Разработка методов управления импульсно-фазовыми электроприводами с бесколлекторными двигателями для испытательной техники

• Автор: Шурыгин, Андрей Михайлович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 201 с. : ил.

1. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ И ТРЕБОВАНИЯ К ПРИВОДНЫМ УСТРОЙСТВАМ ПРЕЦИЗИОННЫХ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
1.1. Выявление комплекса требований к электроприводу, определяемых режимами испытаний и свойствами материалов
1.2. Обзор существующих приводных устройств. Определение рациональной структуры электропривода
1.3. Анализ базового варианта микропроцессорного импульсно-фазового электропривода
1.4. Выводы
2. РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА И ОЦЕНКА
ЕГО ПРЕДЕЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ
2.1. Обзор средств моделирования электроприводов и выбор рационального метода создания имитационной модели
2.2. Принципы моделирования на основе метода
пространства состояний
2.2.1. Моделирование синхронного двигателя
с постоянными магнитами
2.2.2. Моделирование силового преобразователя
2.2.3. Моделирование фазового дискриминатора
2.2.4. Моделирование измерителя положения ротора
2.2.5. Моделирование цифровой системы управления
2.2.6. Составление блок-схемы цифровой имитационной
модели электропривода
2.3. Выявление предельных возможностей электропривода в верхней части диапазона регулирования скорости
2.4. Выводы

3. РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ В ИМИТАЦИОННОМ МОДЕЛИ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА
3.1. Разработка идентификаторов тока синхронного двигателя
с постоянными магнитами
3.1.1. Обоснование применения наблюдающих устройств
и получение уравнений наблюдаемого объекта
3.1.2. Синтез редуцированного наблюдающего устройства, инвариантного к моменту сопротивления
3.1.3. Синтез редуцированного наблюдающего устройства, восстанавливающего момент сопротивления
3.1.4. Определение возможности использования синтезированных наблюдающих устройств для формирования управления приводным двигателем
3.1.5. Определение чувствительности синтезированных
наблюдающих устройств
3.2. Реализация наблюдающих устройств в цифровой
имитационной модели электропривода
3.2.1. Разработка средств реализации наблюдающего устройства, инвариантного к моменту сопротивления,
в системе электропривода
3.2.2. Разработка средств реализации наблюдающего устройства, восстанавливающего момент сопротивления,
в системе электропривода

3.2.3. Моделирование электропривода с наблюдающими устройствами и составление блок-схемы цифровой имитационной модели
3.2.4. Моделирование электропривода с коррекцией
положения ротора
3.3. Выводы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ПРИМЕНЕНИЕМ ЦИФРОВОЙ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ
4.1. Оценка достоверности результатов, получаемых с использованием разработанной цифровой
имитационной модели
4.2. Исследование эффективности разработанных методов
повышения характеристик электропривода
4.3. Расчет переходных процессов в электроприводе
при линейно-изменяющейся нагрузке
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

обеспечивающего высокое быстродействие, простоту построения и удобство применения модели для расчета переходных процессов в МИФЭП.
Использование в импульсно-фазовых электроприводах элементов с различными принципами действия обуславливает многообразие подходов к моделированию. В то же время разработаны и успешно применяются на практике универсальные системы моделирования, ориентированные на исследование характеристик широкого класса динамических объектов, такие как МаШсаб, МаЙаЬ [53, 54, 79, 83]. Известны также разработки, выполненные в Ивановском государственном энергетическом университете, которые при некоторых функциональных ограничениях являются удобными и эффективными для расчета характеристик динамических систем [5, 59]. Однако большинство таких программных комплексов основано на использовании методов численного интегрирования [68, 121], применение которых для исследования МИФЭП не позволяет получить высокое быстродействие ЦИМ [110]. Поэтому предлагается система моделирования импульсно-фазовых электроприводов [84, 125], основанная на использовании численно-аналитического метода пространства состояний [6, 13, 36, 46, 73, 101], позволяющего рассчитать значения переменных в дискретные моменты времени, соответствующие моментам переключения отдельных блоков электропривода. Выбранный метод исключает промежуточные вычисления без потери точности расчета.
Несмотря на простоту технической реализации, импульсно-фазовый электропривод, с математической точки зрения, является сложным объектом, представляющим собой совокупность дискретных и непрерывных устройств. Устройства непрерывного действия описываются системой нелинейных дифференциальных уравнений, которая при соответствующей линеаризации может быть представлена уравнением состояния [6, 36, 73, 101] вида
хМ = [АМ + [В][и], (2.1)