Синтез оптимальной по точности системы управления вентильным двигателем

• Автор: Егоров, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 124 с.

Содержание
Введение

1. Обзор литературы и состояние вопроса

1.1 Краткий обзор развития ВД и методов синтеза электроприводов на их основе.

1.2 Классификация вентильных двигателей

1.3 Функциональная схема вентильною двигателя

1.4 Преимущества вентильных электродвигателей

Постановка задачи исследования.

2. Принцип работы и структура построения оптимальных но точности электроприводов, на базе вентильных двигателей.

2.1 Дифференциальные уравнения вентильною двигателя

2.2 Статические характеристики вентильного двигателя и методы их коррекции

2.2.1 Анализ различных методов коррекции статических характеристик вентильного двигателя
2.2.2 Скорректированные статические характеристики вентильного двигателя
2.3 Математическая модель вентильного двигателя в фазовом пространстве возмущенного движения
2.4 Построение системы управления с низкой чувствительностью к параметрическим и внешним возмущениям
Выводы.
3. Синтез оптимальных законов управления системы с вентильным двигателем.
3.1 Критерий точности в задаче оптимального управления.
3.2 Теоретические основы синтеза оптимальных по точности систем управления.
3.2.1 Основное функциональное уравнение для функции переключении
оптимальных регуляторов.
3.2.2 Условие управляемости оптимальной системы.
3.3 Синтез оптимальных по точности регуляторов
3.3.1 Синтез оптимального регулятора тока момента.
3.3.2 Синтез оптимального регулятора скорости.
3.3.3 Синтез оптимального регулятора положения
3.3.4 Методика синтеза закона с подчиненным управлением.
3.3.5 Структурная реализация релейных систем оптимального
управления в различных фазовых пространствах
3.5 Структурные схемы реализации оптимальных по точности
электроприводов
4. Исследование синтезированных оптимальных по точности. электроприводов.
4.1 Исследование точности при постоянно действующем моменте сопротивления
4.1.1 Исследование регулятора скорости
4.1.2 Исследование регулятора положения.
4.2 Исследование влияния случайных возмущений
Выводы.
Заключение.
Список литературы


Разработка метода коррекции статических и динамических характеристик вентильного синхронного двигателя переменного тока, обуславливающего их линейность. Синтез оптимальных по точности законов управления током, скоростью и положением вала ВД, инвариантных к действиям внешних дестабилизирующих факторов и изменению параметров указанных двигателей. Синтез закона подчиненного управления, обеспечивающего заданные ограничения координат (скорости, положения). Разработка структурных схем реализации оптимальных по точности электроприводов, построенных на базе вентильных синхронных двигателей переменного тока. Исследование синтезированных оптимальных но точности электроприводов, построенных на базе вентильных синхронных двигателей переменного тока. Объектом исследования является вентильный синхронный двигатель переменного тока и оптимальные по точности электроприводы на их базе. Новизна предложенного метода синтеза оптимальных по точности электроприводов, построенных на базе вентильных синхронных двигателей переменного тока и его схемная реализация подтверждена патентом на изобретение российского образца №6 от . Практическая ценность работы состоит в прикладной направленности разработанного метода синтеза оптимальных но точности электроприводов, построенных на базе вентильных синхронных двигателей переменного тока. Для получения законов оптимальных по точности управления требуются небольшие затраты времени и объем аналитических выкладок. Синтезированные законы оптимальных управлений просто и в общем виде выражаются через параметры объекта управления. Данное о бстоятельство создает предпосылки для выявления общих свойств, присущих структурам релейных систем управления ВД, что представляет большой интерес для практических приложений. Первая глава содержит краткий обзор развития вентильных двигателей, проанализированы различные методы и схемные решения систем управления вентильными двигателями (схемы Керна, Александерсона, Виллиса, Завалишина, Вегнера, Овчинникова, Фалеева, Соколовсого и др. Рассмотрены основные преимущества вентильных электродвигателей по сравнению с другими существующими типами электрических машин и сформулирована задача разработки оптимальных по точности систем управления вентильным двигателем (ВД) на базе синхронного двигателя (СД), при которых ВД будет обладать характеристиками аналогичными характеристикам ДПТ с ИВ, и лишенных недостатков существующих методов управления. Во второй главе приводится обобщенное математическое описание исследуемого класса вентильных двигателей на базе синхронного двигателя, метод синтеза системы управления ВД, предлагается использовать релейный рщ-улятор, работающий в скользящем режиме. В третьей главе излагается исследуемый подход к решению задач оптимального управления и предложены структурные схемы систем управления ВД. Четвертая глава работы посвящена исследованию синтезированных оптимальных по точности электроприводов, на базе ВД в среде «МаНаЬ». В заключении представлены выводы о результатах проделанной работы. Краткий обзор развития ВД и методов синтеза электроприводов на их основе. Успехи, достигнутые в развитии силовой полупроводниковой техники, открывают возможности для реализации идей, возникших еще в -е годы, о замене механических вращающихся коллекторов в электрических машинах комплексом статических вентильных преобразователей. Появление значительного и всевозрастающего объема литературы по ВД на самые различные мощности свидетельствует о большом внимании к их разработкам. Однако теория вентильного синхронного двигателя переменного тока во всем многообразии возможных режимов его работы еще далеко не полностью разработана. Данные исследования в части выбора рациональных систем управления ВД также сравнительно ограничены. Одними из первых были предложены схема инженера Керна, схема Александерсона, схема Виллиса, а затем и схемы Тихменева [], Завали шина [], Вегнера []. Теоретические исследования, проведенные в этот период, и полученные на основе их выводы до настоящего времени сохраняют свою ценность, однако они не полностью освещают установившиеся и переходные процессы в ВД.