Автоматизированный синтез цифровых алгоритмов импульсного управления исполнительным механизмом привода с трёхфазным вентильным двигателем

• Автор: Гагарин, Сергей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 200 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень сокращений

Список условных обозначений

Введение
Глава 1. Анализ существующих способов векторной широтноимпульсной модуляции и их систематизация

1.1 Множества состояний управляющего слова

1.2 Векторная интерпретация элементов множества допустимых

состояний управляющего слова

1.3 Формирование результирующего вектора напряжения якоря

1.4 Обзор современных способов векторной широтно-импульсной

модуляции
1.5 Разработка классификации способов векторной широтноимпульсной модуляции
1.6 Выводы по главе
Глава 2. Разработка автоматизированного подхода к по-
лучению математического описания управляющих булевых функций
2.1 Определение совокупности условий управления ключевыми
элементами и их формализация в виде системы логических переменных
2.1.1 Логические переменные, характеризующие сектор, в котором находится текущее положение ротора
2.1.2 Логические переменные, определяющие угловое положение и абсолютную величину результирующего вектора напряжения якоря
2.1.3 Логическая переменная, характеризующая необходимое направление вращения

2.2 Формализация алгоритма импульсного управления
2.2.1 Описание состояний кода текущего сектора
2.2.2 Описание «подключающих» и «отключающих» состояний управляющего слова
2.2.3 Описание состояний управляющего слова, соответствующих аварийным ситуациям
2.3 Формирование таблицы состояний
2.4 Программная реализация автоматизированного подхода к получению управляющих булевых функций
2.4.1 Разработка модуля формирования таблицы состояний
2.4.2 Модуль получения аналитических выражений управляющих булевых функций
2.4.3 Модуль экспорта таблицы состояний в МАТЬАВ
2.5 Выводы по главе
Глава 3. Формирование математического описания цифрового устройства управления мехатронного модуля
3.1 Трёхстоечная векторная широтно-импульсная модуляция
3.1.1 Формирование системы логических переменных
3.1.2 Формализация алгоритма импульсного управления
3.1.3 Формирование таблицы состояний и получение аналитических выражений управляющих булевых функций
3.2 Двухстоечная векторная широтно-импульсная модуляция
3.2.1 Формирование системы логических переменных
3.2.2 Формализация алгоритма импульсного управления
3.2.3 Формирование таблицы состояний и получение аналитических выражений управляющих булевых функций
3.3 Комбинированная векторная широтно-импульсная модуляция
3.3.1 Формирование системы логических переменных
3.3.2 Формализация алгоритма импульсного управления

3.3.3 Формирование таблицы состояний и получение аналити-
ческих выражений управляющих булевых функций
3.4 Выводы по главе
Глава 4. Разработка компьютерной модели мехатронного модуля и программного комплекса, автоматизирующего этапы моделирования
4.1 Разработка компьютерной модели мехатронного модуля
4.1.1 Блок цифрового устройства управления
4.1.2 Блок импульсного усилителя мощности
4.1.3 Блок трёхфазного синхронного двигателя
4.1.4 Блок источника питания постоянного напряжения
4.1.5 Блок измерений
4.2 Разработка программного обеспечения для автоматизации этапов моделирования работы мехатронного модуля
4.2.1 Главный модуль программного комплекса
4.2.2 Графический интерфейс пользователя
4.2.3 Модуль расчёта
4.2.4 Модули визуализации и сохранения результатов расчёта
4.3 Выводы по главе
Глава 5. Анализ физических процессов, протекающих в энергетическом канале мехатронного модуля
5.1 Анализ эпюр фазных токов и напряжений
5.2 Динамические характеристики исполнительного механизма привода
5.3 Статические характеристики исполнительного механизма привода115
5.3.1 Механические характеристики
5.3.2 Регулировочные характеристики
5.4 Энергетические характеристики исполнительного механизма
привода
5.4.1 Потребляемая мощность

реключаемых КЭ. Таким образом, совокупности используемых совместно «подключающих» и «отключающих» состояний УС образуют группы.
«Опережающей» группой состояний УС будем называть такую группу «подключающих» и «отключающих» состояний УС, в которой угловое положение ненулевого базового вектора напряжения превосходит требуемое угловое положение результирующего вектора, а «отстающей» группой — ту группу, в которой угловое положение ненулевого вектора меньше, чем требуемое угловое положение результирующего вектора напряжения в принятой системе отсчёта. Следовательно, для формирования результирующего вектора напряжения в общем случае используется одна «опережающая» и одна «отстающая» группа состояний УС, каждая из которых содержит одно «подключающее» и одно соответствующее ему «отключающее» состояние:
тОГЕ гром гром грорр
V = -УГ + (1-3)
где У10м и — ненулевой и нулевой базовые векторы напряжения, ко-
торым соответствуют состояния УС из «отстающей» группы; Т™ и Т°¥¥ — длительности задействования «подключающего» и «отключающего» состояния УС из «отстающей» группы соответственно; V™ и Уз015,1" — ненулевой и нулевой базовые векторы напряжения, которым соответствуют состояния УС из «опережающей» группы; Т™ и Т2°№ — длительности задействования «подключающего» и «отключающего» состояния УС из «опережающей» группы соответственно. Длительность задействования каждого состояния УС на периоде ШИС вычисляется в цуу ММ, исходя из геометрических соотношений между векторами напряжения, приведёнными на рис. 1.3, на котором обозначено: Я — вектор магнитной индукции поля ротора; © — угловая ширина сектора, образованная смежными ненулевыми базовыми векторами напряжения; фЕ — текущее угловое положение ротора ВД в электрической системе координат; ф°к и ф2н — угловые положения векторов У™ и У20” в принятой системе отсчёта; ИЕ — угловая скорость вращения ротора ВД в электрической системе координат.