Развитие теории динамических процессов и разработка быстродействующих полупроводниковых преобразователей для электропривода

• Автор: Охоткин, Григорий Петрович
• Шифр специальности: 05.09.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Чебоксары
• Количество страниц: 422 с. : ил.

1. Математические модели электроприводов постоянного тока

с полупроводниковыми преобразователями

1.1. Описание основных схем силовой части электроприводов

с полупроводниковыми преобразователями и их математические модели

1.1.1. Уравнения САР тока ИППН с ШИМ и ПИ-РТ

1.1.2. Уравнения САР тока с ШИМ и И-РТ со сбросом

1.1.3. Уравнения САР тока с ШИМ и П-РТ

1.1.4. Уравнения САР тока с ЧШИМ при постоянной паузе

между импульсами напряжения

1.1.5. Уравнения САР тока с НУВ

1.1.6. Линейная импульсная модель САР тока УВ с И-РТ

со сбросом
1.2. Математическое описание динамических процессов в ИСН
1.2.1. Динамические свойства цифрового регулятора
с ограничением
1.2.2. Уравнения динамики ИСН понижающего типа с ШИМ
иП-РН
1.3. Динамические модели транзисторных электроприводов постоянного тока
1.3.1. Уравнения динамики нереверсивного транзисторного электропривода постоянного тока с ШИМ
1.3.2. Математическая модель электропривода ЭШИМ
1.4. Выводы по главе
2. Отображения последования систем с ПППН, вычисление неподвижных точек
2.1. Отображения последования систем с ПППН и уравнения однократных неподвижных точек
2.1.1. Отображения САР тока первого порядка систем с ИППН
и уравнения однократных неподвижных точек

2.1.2. Отображения САР тока второго порядка систем с ИППН
и уравнения однократных неподвижных точек
2.1.3. Отображения контура тока УВ с И-РТ со сбросом
и уравнения однократных неподвижных точек
2.1.4. Уравнения однократных неподвижных точек отображения ИСН
2.2. Определение двукратных неподвижных точек отображений
контура тока ИППН с ШИМ
2.2.1. Уравнения двукратных неподвижных точек отображений контура тока ИППН с П-РТ
2.2.2. Уравнения двукратных неподвижных точек отображений контура тока ИППН с ПИ-РТ
2.2.3. Уравнения двукратных неподвижных точек отображений контура тока ИППН с И-РТ со сбросом
2.3. Уравнения четырехкратных неподвижных точек отображений контура тока ИППН с ШИМ
2.3.1. Определение четырехкратных неподвижных точек отображений контура тока ИППН с П-РТ
2.3.2. Определение четырехкратных неподвижных точек отображений САР тока ИППН с ПИ-РТ
2.3.3. Определение четырехкратных неподвижных точек отображений контура тока ИППН с И-РТ со сбросом
2.4. Выводы по главе
3. Анализ устойчивости однократных неподвижных точек отображений систем с ПППН
3.1. Устойчивость однократных неподвижных точек
отображений систем с ИППН
3.1.1. Область устойчивости однократных неподвижных точек отображений контура тока первого порядка
3.1.2. Область устойчивости однократных неподвижных точек отображений контура тока второго порядка

3.1.3. Сравнительный анализ областей устойчивости САР тока
с ШИМ-1 с различными регуляторами тока
3.2. Устойчивость «в малом» САР тока УВ с И-РТ со сбросом
3.2.1. Область устойчивости САР тока УВ с СИФУЛ
3.2.2. Область устойчивости САР тока УВ с СИФУА
3.2.3. Область устойчивости САР тока УВ с СИФУТ
3.3. Оценка влияния на область устойчивости электропривода пульсаций противо-ЭДС двигателя
3.4. Выводы по главе
4. Предхаотическое поведение САР тока ИППН с ШИМ
4.1. Анализ бифуркаций САР тока ИППН
4.1.1. Бифуркации САР тока ИППН с ПИ-РТ
4.1.2. Бифуркации САР тока ИППН с И-РТ со сбросом
4.1.3. Бифуркации ИСН с ШИМ
4.2. Анализ рождения серии бифуркаций удвоения
периодических движений САР тока ИППН
4.2.1. Серии бифуркаций удвоения цикла САР тока с ПИ-РТ
4.2.2. Серии бифуркаций удвоения цикла САР тока с И-РТ
со сбросом
4.2.3. Серии бифуркаций удвоения цикла САР тока с П-РТ
4.3. Бифуркационная диаграмма САР тока ИППН для области регулярных процессов
4.3.1. Бифуркационная диаграмма САР тока ИППН с П-РТ
4.3.2. Бифуркационная диаграмма САР тока ИППН с ПИ-РТ
4.3.3. Бифуркационная диаграмма САР тока ИППН с И-РТ
со сбросом
4.4. Выводы по главе
5. Анализ хаотического поведения САР тока
5.1. Диагностирование хаоса САР тока показателями Ляпунова
5.1.1. Диагностирование хаоса САР тока первого порядка показателем Ляпунова

Проанализировав динамические процессы в системе управления ЭПТ, составляют нелинейное уравнение вида
ф('о,„,Хф(ОИ.
Добавив к разностному уравнению уравнение системы управления, вид которого зависит от типа используемых регуляторов, модуляторов и количества регулируемых координат, получают модель ЭПТ.
Сначала рассмотрим методику составления математических моделей различных САР тока, то есть контура тока ЭПТ. Динамические особенности полупроводникового преобразователя наиболее ярко проявляются в контуре тока, поэтому контур тока является наиболее сложной и ответственной системой ЭПТ.
При выводе уравнений, характеризующих поведение силовой части САР тока, выполненной на импульсных преобразователях постоянного напряжения (ИППН) с ШИМ, вентили представляются идеальными ключами, параметры всех элементов нагрузки принимаются постоянными, нелинейности реакторов не учитываются, а схемы их замещения принимаются последовательными, пре-небрегаются сопротивлениями соединительных проводов и предполагается, что на входе ИППН действует идеальный источник напряжения.
1.1.1. Уравнения САР тока ИППН с ШИМ и ПИ-РТ
Структурная схема САР тока (рис. 1.1,а) содержит пропорциональноинтегральный (ПИ) регулятор тока (РТ), выполненный на операционном усилителе ОА1, нелинейное звено (НЗ), выполненное на резисторе и стабилитроне (УВ2), широтно-импульсный модулятор (ШИМ), формирователь импульсов (ФИ), регулирующий транзистор (РТ1), обратный диод (СП1), активноиндуктивную -1н) нагрузку с противо-ЭДС (£н ), датчик тока (ДТ).
Плавное регулирование / тока нагрузки осуществляется регулированием t0 длительности открытого состояния транзистора УТ1 путем изменения £УЗТ сигнала задания тока. Для установившегося режима временные диаграммы работы САР тока в режиме непрерывного тока (РНТ) приведены на рис. 1.1,6.