системы управления электромагнитным подвесом ротора, построенной
по принципу систем подчиненного регулирования (СПР)
4.3 Синтез непрерывного прототипа двухконтурной системы управления неустойчивыми объектами

4.4 Статические и динамические свойства непрерывного прототипа двухконтурной системы управления
электромагнитным подшипником
4.5 Синтез трехконтурной системы управления электромагнитным подшипником методом непрерывного прототипа
4.6 Статические и динамические свойства непрерывного прототипа трехконтурной системы управления
электромагнитным подшипником
4.7 Выводы по четвертой главе
5 Синтез регуляторов цифровых систем управления
электромагнитными подшипниками с учетом процесса
квантования по времени
5.1 Структурные схемы систем управления электромагнитными подшипниками с учетом квантования по времени
5.2 Дискретная передаточная функция процесса перемещения ротора в поле электромагнитов с учетом экстраполятора
нулевого порядка
5.3 Дискретные передаточные функции и динамические свойства цифровой системы управления электромагнитным подшипником, построенной по принципу МСОИК
5.4 Дискретные передаточные функции и динамические свойства цифровой системы управления электромагнитным подшипником, построенной по принципам СПР
5.5 Дискретная передаточная функция и динамические свойства цифровой двухконтурной системы управления
электромагнитным подшипником
5.6 Дискретная передаточная функция и динамические свойства цифровой трехконтурной системы управления
электромагнитным подшипником
5.7 Выводы по пятой главе

регулятор, параметры которого рассчитываются, например, исходя из требуемого закона движения (1.6). Переключение напряжения с максимального положительного значения IIт на максимальное отрицательное -IIт производится с целью обеспечения оптимального быстродействия при отслеживании программного тока. К сожалению, применение релейного закона управления не упрощает технической реализации электромагнитного подшипника и приводит к большой амплитуде колебаний ротора относительно центрального положения.
1.4 Цифровые системы управления электромагнитным подвесом
ротора и их математическое описание
Современные системы управления электромагнитным подвесом ротора строятся на основе цифровой микропроцессорной техники. Очевидно, что в цифровой системе управления электромагнитным подшипником будут наблюдаться процессы квантования по времени и по уровню. В связи с этим актуальной задачей является исследование влияния квантования по времени на работу системы управления электромагнитным подвесом ротора.
Для этого, прежде всего, разрабатывается математическая модель процесса перемещения ротора в поле электромагнитов с учетом квантования по времени. При управлении по току непрерывной модели (1.5), разработанной в безразмерной форме, соответствует дискретная передаточная функция [1]
Следует отметить, что для более сложного и в то же время более реального случая управления напряжением дискретная математическая модель
х(г) {скҐ- IX*+ 1) = Т7Т = ;
1{г) г2 -{2сИҐ)г +
(1.9)
где Ґ ------• Т - период квантования по времени, г = ерТ - комплексная пе-
ременная.