Синтез алгоритмов управления частотно-регулируемым электроприводом в условиях информационной неопределенности

• Автор: Исаков, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. Постановка задачи.

Принятые сокращения и обозначения

Глава 1. Сравнительный анализ систем управления четырехквадрантными асинхронными электроприводами

1.1. Четырехквадрантный асинхронный электропривод

1.2. Системы управления асинхронного электропривода

в двигательном режиме

1.3. Системы управления асинхронного электропривода

в генераторном режиме

1.4. Структура разрабатываемой системы управления

Выводы по главе 1.

Глава 2. Синтез системы управления асинхронным двигателем,
обеспечивающей двигательный режим работы.
2.1. Математическое описание объекта управления
2.2. Базовый алгоритм синтеза динамического цифрового управления непрерывным техническим объектом на основе его дискретного модельного представления
Выводы по главе 2.
Глава 3. Синтез системы управления асинхронным двигателем, обеспечивающей двигательный режим работы в условиях информационной неопределенности.
3.1. Построение наблюдателя
3.2. Построение динамического цифрового управления непрерывным техническим объектом в условиях информационной неопределенности
Выводы по главе 3
Глава 4. Синтез системы управления асинхронным двигателем,
обеспечивающей генераторный режим работы
4.1. Математическое описание объекта управления
4.2. Базовый алгоритм синтеза динамического цифрового управления непрерывным техническим объектом на основе его модельного представления
4.3. Система управления активным кондиционером
силовой электросети
Выводы по главе 4
Глава 5. Система управления четырехквадрантным асинхронным
электроприводом и описание макетного образца
5.1. Система управления четырехквадрантным асинхронным электроприводом.
5.2. Описание макетного образца.
5.3. Описание программного обеспечения
5.4. Результаты экспериментов на макетном образце
Выводы по главе 5.
Заключение
Литература


Решение поставленной задачи, также реализуется в несколько этапов. На первом этапе формируется математическое описание для активного выпрямителя в связке с силовой электрической сетыо. На втором этапе строится алгоритм синтеза векторного управления устройством рекуперации на основе его дискретного модельного представления, при этом рассматривается построение блока синхронизации с сетью, обеспечивающим ориентацию системы координат в пространстве. На следующем этапе рассматривается алгоритмические проблемы синтеза системы управления устройства рекуперации, выступающего в качестве активного кондиционера силовой сети. Производится анализ гармонического состава силовой сети, предложен способ преобразования сс гармонического спектра. На основе анализа и преобразования была разработана система управления фильтрации помех, искажающих силовую сеть, со стороны потребителя. Пятая глава посвящена интеграции синтезированных в предыдущих главах систем управления в единую систему управления четырехквадрантным электроприводом. Производится дополнительная оптимизация управления путем их согласования между собой. Приводятся данные и результаты реализации приведенной системы. В заключение диссертационной работы автор в сжатой форме излагает основные теоретические и технические результаты проведенных диссертационных исследований, указывает пути их возможного развития. Отмечает проблемы, которые в рамках диссертационных исследований не удалось решить. В приложениях приводятся уравнения координатных преобразований, формулы для приведения законов управления к дискретному виду, справочные данные по объектам управления и листинги *. МаЙаЬ, методики расчета коэффициентов настроек регуляторов и параметров наблюдателя для полученной структуры системы управления четырехквадрантным электроприводом мощностью до 0кВт. На защиту выносится комплексное решение задачи разработки алгоритмов цифрового управления четырехквадрантным асинхронным электроприводом в условиях информационной неопределенности, состоящее в: алгоритме оценивания вектора состояния асинхронного двигателя в условиях информационной неопределенностей стохастической природы, цифровой системе управления асинхронным двигателем без датчика положения ротора. ГЛАВА 1. В настоящее время вопрос экономии электроэнергии играет важную роль в народном хозяйстве. Одним из основных путей решения проблемы энергосбережения является использование управляемых электроприводов, особенно приводов с асинхронными двигателями (АД), потребляющих до % электроэнергии, используемой в промышленности [4,]. Сфера применения электрического привода в промышленности, на транспорте и в быту постоянно расширяется. Следовательно, эффективность технологических процессов в значительной мере определяется эффективностью работы электропривода. Разработка и внедрение высокопроизводительных, компактных и экономичных управляемых электроприводов является одним из приоритетных направлений развития современной техники в области регулируемого электропривода. Современный асинхронный электропривод состоит из электромеханического преобразователя энергии (электрической машины), полупроводникового преобразователя частоты и устройства управления. Двигательный режим - когда электрическая энергия преобразуется в механическую. Поступающая из силовой сети электрическая мощность Рс в основном преобразуется в механическую Рмех и частично рассеивается в виде тепла в меди и стали машины и силовых элементах преобразователя частоты. Генераторный режим работы - когда механическая энергия преобразуется в электрическую. Работу в этих двух режимах обеспечивает четырехквадрантный электропривод, включающий в себя два полупроводниковых ЮВТ-инвертора с синусоидальной широтно-импульсной модуляцией, связанных по звену постоянного тока (ЗПТ) (см. Из рисунка видно, что система симметрична относительно звена постоянного тока и в зависимости от направления преобразования энергии один из силовых преобразователей частоты работает в режиме автономного инвертора (АИ), а другой в режиме активного выпрямителя (АВ) []. Рисунок 1.