Повышение эффективности информационно-измерительных и управляющих систем электромеханических преобразователей энергии

• Автор: Мищенко, Александр Владиславович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 195 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Анализ тенденций развития ИИУС ЭМПЭ
1.1. Исследование системы критериев оптимизации ИИУС ЭМПЭ
1.2. Анализ возможностей современных микроконтроллеров для оптимизации ИИУС ЭМПЭ
1.3. Разработка технических требований, предъявляемых к
ИИУС ЭМПЭ
Выводы к Г лаве
Глава 2. Разработка структур оптимальных ИИУС ЭМПЭ
2.1. Разработка математической модели ИИУС ЭМПЭ
2.2. Разработка методики синтеза оптимальных структур ИИУС ЭМПЭ
2.3. Оптимизация ИИУС ЭМПЭ по минимуму потерь и максимуму отношения момента к току
2.4. Разработка структур ИИУС асинхронного двигателя
2.5. Разработка структур ИИУС синхронного двигателя
Выводы к Главе
Глава 3. Разработка векторного контроллера для ИИУС ЭМПЭ
3.1. Разработка способов прямого и косвенного измерения
параметров асинхронного и синхронного двигателей
3.2. Разработка векторного контроллера для информационно-измерительной и управляющей системы электромеханическими преобразователями энергии
3.3. Разработка программы мониторинга электромагнитных процессов
ЭМПЭ
Выводы к Главе

Глава 4. Исследование ИИУС ЭМПЭ методом математического моделирования
4.1. Системная оптимизационная математическая модель
4.2. Анализ результатов ИИУС ЭМПЭ
Выводы к Главе
Заключение и выводы к диссертационной работе
Список литературы
Приложения

Введение
Одним из наиболее актуальных направлений в автоматизации и управлении технологическими процессами и техническими комплексами является разработка и применение оптимальных микропроцессорных информационноизмерительных и управляющих систем электромеханических преобразователей энергии (ИИУС ЭМПЭ) для электроприводов переменного тока.
Современные 16-разрядные и 32-разрядные однокристальные микроконтроллеры для регулирования скорости бесконтактных трехфазных асинхронных электродвигателей и синхронных электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов широко применяются в мире в последнее десятилетие в микропроцессорных ИИУС. Основные научные проблемы развития таких систем управления связаны с расширением и оптимизацией функциональных свойств управления по быстродействию, точности и диапазону регулирования усилия (момента) и скорости перемещения при максимальной1 производительности, минимальных затратах энергии и максимальной' надежности с целью оптимизации технологических процессов при отработке командных сигналов, задаваемых оператором.
Такая комплексная многокритериальная, энергодинамическая оптимизация технологических процессов в реальном времени в современных условиях непрерывного качественного обновления серийной элементной базы микроконтроллеров движения требует разработки научных основ создания, исследования и принципов функционирования все более совершенных методов синтеза микропроцессорных систем управления и управляющих программ, реализуемых в новых поколениях специализированных
высокопроизводительных микроконтроллеров.
Разработка таких способов и систем управления основывается на выявлении физических принципов повышения эффективности технического комплекса по основным показателям назначения и нахождении законов оптимального управления, программно реализуемых в микроконтроллере движения для управления силовыми преобразователями, управляющими асинхронным
На основании анализа новых научно-технических направлений, создаваемых для перспективных видов технических комплексов, разрабатываемых несколькими предприятиями с непосредственным участием автора в части формулирования технических требований, расчета и оптимизации режимов управления движением, предлагается классификация и систематизация требований к микропроцессорным системам управления электромеханическими преобразователями для поступательного и вращательного движения машин и механизмов технических и технологических комплексов.
Физической основой для формирования наиболее общих требований к микропроцессорному управлению движением является уравнение движения, выраженное в зависимости от управляющих воздействий на входе контроллера для поступательного движения:
Р(х1,х2
где Р - сила, развиваемая на рабочем органе;
х1,х2
т - масса перемещаемого объекта;
а - ускорение;
V - скорость поступательного движения;
8 — путь перемещения;
Рс(8,У,ф - сила сопротивления движению, зависящая от пути, скорости, времени 1;; для вращательного движения:
М(х1,х2... хг, 0 - Мс(8,У,1) = 1(8,ф-бо)(хг+1
где М(х1,х2... хг, ф - крутящий момент, развиваемый на рабочем органе;
Мс(8,У,ф - момент сопротивления движению, зависящий от пути, скорости и времени;
1(8,1) - момент инерции, зависящий от пути и времени.