Управление по критерию эффективного использования энергетических ресурсов в мехатронных системах

• Автор: Малафеев, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 439 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И АКТУАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ
1.1. Анализ современного состояния и тенденции развития электромеханических и мехатронных систем
1.2. Анализ задач энергетических исследований мехатронных систем
1.3. Методы и средства повышения эффективности использования электроэнергии в мехатронных системах
1.4. Выводы и постановка задачи исследований
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ
И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ В МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМАХ .
2.1. Концептуальная модель мехатронной системы для энергетических исследований
2.2. Анализ процессов управления по критерию эффективного использования энергетического ресурса
2.3. Математическое описание технических средств энергетического ресурса
2.4. Методология анализа и синтеза процессов управления и преобразования энергии в мехатронных системах
2.5. Разработка методики имитационного моделирования процессов управления в мехатронных системах
2.6. Выводы
3. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ
3.1. Принципы построения технических средств идентифика-

ции электроэнергетических процессов в мехатронных системах
3.2. Разработка и исследование объектно-ориентированных технических средств идентификации параметров электроэнергетических процессов
3.3. Экспериментальное исследование энергетических характеристик мехатронных систем и их элементов
3.4. Идентификация параметров энергетических процессов и электрических цепей и синтез ограничений в мехатронных системах
3.5. Идентификация и автоматический контроль сопротивления изоляции в системах с преобразователями рода тока
3.6. Идентификация моментов инерции вращающихся элементов электромеханических систем
3.7. Выводы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ В МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМАХ
4.1. Энергетические характеристики мехатронных систем и их элементов установившихся режимах
4.2. Исследование закономерностей преобразования энергии при переходных процессах в системах регулирования скорости
4.3. Исследование и моделирование электроэнергетических процессов в типовых системах электроприводов
4.4. Параметрический синтез типовых мехатронных систем по критерию эффективного использования энергетического ресурса
4.5. Параметрический синтез мехатронных систем с помощью имитационного моделирования
4.6. Выводы
5. СИНТЕЗ СТРУКТУР МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ, ЭФФЕКТИВНЫХ ПО КРИТЕРИЮ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ

РЕСУРСОВ
5.1. Принципы построения мехатронных систем, эффективных
по критерию использования энергетических ресурсов
5.2. Мехатронные системы с контуром регулирования мощности
5.3. Мехатронные системы с обратной связью по мощности потерь
5.4. Координирующее управление в мехатронных системах
5.5. Параметрическое регулирование в мехатронных системах .
5.6. Выводы
6. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ В ЭЛЕКТРОПИТАЮЩИХ УСТРОЙСТВАХ МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ
6.1. Анализ энергетических процессов в электропитающем устройстве и методов повышения эффективности передачи энергии от источника к потребителю
6.2. Исследование и разработка алгоритмов управления быстродействующими компенсирующими устройствами
6.3. Исследование динамических характеристик быстродействующего компенсирующего устройства
6.4. Автоматические системы управления электроприводами,
обеспечивающие повышение электромагнитной совместимости оборудования
6.5. Выводы
7. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ, ЭФФЕКТИВНЫХ ПО КРИТЕРИЮ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ
7.1. Быстродействующие устройства обработки информации о параметрах электроэнергетических процессов для систем регулирования

- широкое применение средств микроконтроллерной техники, включая программные средства [100];
- использование измерительных устройств различной физической природы, принципов действия и сложности.
Современные средства управления позволяют реализовывать блочномодульные устройства [92], безналадочные управляющие модули [101], системы с самодиагностикой и автоматической настройкой и др. [102].
Особо следует отметить формирование и активное развитие в последние годы мехатроники как самостоятельного нового научного направления, изучающего функциональное и конструктивное объединение электромеханических преобразователей с энергетическими и информационными компонентами, включающими в себя системы управления и регулирования с высоким уровнем организации [103]. Становление и развитие мехатроники обусловлено практической потребностью коррекции технологической траектории развития техносферы в направлении гармоничного сочетания с темпами и формами развития живой и неживой материи [104]. Начало этого процесса в конце XX столетия объясняется тем, что именно в это время благодаря достижениям в области электромеханики, электроники, теории управления, вычислительной техники, методов обработки информации и кибернетики стало возможным создание систем принципиально нового типа [105].
Область приложений мехатроники простирается от моноэлектронной электроники [106], биоэлектромагнитной инженерии [107] и микроэлектромеханики до космической энергетики [108].
Проведенный анализ развития теории и элементов электромеханических и мехатронных систем свидетельствует о том, что:
- ведущим мотивом возникновения и развития электромеханики были практические потребности общественной созидательной деятельности;