Структуры и алгоритмы следяще-регулируемого электропривода с заданной динамической точностью

• Автор: Панкрац, Юрий Витальевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 188 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ПРЕДИСЛОВИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПРИВОДНАЯ ТЕХНИКА В ВЫСОКОТОЧНЫХ СИСТЕМАХ

1.1 Требования, предъявляемые к высокоточным системам электроприводов

1.2 Проблемы реализации цифрового измерителя скорости

1.3 Принцип работы следяще-регулируемого электропривода

1.4 Электромеханический преобразователь энергии

1.5 Коллекторный двигатель постоянного тока. Основные допущения. Дифференциальные уравнения электропривода

Выводы по главе

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ КОНТУРА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА ЯКОРЯ С ИМПУЛЬСНЫМ ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ
2.1 Общая теория
2.2 Релейный контур регулирования тока якоря при двухполярном управлении напряжением на обмотке якоря
2.3 Учет дискретности изменения параметров контура регулирования тока якоря при однополярном управлении
2.4 Особенности релейного управления током якоря при учёте вихревых токов в электрических машинах постоянного тока
2.5 Учет действия поперечной реакции якоря в релейном контуре регулирования тока
2.6 Учет дискретности элементов системы в контуре регулирования тока
2.6.1 Исследование дискретности контура регулирования тока якоря с широтно-импульсным преобразователем, описываемым безынерционным звеном

2.6.2 Исследование дискретности контура регулирования тока якоря с широтно-импульсным преобразователем, описываемым инерционным звеном первого порядка
Выводы по главе
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ РЕГУЛЯТОРА СКОРОСТИ СЛЕДЯЩЕ-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
3.1. Общая теория
3.2. Синтез следяще-регулируемого электропривода «в малом» модифицированным модальным методом
3.3. Синтез следяще-регулируемого электропривода «в малом» методом большого коэффициента
3.3.1. Методика синтеза
3.3.2. Исследование синтезированной системы
3.4. Синтез следяще-регулируемого электропривода «в малом» методом скользящего режима
3.4.1 Методика синтеза
3.4.2 Исследование синтезированной системы
3.5 Синтез следяще-регулируемого электропривода «в.малом» методом локализации
3.5.1 Методика синтеза
3.5.2 Исследование синтезированной системы
3.6 Разработка функционально полного алгоритма управления. 120 Выводы по главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ
4.1 Основные задачи экспериментального исследования
4.2 Описание экспериментальной установки
4.2.1 Описание физической модели электропривода
4.2.2 Описание испытательного стенда генераторов

4.3 Алгоритм определения направления вращения рабочего вала
4.4 Определение требуемого количества импульсов датчика обратной связи
4.5 Алгоритм логического устройства сравнения сигналов и формирования управляющего воздействия
4.6 Экспериментальное исследование статических и динами-
; ческих характеристик электропривода
4.6.1 Экспериментальное исследование следяще-регулируемого электропривода, синтезированного модифицированным модальным методом
4.6.2 Экспериментальное исследование следяще- регулируемого электропривода, синтезированного методом большого коэффициента
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
! СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Линейная аппроксимация контура тока по методу
интегральной ошибки
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Микропроцессорная реализация устройства, определяющего направление вращения рабочего вала механизма
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Электрическая принципиальная схема и основные характеристики интегрального преобразователя напряжение-частота 179 ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Спецификация на принципиальную электрическую схему дифференцирующего фильтра
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Внешний вид стенда испытания генераторов
ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Акты внедрения и использования результатов диссертации

разность частот и фаз между сигналами задания и обратной связи. ОУ - объект управления - электрический двигатель с механизмом, Р — регулятор. В качестве БЗЧ может использоваться кварцевый генератор с цифровым управляемым делителем частоты, который обеспечивает высокую точность задающего сигнала. Импульсный датчик в цепи обратной связи выполняется на основе фотоэлектрического датчика частоты, построенного с применением растрового преобразователя перемещения. Датчик состоит из двух круговых периодических шкал — растров. В таком датчике, точность выходного сигнала определяется точностью нанесения радиальных штрихов, которые участвуют в формировании выходного сигнала датчика. Растры импульсного датчика изготавливаются на автоматических круговых делительных машинах, при этом точность нанесения штрихов значительно превышает угловое расстояние между штрихами [13, 29].
Погрешность импульсного датчика, обусловленного' эксцентриситетом установки подвижного растра преобразователя, может быть значительно снижена за счет использования встроенной конструкции фотоэлектрического-преобразователя угла и юстировочных операций по снижению радиального боя базовой линии диска до допустимого предела при установке датчика, после чего положение диска фиксируется.
До настоящего времени ЛУС выполнялось на цифровых элементах, хорошо развитые схемотехнические решения позволяют достичь необходимого качества. Тем не менее, сложности возникают, при согласовании зон регулирования,- плавного задания частоты вращения из-за большого шага дискретизации, реализации адаптивных и других сложных алгоритмов управления; модернизации электропривода. В связи с этим программная реализация ЛУС имеет больший приоритет и в диссертационной работе уделено внимание именно программной реализации ЛУС. Алгоритм определения направления вращения рабочего вала электропривода реализован также на микропроцессорной системе. В его основе заложен алгоритм функционирования, описанный в [13], в котором можно выделить три режима