Мехатронный привод для воздушно-тактового клапана двигателя внутреннего сгорания

• Автор: Гуммель, Андрей Артурович
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 216 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 Воздушно-тактовый клапан ДВС. Аналитический обзор

конструкций и способов управления

1.1 Существующие впускные системы воздухогазобмена двигателей

внутреннего сгорания

1.2 Мехатронный привод воздушно-тактового клапана ДВС

1.2.1 Анализ конструктивных решений электромагнитных приводов

1.2.2 Анализ схемотехнических решений для силового коммутатора

системы управления мехатронным приводом

1.2.3 Анализ технического уровня систем управления мехатроиными приводами
1.3 Выводы по главе
2 Разработка комплексной математической модели мехатронного
привода ВТК ДВС
2.1 Математическая модель электромагнитного механизма
2.2 Математическая модель силового коммутатора
2.3 Модель системы управления
2.4 Комплексная математическая модель мехатронного привода
2.5 Математическое моделирование мехатронного привода
2.6 Выводы по главе
3 Исследование мехатронного привода, разработка адаптивного
алгоритма управления
3.1 Разработка алгоритмов управления
3.1.1 Способ управления мехатронным приводом на основе измерения
тока в обмотке ЭМ при соприкосновении якоря с полюсом

3.1.2 Адаптивный алгоритм, основанный на измерении скорости изменения тока в обмотке ЭМ при движении якоря
3.2 Разработка методики определения начальных параметров
характеристики тока управления резонансным приводом
3.3 Выводы по главе
4 Программно-аппаратный комплекс для экспериментальных
исследований динамических характеристик мехатронного привода ВТК ДВС
4.1 Назначение, структурная организация, аппаратно-программное
обеспечение комплекса
4.2 Экспериментальное исследование динамических характеристик
мехатронного привода
4.2.1 Исследование времени переключения клапана
4.2.2 Исследование скорости якоря при соприкосновении с полюсом
4.2.3 Исследование мощности, потребляемой мехатронным приводом
ВТК за цикл переключения
4.3 Оценка адекватности математической модели
4.4 Проведение стендовых испытаний на двигателе внутреннего
сгорания
4.5 Выводы по главе
5 Заключение
Список литературы
6 Приложение А. Документы, подтверждающие внедрение
разработок автора
7 Приложение Б. Схема электрическая принципиальная системы
управления ВТК ДВС

8 Приложение В. Блок-схема программы адаптивного управления мехатронным приводом ВТК ДВС
9 Приложение Г. Текст Программы системы управления мехатронным приводом ВТК ДВС

снижения тока обмотки ЭМ при ее отключении, снижение энергопотребления от сети Увші за счет использования заряда і/с, требуется один источник питания.
Недостатки: большая часть энергии выделяется на диодах У02, УП>3, отсутствует возможность формирования обратного тока.
В [57] представлена мостовая схема с возможностью форсированного включения обмотки ЭМ от напряжения, накопленного на конденсаторе 90 (рисунок 17). Данная схема, так же как и мостовая (рисунок 146), позволяет управлять ЭМ путем подачи на обмотку ЭМ напряжений разной полярности. Для заряда конденсатора используется специализированный повышающий преобразователь напряжения 86.
Рисунок 17 - Мостовая схема с накоплением заряда
Достоинства схемы: быстрый спад тока удержания, что позволяет достичь минимального времени трогания подвижного элемента, используется один источник питания, возможность форсированного включения обмотки электромагнита. Недостатки: сложность схемы и СУ, использование дополнительного преобразователя для формирования форсированного напряжения.
Имеется схемотехническое решение (рисунок 18) [58, 59],
обеспечивающее формирование заданной величины тока в обмотках 100 (101, 102, 103), от основного источника электропитания 105, формирование