Разработка и исследование алгоритмов регулирования гистерезисных регуляторов тока с двойной синхронизацией

• Автор: Тей, Дмитрий Олегович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Анализ способов и проблем гистерезисного регулирования.

1.1 Анализ проблем гистерезисного регулирования

1.2 Анализ существующих способов гистерезисного регулирования

1.3 Анализ существующих способов релейноимпульсного регулирования

1.4 Бифуркационные и хаотические явления в динамике гистерезисных регуляторов.

Результаты и выводы.

2 Математические основы исследования гистерезисных регуляторов тока с двойной синхронизацией.
2.1 Постановка задачи повышения качества регулирования гистерезисных систем регулирования переменного и постоянного тока.
2.2 Математическое моделирование гистерезисного регулятора постоянного тока с двойной синхронизацией.
2.3 Формирование математической модели гистерезисного регулятора постоянного тока с адаптацией уставки.
2.4 Формирование математической модели гистерезисного регулятора переменного тока с адаптацией уставки.
2.4 Исследование устойчивости периодических решений модели гистерезисного регулятора тока с двойной синхронизацией и адаптацией уставки.
Результаты и выводы.
3 Исследование математических моделей гистерезисных регуляторов с различными видами адаптации
3.1 Динамика гистерезисного регулятора постоянного тока с двойной синхронизацией и адаптацией уставки
3.1.1 Исследование переходных характеристик гистерезисного регулятора постоянного тока с двойной синхронизацией и адаптацией уставки.
3.1.2 Исследование устойчивости заданных стационарных процессов гистерезисного регулятора постоянного тока с двойной синхронизацией и адаптацией уставки
3.1.3 Динамика гистерезисного регулятора переменного тока с двойной синхронизацией и адаптацией уставки.
3.2 Динамика гистерезисного регулятора постоянного тока с двойной синхронизацией, адаптацией уставки и дифференциальным корректирующим звеном.
3.2.1 Гистерезисный регулятор с двойной синхронизацией, адаптацией уставки и дифференцирующим корректирующим звеном
3.2.2 Исследование переходных характеристик гистерезисного реулятора постоянного тока с двойной синхронизацией, адаптацией уставки и дифференцирующим звеном.
3.2.3 Исследование устойчивости заданных стационарных процессов гистерезисного регулятора постоянного тока с двойной синхронизацией и адаптацией уставки и дифференцирующим звеном
3.3 Динамика гистерезисного регулятора постоянного тока с двойной синхронизацией, адаптацией уставки и гистерезиса.
3.3.1 Алгоритм адаптации гистерезиса гистерезисного регулятора тока с двойной синхронизацией
3.3.2 Исследование устойчивости гистерезисного регулятора постоянного тока с двойной синхронизацией, адаптацией уставки и
гистерезиса.
Результаты и выводы
4 Экспериментальное исследование динамики гистерезисных регуляторов с
различными видами адаптации.
4.1 Экспериментальные исследования динамики гистерезисного регулятора постоянного тока с двойной синхронизацией
4.2.1 Описание экспериментальной установки
4.1.2 Алгоритмы экспериментальных исследования динамики гистерезисного регулятора постоянного тока с двойной синхронизацией и различными видами адаптации.
4.3 Экспериментальные исследования динамики гистерезисного регулятора переменного тока с двойной синхронизацией
4.3.1 Описание экспериментальной установки
4.3.2 Результаты экспериментального исследования гистерезисного регулятора переменного тока с двойной синхронизацией и различными видами адаптации и коррекции
Результаты и выводы
Список использованных источников


Проблема устойчивости простейших РИ регуляторов тока была решена путем применения специального устройства переключающего различные алгоритмы релейного регулирования в окрестности точки потери устойчивости, посредством изменения структуры регулятора , . ГРС, применяемый с года для регулирования тока тяговых электродвигателей высокоскоростного электропоезда ЭР0 , . Здесь и далее под заданными стационарными процессами будут пониматься периодические процессы с двумя переключениями в течение одного периода синхронизации и периодом равным периоду синхронизации. Недостатком этого способа гистерезисного регулирования является статизм регулировочных характеристик, который имеет, так называемую, 8образную форму. С начала х предлагаются алгоритмы адаптации уставки ГРС ,. В был предложен и реализован алгоритм адаптации уставки ГРС полностью устраняющего статизм регулировочных характеристик , , , . Этот алгоритм является наиболее перспективным из перечисленных алгоритмов и способов гистерезисного регулирования. Он лишен основных недостатков НГР имеет постоянную частоту переключения, а простота алгоритма позволяет реализовать регулятор с помощью элементарных логических и аналоговых элементов. Однако, для гистерезисного регулятора с двойной синхронизацией и адаптацией уставки были исследованы лишь динамические и статические свойства в системе преобразования постоянного тока ,. Вместе с тем, применение гистерезисных регуляторов в контурах регулирования тока электроприводов переменного тока, корректоров мощности, активных фильтров требует тщательного исследования качества регулирования в ИСПЭ переменного тока, а также проведения анализа динамики и чувствительности границ областей устойчивости заданных стационарных процессов к изменению параметров системы. Одним из основных преимуществ гистерезисных регуляторов является высокая надежность. Однако, нелинейность этого класса регуляторов обуславливает возможность появления в их динамике субгармонических и апериодических колебаний, что было отмечено многими исследователями , , , , . ИСПЭ приводит к ухудшению качества преобразования энергии и может привести к аварийным ситуациям 1, , , , . Возможность возникновения подобных явлений вызывает необходимость в прогнозировании возможности их возникновения, как при проектировании, так и эксплуатации ИСПЭ с гистерезисным регулятором тока с двойной синхронизацией и адаптацией уставки. Данная работа посвящена повышению точности регулирования и надежности гистерезисного регулятора тока с двойной синхронизацией. Объект исследования автоматизированные ИСПЭ с гистерезисными регуляторами. Предмет исследования методы и средства регулирования гистерезисных регуляторов тока с двойной синхронизацией. ГРС с целью подтверждения адекватности результатов, полученных в ходе численных исследований. Методы и средства исследования. Для решения указанных задач в диссертационной работе использованы методы теорий нелинейных динамических систем, автоматического управления, в т. Анализ динамики нелинейных систем проведен на основе теории бифуркаций. Численная реализация математических моделей, исследование их динамики осуществлялась на ЭВМ с помощью, разработанного пакета прикладных программ, в среде реализации для выполнения инженерных и научных расчетов 6. Экспериментальная часть работы выполнена на совместной экспериментальной установке Импульсный понижающий преобразователь постоянного напряжения и Импульсный автономный инвертор напряжения кафедры Проектирование и технология электронных и вычислительных систем ПТЭиВС ОрелГТУ и лаборатории I Реймского университета Франция. Программы для реализации экспериментальной части исследований разработаны в i 6. ГРС с адаптацией уставки, применение которых исключает возможность появления субгармонических и хаотических процессов в ИСПЭ. ГРС с адаптацией уставки, включающие алгоритм адаптации уставки, дифференциальное корректирующее звено, применение которых повышает надежность ИСПЭ с ГРС за счет исключения возможности возникновения субгармонических и хаотических процессов.