Структурно-параметрический синтез системы управления электромагнитными подшипниками энергетических машин

• Автор: Стариков, Станислав Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 182 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Обзор известных математических моделей и принципов построения систем управления электромагнитными

подшипниками

1.1 Способы построения электромагнитных подшипников для обеспечения бесконтактного подвеса роторов

1.2 Анализ существующих математических моделей электромагнитных подшипников

1.3 Обзор известных принципов построения систем

управления электромагнитными подшипниками

1.4 Цифровые системы управления электромагнитными подшипниками и их математическое описание

1.5 Цели и задачи проводимого исследования

1.6 Выводы по первой главе

2 Структурный и параметрический синтез системы управления электромагнитными подшипниками
2.1 Критерии синтеза системы управления электромагнитными подшипниками
2.2 Синтез двухконтурной системы управления электромагнитным подшипником методом непрерывного прототипа
2.3 Статические и динамические свойства непрерывного прототипа двухконтурной системы управления
электромагнитным подшипником
2.4 Синтез трехконтурной системы управления электромагнитным подшипником методом непрерывного прототипа
2.5 Статические и динамические свойства непрерывного прототипа трехконтурной системы управления
электромагнитным подшипником

2.6 Выводы по второй главе
3 Синтез регуляторов цифровой системы управления электромагнитным подшипником с учетом процесса
квантования по времени
3.1 Структурные схемы системы управления электромагнитными
подшипниками с учетом квантования по времени
3.2 Дискретная передаточная функция процесса перемещения
ротора в поле электромагнитов с учетом экстраполятора
нулевого порядка
3.3 Дискретная передаточная функция и динамические свойства
цифровой двухконтурной системы управления
электромагнитным подшипником
3.4 Дискретная передаточная функция и динамические свойства
цифровой трехконтурной системы управления
электромагнитным подшипником
3.5 Выводы по третьей главе
4 Достижимые показатели качества системы управления
электромагнитным подшипником при программной и аппаратной технической реализации регуляторов
4.1 Достижимые показатели качества системы управления электромагнитным подшипником при программной
реализации цифровых регуляторов
4.2 Аппаратная реализация цифровых регуляторов системы управления электромагнитным подшипником
4.3 Достижимые показатели качества системы управления электромагнитным подшипником при аппаратной
реализации цифровых регуляторов
4.4 Влияние основных нелинейностей объекта управления на свойства цифровой системы управления
электромагнитным подшипником

4.5 Влияние вариации параметров электромагнитных
подшипников на качество управления в цифровой системе
4.6 Влияние помехи датчика положения на работоспособность
системы управления электромагнитным подшипником
4.7 Оценка адекватности результатов диссертации
4.7 Выводы по четвертой главе
Заключение
Библиографический список
Приложения

ротором достаточно из структурной схемы исключить режекторный фильтр. В этом случае передаточная функция регулятора будет аналогична передаточной функции ПИД-регулятора:
Кег(Р)=КиЛР)-
Алгоритм управления, описываемый передаточной функцией (1.11), обладает необходимыми свойствами по стабилизации высоких частот упругих форм колебаний роторной системы и одновременно понижает коэффициент усиления регулятора.
Основной недостаток применения режекторных фильтров заключается в необходимости введения в закон управления большого количества производных. В приведенном примере их нужно последовательно взять четыре раза, не считая производной в ПИД-регуляторе, что сказывается на возможности технической реализации и качестве регулирования.
С целью обеспечения более высокого качества управления методом обратных задач динамики синтезируют регулятор с учетом инерционности обмоток электромагнитов. При этом добиваются закона свободного движения ротора вида (1.9). Система управления (рис. 1.16) получается более сложной с применением пропорционально-интегрально-дифференциально-дифференциальным регулятора и обратной связью по току [1]. Основной недостаток такой системы управления заключается в сложности технической реализации. Кроме того, желание добиться свободных движений ротора в поле электромагнитов в соответствии с уравнениями (1.9) и (1.10) с заранее заданными параметрами жесткости, собственной частоты и демпфирования может оказаться в принципе невыполнимым.
Наряду с методом обратных задач динамики, применяются и другие методы синтеза регуляторов системы управления электромагнитным подвесом ротора: линейно-квадратичной оптимизации, финитного управления, оптимальной фильтрации сигналов и другие [1, 28 - 33].