Повышение эффективности прогнозирования динамических режимов в автоматизированном электроприводе постоянного тока с импульсным управлением

• Автор: Шафрайчук, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 161 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ИМПУЛЬСНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
1.1 Постановка задачи повышения эффективности прогнозирования динамических режимов в электроприводе постоянного тока с импульсным управлением
1.1.1 Бифуркационные явления и проблемы прогнозирования динамики в электроприводе постоянного тока с импульсным управлением
1.1.2 Постановка задачи повышения эффективности прогнозирования динамики электропривода постоянного тока с импульсным управлением.
1.2 Математическое моделирование электропривода постоянного тока с импульсным управлением

1.2.1 Типовая структура электропривода постоянного тока с импульсным управлением.

1.2.2 Особенности математического описания электропривода постоянного тока с импульсным управлением
1.2.2.1 Особенности математического описания силовой части электропривода постоянного тока с импульсным управлением.
1.2.2.2 Особенности математического описания корректирующих устройств электропривода постоянного тока с импульсным управлением
1.2.3 Реализация математических моделей электропривода постоянного тока с импульсным управлением.
1.3 Математические модели электропривода постоянного тока с импульсным управлением.
1.3.1 Математические модели электропривода постоянного тока с широтноимпульсной модуляцией первого рода.
1.3.2 Математические модели электропривода постоянного тока с широтноимпульсной модуляцией второго рода.
Результаты главы 1.
Выводы по главе 1
2 ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА С ШИРОТНОИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ
2.1 Сравнительный анализ математических моделей
электропривода постоянного тока с широтноимпульсной модуляцией.
2.2 Исследование параметрической чувствительности положения бифуркационных границ динамических режимов электропривода постоянного тока с широтноимпульсной модуляцией.
2.2.1 Теоретические основы исследования параметрической чувствительности электропривода постоянного тока с широтноимпульсной модуляцией
2.2.2 Исследование параметрической чувствительности
электропривода постоянного тока с широтноимпульсной модуляцией
первого рода и пропорциональным законом регулирования
2.2.3 Исследование параметрической чувствительности
электропривода постоянного тока с широтноимпульсной модуляцией первого рода и пропорциональноинтегральным законом регулирования
2.2.4 Исследование параметрической чувствительности
электропривода постоянного тока с широтноимпульсной модуляцией второго рода и пропорциональным законом регулирования
2.2.5 Исследование параметрической чувствительности
электропривода постоянного тока с широтноимпульсной модуляцией
второго рода и пропорциональноинтегральным законом регулирования
2.3 Выбор пространства варьируемых параметров при оценке адекватности математического моделирования электропривода постоянного тока с широтноимпульсной модуляцией
Результаты главы 2
Выводы по главе 2.
3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
ПОСТОЯННОГО ТОКА С ШИРОТНОИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ
3.1 Принципы проведения экспериментальных исследований точности прогнозирования динамических режимов в электроприводе постоянного тока с импульсным управлением
3.2 Описание экспериментальной установки.
3.3 Идентификация параметров экспериментальной установки.
3.4 Экспериментальная идентификация динамики электропривода постоянного тока с широтноимпульсной модуляцией
3.5 Определение .оптимальных параметров регулятора тока электропривода постоянного тока с широтноимпульсной модуляцией.
3.6 Формирование критерия оценки точности прогнозирования динамических режимов в электроприводе постоянного тока с импульсным управлением.
3.7 Обработка экспериментальных данных
Результаты главы 3
Выводы по главе 3.
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ДИНАМИКИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА С ШИРОТНОИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ.
4.1 Исследование точности прогнозирования динамических
режимов электропривода постоянного тока с широтноимпульсной модуляцией.
4.1.1 Исследование точности прогнозирования динамических режимов электропривода постоянного тока с широтноимпульсной модуляцией первого рода.
4.1.2 Исследование точности прогнозирования динамических режимов электропривода постоянного тока с широтноимпульсной модуляцией второго рода
4.2 Исследование пульсационных потерь в электроприводе постоянного тока с широтноимпульсной модуляцией
4.2.1 Определение пульсационных потерь в электроприводе постоянного тока с импульсным управлением
4.2.2 Исследование пульсационных потерь в электроприводе постоянного тока с широтноимпульсной модуляцией первого рода и пропорциональным законом регулирования
4.2.3 Исследование пульсационных потерь в электроприводе постоянного тока с широтноимпульсной модуляцией второго рода и пропорциональным законом регулирования
Результаты главы 4.
Выводы по главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Сложная внутренняя структура этих систем, наряду с их существенной нелинейностью, обуславливает возможность появления в их динамике субгармонических и апериодических колебаний. Возможность возникновения субгармонических и апериодических колебаний в динамике ЭП постоянного тока с импульсным управлением отмечается многими исследователями ,,, 0. Возможность возникновения подобных явлений вызывает необходимость в прогнозировании возможности их возникновения, как при проектировании, так и эксплуатации автоматизированного ЭП постоянного тока с импульсным управлением. Известны работы , ,, 1, рассматривающие с различных сторон как теоретически, так и экспериментально сложную динамику ЭП постоянного тока с импульсным управлением. Однако, экспериментальные данные в этих работах могут только претендовать на качественное соответствие с теоретическими результатами, что не дает возможности эффективного использования результатов данных работ при прогнозировании возникновения нежелательных динамических режимов в указанных системах. В связи с этим очевидна необходимость в разработке более эффективных методик экспериментального исследования динамики ЭП с импульсным управлением, а также использовании математических моделей, более точно описывающих динамику этих систем. Данная работа посвящена формированию методики, позволяющей эффективно оценивать точность прогнозирования возникновения нежелательных колебаний в автоматизированном ЭП постоянного тока с 1ИМ при использовании его математических моделей, построенных на основе принятия различных упрощений, а также развитию методологии экспериментального исследования закономерностей развития динамики ЭП постоянного тока с импульсным управлением в пространстве его параметров. ЭП постоянного тока с импульсным управлением путем формирования новых методик экспериментальных исследований динамики и использования более точных математических моделей. ЭП постоянного тока с ШИМ на энергетические показатели системы. Методы и средства исследования. Для решения указанных задач в работе использованы методы теории нелинейных динамических систем, теории автоматизации. ЭВМ. Экспериментальная часть работы выполнена на экспериментальной установке мощностью 1,4 кВт кафедра ПТЭиВС ОрелГТУ. ЭП постоянного тока с ШИМ. ЭП постоянного тока с импульсным управлением при различных типах динамических режимов ЭП. ОрелГТУ. Апробация работы. Научные и практические результаты диссертационной работы обсуждались на международных школахсеминарах Перспективные системы управления на железнодорожном, промышленном и городском транспорте Алушта Украина, на 1й региональной интернетконференции Энерго и ресурсосбережение XXI век Орел, ОрелГТУ, региональных научнотехнических конференциях Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве Воронеж, ВГТУ, научных семинарах кафедры ПТЭиВС ОрелГТУ в г. Публикации. По результатам исследований по теме диссертации опубликовано 6 печатных работ. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников, включающего 3 наименования и приложений. Основная часть работы изложена на 2 страницах машинописного текста, включая рисунков, таблиц. Общий объем диссертации 1 страниц. В настоящее время благодаря значительному развитию теории нелинейных колебаний было выявлено существование субгармонических, квазипериодических и хаотических колебаний в динамических системах различной природы. Существуют многочисленные публикации, в которых приводятся теоретические и экспериментальные данные по хаотическому поведению тех или иных систем 4, , , , ,, ,. Особый интерес представляют исследования динамики электромеханических систем преобразования энергии и, в частности, ЭП постоянного тока с импульсным управлением. Возникновение сложных динамических режимов субгармонических, квазипериодических, хаотических в ЭП постоянного тока с импульсным управлением приводит к ухудшению качества процесса преобразования энергии, нарушению условий нормального функционирования ЭП.