Разработка и внедрение методов исследования автоколебаний в системах, содержащих элементы с широтно-импульсной модуляцией второго рода

• Автор: Ефремов, Сергей Валентинович
• Шифр специальности: 05.00.00
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 193 c. : ил

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
1.1. Характеристика широтно-импульсных систем (ШИС) II
1.2. Определение условий отсутствия автоколебаний методами теории устойчивости
1.2.1. Устойчивость ШИС "в малом"
1.2.2. Устойчивость ШИС "в большом"
1.3. Методы исследования условий существования автоколебаний и их параметров
1.3.1. Суть задачи
1.3.2. Методы малого параметра, гармонического баланса и гармонической линеаризации
1.3.3. Методы припасовывания, интегральных уравнений и полных рядов Фурье
1.3.4. Достаточные условия наличия или отсутствия автоколебаний, метод точечных отображений
1.4. Постановка задачи
1.5. Выводы
2. РАЗВИТИЕ МЕТОДА ГАРМОНИЧЕСКОГО БАЛАНСА С УЧЕТОМ ВСЕХ ВЫСШИХ ГАРМОНИК НА СИСТШЫ ПОСТОЯННОЙ СТРУКТУРЫ С ИШИМ
И ШИМ-2 С РАЗВЕРТЫВАЮЩИМ СИГНАЛОМ
2.1. Развитие метода на системы с ИШИМ
2.2. Развитие метода на системы, содержащие ШИМ
с развертывающим сигналом
2.3. Примеры исследования автоколебаний в ШИС-2, сравнение с известными результатами
2.4. Выводы

3. РАЗВИТИЕ МАТРИЧНОЙ ФОРМЫ МЕТОДА ПРИПАСОВЫВАНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ АВТОКОЛЕБАНИЙ СИСТЕМ ПОСТОЯННОЙ И ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРЫ С ИШИМ И ИШМ-2 С РАЗВЕРТЫВАЮЩИМ СИГНАЛОМ
3.1. Вводные замечания
3.2. Системы постоянной структуры, содержащие ШЙМ
с развертывающим сигналом
3.3. Системы постоянной структуры с ИШИМ
3.4. Системы переменной структуры, содержащие однополярный ШИМ-2 с развертывающим сигналом
3.5. Системы переменной структуры с однополярным ИШИМ
3.6. Условия отсутствия скользящих режимов в ШИС
3.7. Выводы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ САР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
С ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (ШИП)
4.1. Схема САР, параметры и дифференциальные уравнения структур ШИП
4.2. Внешние и регулировочные характеристики ШИП. Выбор коэффициента усиления регулятора САР
4.3. Коррекция замкнутой системы
4.4. Автоколебания в замкнутой системе
4.5. Автоматизация исследования систем регулирования
с ШИП
4.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

В различных областях современной техники широкое применение находят системы, содержащие импульсные элементы и устройства. Это объясняется их малым энергопотреблением, помехозащищенностью, надежностью и стабильностью работы.
Импульсный элемент или, что то же самое, импульсный модулятор преобразует входной непрерывный сигнал в модулированную последовательность импульсов. В зависимости от вида импульсной модуляции различают амплитудно-импульсные (АИМ), частотно-импульсные (ЧИМ) и широтно-импульсные (НИМ) модуляторы /104/.
Предметом исследования данной работы будут являться системы с широтно-импульсными модуляторами 2-го рода (ШИМ-2). Устройства с ШИМ-2 находят все более широкое применение в различных системах автоматического регулирования (САР), вычислительной и измерительной технике, системах электропитания /14, 19, 52, 60, 71, 90/.
Несмотря на широкое практическое применение систем с ШИМ-2, теоретически они еще изучены недостаточно, что объясняется их дискретностью, нелинейным характером модуляции, возможной переменностью структуры /36, 60, 105/. В частности, мало изученными /56/ являются условия существования автоколебаний в замкнутых САР с ШИМ-2. В системах регулирования автоколебания в большинстве случаев нежелательны и их необходимо исключать. В литературе имеются отдельные работы, посвященные поиску условий существования автоколебаний в системах с ШИМ-2. В большинстве работ для решения этой задачи применялся метод гармонического баланса /13, 75, 82, 109/. Метод является приближенным и может приводить не только к количественным, но и к качественным ошибкам /103/. Оценки погрешности применения метода для систем с ШЙМ-2 пока не найдены.

(2.18)

(2.19)
Сигнал <э СЮ не будет иметь разрывов первого рода, если представляет собой рациональную алгебраическую дробь, порядок полинома числителя которой по меньшей мере на I меньше порядка полинома знаменателя. В этом случае, охватывающем большинство физически осуществимых видов ЛЧ, уравнение (2.12) справедливо при любых V . Тогда, подставляя (2.12) в (2.10) и учитывая (2.14), запишем второе условие переключения в виде
Ряды (19), (22) могут быть найдены в виде конечных сумм. В работе /61/ показано, что бесконечные суммы (2.21) могут быть выражены в конечном виде через импульсные передаточные функции соответствующих линейных звеньев, которые имеют простые и неравные нулю полюсы непрерывных передаточных функций. Ряд (2.19), в отличие от рядов (2.21), имеет степень коэффициента к больше I, поэтому результаты /61/ в данном случае неприменимы.
Найдем общие выражения для определения сумм бесконечных рядов, частным случаем которых являются ряды (2.19), (2.21).
Выразим сумму
(2.20)

К = -°о
(2.21)