Цифровая система управления мехатронного модуля с трехфазным бесконтактным двигателем постоянного тока

• Автор: Кривилев, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 335 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ. СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. СИНТЕЗ БУЛЕВЫХ ФУНКЦИЙ, РЕАЛИЗУЮЩИХ МЕТОДЫ КОММУТАЦИИ КЛЮЧЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

1.1. Разработка метода синтеза управляющих булевых функций

1.1.1. Анализ условий работы цифровой системы управления

1.1.1.1. Анализ влияния взаимного расположения векторов магнитной индукции индуктора и якоря на создаваемый движущий момент
1.1.1.2. Анализ методов коммутации ключевых элементов при 120-градусном управлении трехфазным бесконтактным двигателем постоянного тока

1.1.1.3. Анализ типов широтно-импульсного сигнала

1.1.1.4. Анализ подходов к формированию паузы на переключение ключевых элементов, расположенных в одной стойке

1.1.2. Формирование минимально-необходимой системы логических переменных

1.1.3. Определение математических выражений булевых функций, реализующих методы коммутации ключевых элементов
1.2. Определение математических выражений булевых функций, реализующих метод симметричной коммутации ключевых элементов
1.3. Определение математических выражений булевых функций, реализующих метод поочередной коммутации ключевых элементов
1.4. Вывод к разделу
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОБЪЕМНЫХ ГРАФОВ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ АНАЛИЗА СОСТОЯНИЙ УПРАВЛЯЮЩЕГО

СЛОВА ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МЕХАТРОННОГО МОДУЛЯ
2.1. Основные понятия и определения метода объемных графов
2.1 Л. Определение множества состояний управляющего слова
2.1.2. Пространственное размещение состояний управляющего слова
2.1.3. Определение множества переходов управляющего слова
2.2. Анализ состояний и переходов управляющего слова
при симметричной коммутации ключевых элементов
2.3. Анализ состояний и переходов управляющего слова
при поочередной коммутации ключевых элементов
2.4. Выводы к разделу
3. ОСНОВЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МЕХАТРОННОГО МОДУЛЯ
3.1. Систематизация входных сигналов цифровой системы
управления
3.1.1. Анализ входных сигналов мехатронного модуля
3.1.2. Описание сигналов о положении ротора
3.2. Анализ внутренних сигналов и описание блоков структуры цифровой системы управления
3.2.1. Реализация блока загрузки внешних данных
3.2.2. Описание блока преобразования загруженного кода управления
3.2.3. Формирование блока преобразования загруженного кода разрядности
3.2.4. Описание блока преобразования загруженного кода частоты
3.2.5. Реализация блока преобразования загруженного кода паузы
3.2.6. Описание блока формирования логических переменных
3.2.6.1. Создание блока первичной обработки внутренних данных .
3.2.6.1.1. Делитель частоты

3.2.6.1.2. Анализ влияния внутренних данных цифровой системы управления на определение периода
широтно-импульсного сигнала
3.2.6.1.3. Описание блока формирования сигнала разрешения записи загруженных данных
3.2.6.1.4. Формирование логической переменной Г>К, определяющей заданное направление вращения
3.2.6.1.5. Анализ влияния типа широтно-импульсного сигнала на формирование логической переменной ЗР, определяющей заданную скорость вращения
3.2.6.1.6. Формирование логической переменной РК, определяющей равномерную загрузку ключевых элементов
по току
3.2.6.2. Описание блока вторичной обработки внутренних данных
3.2.6.2.1. Формирование блока задержки сигналов
3.2.6.2.2. Формирование сигналов паузы на включение
ключевых элементов
3.2.7. Реализация блока приема сигналов о положении ротора
3.2.8. Описание блока формирования управляющих булевых функций
3.2.9. Генератор импульсов
3.3. Описание выходных сигналов цифровой системы управления
3.4. Выводы к разделу
4. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ В ИНФОРМАЦИОННОМ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ КАНАЛАХ
МЕХАТРОННОГО МОДУЛЯ
4.1. Формирование специализированной библиотеки блоков
мехатронного модуля
4.1.1. Разработка модели блока датчика положения ротора

1.1.3. Определение математических выражений булевых функций, реализующих методы коммутации ключевых элементов
Заключительным этапом синтеза управляющих булевых функций идет получение математических выражений УБФ, значения которых обеспечивают коммутацию ключевых элементов. Для получения математических выражений управляющих булевых функций необходимо составить таблицу истинности, которая связывает все возможные значения логических переменных с соответствующими значениями управляющих булевых функций. Для получения минимальной дизъюнктивной нормальной формы УБФ можно воспользоваться либо графическими способами минимизации булевых функций (карты Карно или Вейча), либо средствами автоматизированного проектирования. Использование САПР позволяет сократить время получения математических выражений. Однако, графические способы обладают большей наглядностью.
Пример 1. Необходимо получить математические выражения управляющих булевых функций для управления только реверсом двигателя.
Для управления только реверсом двигателя минимально-необходимая система логических переменных СОСТОИТ ИЗ четырех переменных: DR, IH], 1Н2 и 1Н3.
Таблица истинности, которая связывает значения логических переменных и соответствующие значения управляющих булевых функций, приведена в табл.З. Табл.З описывает случай 120-градусного сдвига сигналов о положении ротора. В табл.4 представлен случай 60-градусного сдвига сигналов о положении ротора. Математическое описание двух случаев приведено в разделе 3. В том случае, если встречается комбинация логических переменных, которая соответствует выходу из строя либо датчика Холла, либо всего датчика положения ротора, то происходит включение всех верхних ключевых элементов.
Для получения МДНФ в первом случае использовался способ, основанный на картах М.Карно, Карты М.Карно для всех УБФ представлены на рис.5. Для получения МДНФ во втором случае использовалось средство автоматизирован-

ного проектирования фирмы ALTERA MAX+PLUSII [ 1,2, 40]