автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.12, диссертация на тему:Микропроцессорное управление полупроводниковыми преобразователями электрической энергии по вычисляемым прогнозам

РГБ ОД

нацюнлльнл академш наук укрлши 1НСТИТУТ ЕЛЕКТРОДИНАМ1КИ

На правах рукопису

СОКОЛ еВГЕН 1ВАНОВИЧ

М1КРОПРОЦЕСОРНЕ КЕРУВАННЯ НАП1ВПРОВ1ДНИКОВИМИ ПЕРЕТВОРЮВАНАМИ ЕЛЕКТРИЧНОТ EHEPHÏ ЗА ОБЧИСЛЮВАЛЬНИМИ ПРОГНОЗАМИ

Спец1альн1сть : 05.09.12 - HanienpoeidtiUKOei перетворюаач1 електроенергЯ

АВТОРЕФЕРАТ дисертацн на здобуття науког ira ступени доктора техшчних' наук

К же - 1994

Дисертац1ею в рукопис.

Робота виконана на кафедр! "Промислова електрон1ка" Харьк1вського державного.пол1техн1чного ун1верситету.

' Науков! консультанта: Доктор техн!чних наук, проф. Долбня В1ктор Тимоф1йович Доктор теыЦчних наук, проф. Шип1лло Валентин Павлович

0ф1ч1Йн1 отоненти: Доктор.техн1чних наук, проф. Липк1вський Костянтин Олександрович Доктор техн1чних наук, Бойко Валер1й Степанович

Доктор техн!чних наук, проф. Загор1й ГенадШ 1ванович

Пров1дна орган1зац1я - 1Щ1 ВО ХЕМЗ, м. Харк1в, М1н-во иаашнобудування, в 1йсково-промислового комплексу 1 конверсП Укра1ни.

Захист в1дбудеться "/¿"¿ШСЛЭ'Н&о .1994р. о/^^год. на зас1данн1 спец1ал1зовано1 вчено! ради Д 0IS.30.03 в 1нститут1 електродинам!ки HAH Укра!ни./ 252680, м. Ки!в-57, просп. Перемоги,Б6 /.

3 дисертац1ею можна ознайомитися у б1бл1отец1 1нституту електродинам1ки HAH Укра1ни

Автореферат роз 1сланий «t9 "'te-ö&ff/J I994 року

Вчекий секретар спец!ал1зовано1

вчено! рада, доктор техн!чних наук/Х})сй1 В.С.Фед1й

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальн^сть_прдблеми___та___степень___Досл|дження____тематики

дисертащ I. Пост1йний ггрогрео в галуз1 силово! електрон!ки, пов'язаний насамперед з появою все б1льш дооконалих силових нап1впров1дникових прилад1в, в!дкривав шляхи пол1пшення 1 створення нових схемотехн1чних р!шень, гйдвшцення енергетичних 1 динам1чних показник1в р1зних клас!в, розширення сфери застосування силово! електран1ки у народному .господарствi. У цих умовах значно зростае роль автоматичного керування в силов!й електрошц1, що обумовлено такими основними факторами: I) п1двшценням вимог до якост1 та швидкодП рагулювання*" вих!дних координат перетворювалышх установок в режимах автоматично! стаб1л1зац11, прогрвмного . та сл1дкуючого керування;2) нео0х1дн!стю п!двшдення rkoctí вх1дних енергетичних показник1в перетворювач1в з метою пол1пшення ix електромагн!тно! сум!сност1 з мерекою та п1двщення дол1 перетворено! потужност!; 3) 1нтенсивною розробкою нових клас1в перетворювач1в з ускладненими законами автоматичного керування на : oohobí повн1стю керованих прилад1в силг ад! електрон!ки.

Задач1, що стоять перед авгоматичним керуванням в силовХй електрон1ц1, в в1дпов1дальниш, öo затримка íx вир!шення моке негативно вилинути на темпах развитку в1тчизняно! електрон1ки в ц!лому.

За винятком пор!вняльно простих 1 добре апробованих окремих випадк1в, де достатнш е застосування традиц1йних структур авторагулювання на баз! аналогово1 м!кросхемотехн1ки, вказан! завдання можуть вир!шуватись лише на plBHi прямого цифрового керування (DDO - direkt digital control).

У роботах Шидловського А.К., . Тонкаля В.Ю., Руденко B.C., ДолбШ'В.Т., Сенько B.I., Липк1вського H.A., Чехвта Е.М., Шип1лло В.П., Булгакова A.A., та 1нших вчених розро0лен1 основи теор1! керування нап1впроводниковими пвретворювачами, а такок методики проектування таких систем.

Однак, за деякими винятками, практично увесь багнтор1чни£1

досв1д застосування DDC для перетворювально! техн1ки був обмежений традиц!йним п1дходом, коли м1кропроцесор виконував функц1ю регулятора, . копйжии в1дом1 алгоритми аналогового регулювання, а також-функц1ю С1ФК з визначеним класом 1мпульсно! модуляцП. Не принижуючи переваг таких м1кропроцесорних систем (апаратна ун1ф1кац1я, простота зм1н алгоритм1в керування у р1зних режимах' роботи ■ перетворйвача, можлив1сть подалыно! модерн!зацП з м1н1мальними 'витратами шляхом програмного перенастроювання i т.п.), необхЩю визнати, що 1'снуючий досв1д застосування DDC в недостатн1м для вир1шення сучасних задач керування в силов1й електрон!ц1.

Ц1 задач!, незважаючи на р1зн1 ц1л1, характеризуются загальною особлив1стю: наявн1стю зд1Йснюваних в ускореному масштаб! часу обчислювальних • процедур, що спираються на вим1рювання перем1нних стану, керуючих та збудауючих вплив1в. За результатами одно- чи багаторазових обчислювань протягом 1нтервалу дискретглст1 перетвоювача система DDC приймае р1шення про зд1Йснення наступно! комутацН ключ!в силово! схеми, а посл1довн1сгь комутаЩй приводить нареит! до реал1зац11 задано1 функцП мети.

Така р1зновидн1сть DDC в силов1й електрон1ц1, що заснована на розрахунковому прогнозуванн! результату, може бути в1днесена до Н1нтелектуальних" . м1кропроцесорних систем керування (IMC -Intelligent microprocessor control). Саме так1 системи е найб1льш перспективними та дозволяють вирйтти т1 актуальн1 завдання, як1 стоять перед автоматичним керуванням в силовШ електрон1ц1. Тому в дан1й poöoTl основну увагу прид1лено розробц1 концепцИ побудови систем IMG для -основних клас1в пристрогв

перетворювально! техн1ки.

• Науково-досл1дницька. робота по тём1 дисертацП проводилась в1дпов1дно з: -Постановою РМ СРСР JE63I-I96 в1д 16.07.1987 р.

-Координац1йним планом науково-досл1дних poölT по комплексна проблем1 "Нау.ков1 основи електроенегетики" на 1985-1990 pp. П.1.9.2.2.1 Л.2., 1 П.1.9.2.2.1.1.4.;

. -Коорданац1йним планом науково-досл1дницьких роб1т по комплексна проблем1 "Науков1 основи елоктроенергетики" на Г991-1995 pp., п. 1.9.2.2.1.2.19.; -Державною ц!льовою

науково-техн1чною програмою 5.1.2. "Розвиток перетворювально! техники, як засЮ енерго- та ресурсозбереження, п1двищення техн!чного р1вня машинобудування", проект 5.51.02/069-92 "1нтелектуальне м1кропроцесорне керування нап1впроводниковими пэретворювачами електроедаргП".

Об'§ктом_адсл|дження е м1кропроцесорне ; керування нашвпроводниковими перетворювачами елактрично!- енергИ за обчислювальними прогнозами. .

Метою_та_основним_завдащям_на розробка

теоретйчних полокень та алгоритм1в м1кропроцесорного керування нап!впров1дниковиш перетворювачами електричноI енерги за обчислювальнк,.а прогнозами та створення на ц1й основ1 високоефективних перётворювач!в нового покол!ння. Поставлена мета вимагае вир!шення таких завдань:

- виявлення механ1зму реал1зацп процес!в к1нцево! тривалост! в 1мпульснюс системах при аналоговому керуванн1; .

- розробка принцин1в прогнозного м1кропроцесорного керування, реал1зуючих процеси к1нцево1 тривалост! в широтно-1шульсних перетворювачах (Ш1П) та керованих В1шрямлячах (КБ);

- оц1нка якос/! регулювання та ст1йкост! систем з Ш1П та КВ при прогнозному м1кропроцесорному керуванн!;

- розробка алгоритмов, оптимального по швидкоди керування нап1впров!дниковим перетворювачем частота;

програмно-апаратна реал!зац!я запропонованих. алгоритм1в м1кропроцесорного керування нап!впров!дниковимми перетворювачами електрично! енергх!.

Мэто1ди_ддсл1дкещя^ При вир!шенн1 поставлених завдань вшсористовувались: метод анал!зу первх1дних процес!в з в!доСраженням на комплексну плацину; операторно-рекурентний метод анал1зу та синтезу електричних к1л; Оезперервне та дискретне перетворювання' Лапласа; метода вир1шэння л1шйних та нел1н1йних диференц1йних р1внянь; метода математичного та ф!зичного моделювання.

Наукова_новизна проведених досл1дкень полягае у сл1дуючому:

- вперше був виявлвний мвхан1зм реал1зацП процвс1в к1нцево1 тривалост! в !мпульсних системах при аналоговому керуванн!;

розроблено новий принцип прогнозного м!кропроцесорного керування, який реал1зуе процеси к1нцево! тривалост! (ПКТ) в 1мпульсних системах, що дозволяв забезпечити так! процеси у колах будь-якого порядку 1 зн!мае обмеження на вигляд передаточно1 функци

- розроблено ран!ше не в!домий принцип м!кропроцесорного керування,. який реал1зуе процеси к1нцево! тривалост! за 1нтегр'альним показшшом,' зокрема за середн!м на протяз! такту значениям вих1дно! координата, та розглянут! питания ст1йкост1 таких систем;

- виведено екв1валентну дискретну передаточну функц1ю прогнозно! м!кропроцесорно! система управл!ння перетворювачвм; . •

- розроблено зас1б прогнозного формув'ання- кута випередження р автономного 1нвертора струму, що дозволяе в:Цдэобляти задана значения з похибкою, що . не перевершуе 1,5 ел.град.,, як у статичних, так 1 в динам1чних режимах роботи;.

- розрпо'блено зас!б сум1снрго „керування перетворювачем.частота з ланкою пост1йного струму, що дозволяе одержати оптимальн! по щвидкодИ перех1дн! процеси; ■

- розроблено програмно-апаратн! засоби м!кройроцесорних систем керування, що дозволяюгь реал!зувати запропонован1 алгоритми керування та значно п1двищити швидкод1ю 1снуючих м1кропроцесорних контролер 1г.

Теотетична_та_практична_ц1нн1сть результат!в роботи полягае у сл!дуючому:

- запропоновано концепЩю реал1зацП процес!в к!нцево! тривалост1 при м!кропроцесорному керуванн1 . в Дмпульсних системах, яка дозволяе проектувати перетворювач1 . електрично! енергИ з полДпшеними динам1чнши та енергетичними показниками;

- розроблено конф!гурац!ю м1кропроцесорно! системи керування, яка. дозволяе п!двюцити швидкод1ю при виконанн! арифметичних операц!й в реальному масштаб! часу;.

- проведений ' анал!з похибок роботи. АЦП . дозволяе вибрати оптимально число розряд1в вих1дого коду при робот! у р!зних режимах;

- розроблена методика та одержаний алгоритм формування ПКТ за допомогою ]трогшзно! МЛСК не мае обмежень у реал!зац!1 ПКТ, як!

властив! параметричному . формувашш, та дозволяв формувати ПКТ без п1двищення порядку структури. . .

Кожретний_особистий__внесок__дасертанта__в_розробку__наукових

результат1в^_як1_вшосяться_на_захист^

- зас1б формування процес1в к!нцево1 тривалост1 при' прогнозному м1кропроцесорному керуванн! в 1мпульсних системах;

- метод оц1нки ст!йкост! при прогнозному м1кропроцесорному керуванн! за 1нтегральниш показниками в широтно-1мпульсних перетворювачах та керованих випрямлячах;

зас!б оптимального по швидкоди м1кропроцесорного управл!ння перетворювачем частота з ланкою пост1йного струму;

- зас1б прогнозного формування куту випередження р автономного 1нвертора струму;

- розробки високоефективних м1кропроцесорних систем прогнозного керування найвпровШшковими перетворювачами електрично! енерги.

Реал1зац1я_результат1в_роботи. В результат! проведених досл1джонь розроблен! 1 впроваджен! методики проектування м1кропроцэсорних систем керування р1зними класами перетворювач1в на заводах "Електромашина"(м. Харк1в) та "Лен1нська кузня" (м. Ки1в), а 'також сам1 м1кропроцесорн1 системи керування. Дек1 з теоретичних положень, що викладен!'в дисертацП, використовуються в учбово-методичн1й робот! у Харк!вському державному пол!техн!чному ун1верситет! при викладанш курс1в "Шкропроцесори та м!кропроцесорна техн1ка" та "Цифров1 та аналогов! електронн! керуюч! пристроГ'-, а також вт!лен! в лабораторних стендах, що випускаються м!жнародним об'вднанням "Марпу/г" (м. Москва).

Ащюбац1я_роботи._ Матер!али роботи докладалися на: 2-й, 4-й, 5-й Всесоюзних науково-техн!чних конференц!ях "Проблемы преобразовательной техники",м.Ки!в 1979р., м.Черн1г1в 1987р%, 1991р.; Всесоюзн1й науково-техн!чн1й конференцН "Проблеми АСУ и ВТ" м.Харк1в 1982р.; Всесоюзн1Й науково-техн!чн!й нарад!"Цифровые методы управления преобразовательными . устройствами и электроприводами на их основе" м.Запор1жжя 1984р.; ВсесоюзШй науково-т0хн!чн!й конференцН "Автоматизация

электротехнологических процессов в гибких . производственник

системах машиностроения на . основе полупроводникових преобразователей частоты" м.Уфа 1987р.¡2-й Всесоюзн1й

науково-техн1чн1й конференц!I _ "Микропроцесорные системы" м.Челяб1нськ 1988р.; Всесоюзна науково-техн1чн!й конференц!I (4 Бернадосовские чтения)"Современное состояние, проблемы и перспективы энергетики и технологии в энергостроении" мЛваново 1989р.; М1жнародних науково-техн!чних конференц1ях М1сгоСай-БУ5ТЕМ м.Харк1в-М1школьц 1993,1994 рр.; М1кнародн1й науково-техн1чн1й 'конференц!1 "Силовая электроника в решении проблем ресурсо- и энергосбережения" м.Алушта 1993р.; М1жнародн1й конференц!I "Проблемы преобразования электроэнергии", м.Москва,1993р.; М1жнародн1й конференц!! ф1рми 1АВ-У0ЬТ м.БТ.-ГОЗ, Англ1я, 1994р.-

Щ0л1кац11. По тем1 дисертац!! опубл!ковано 31 друковану працю, у тому числ1 одну монограф1ю. Новизна техн1чних р1шень захмцена 12.авторськими св1доцтвами : СРСР та Патентами Рос±йско1 ФедерацП. • . ' . ■ •

Стр1:_;тура_та_обсяг_Еоботи. Дисертац1йна робота .складаеться з вступу, чотирьох роздШв, заключения, списку л1тератури . Обсяг дисертац!I 287 стор1нок, з них стор1нок основного тексту 227, 69 стор1нок малюнк1в. .

•ОСНОВНШ ЗМ1СТ РОБОТИ.

_У_вступ1 обгрунтована актуальн1сть проблеми, дана постановка задач!' наукового досл1даення, перел1чен1 метода досл1дження, наукова та практична новизна, реализац1я результат!в роботи, апробаЩя, публикацН 1 структура дисертац! 1.

'Розглянут1 'особливост! нап1впров!Дникових перетворювач1в електрично! енерг!! р!зних 'клас!в як об'ект!в м1кропроцесорного керування. На п1дстав! проведеного анализу показано, що м1кропроцессорне керування нап1впров1дниковими ( перетворювачами призначаеться для: зд1йснення складних, в тому числ1 адаптивных та програмно-зм1нювальних закон1в керування техн1чними аоказниками нап1впров1дникових перетворювач!в; над1йното та економ!чного вт1лення р1зних закон1в 1мпульсно! модуляцп; пол1пшення електромагн1тно1 сум1сност! з мэрежою та навантаженням; виконання задач захисту, с1гнал1зац!1 1 самод1агностики блок!в системи.

Реализац1я цих задач за допомогою м1кропроцесорного керування мае ictothi особливост!. 3 одного боку -з точки зору обробки 1нформацП 1 представления сигнал1в, з . другого боку - в реализацп закон1в керування.

Показано, що система з м1кро-Е0М подаеться 1мпульсною модвллю, у склад! яко1 можливо вид!лити три типа характерних пристро!в: безперервн! пристро! з передаточною функц1ею W(s), безперервно-дискретн1 (АШ и ЦАП) та чисто 1мпульсн1 (м1кроЕ0М) пристро!.

Другим важливим фактором, який визначае ефективн1сть використання м1кропроцесорних систем керування

нап1впров1дниковш.ш перетворювачами, е закони керування, що реал1зуються цими системами. На цей час б1лыи1сть алгоритм1в, що використовуються. при прямому цифровому керуванн1, под!бн! до в!домих алгоритм!в аналогового регулювання, тобто е 1х дискретними приближензшями. Однак використання таких алгоритм1в, засновашгх на методиц1 шдлеглого регулювання, 1з звичайними П-, П1- та П1Д-регулятораш не е л!пшим шляхом досягнення найб1льшо! ефективност!. Р1шення поданних задач можливе лише шляхом синтезу систем керування, використовуючих принцип прогнозування координат стану на 1нтервал! провхдност!, коли тимчасове положения чергового 1мпульсу керування нап1ьаров!дниковим перэтворювачем формуеться за результатом анал!зу розрахункового прогнозуемого стану системи на черговому 1нтервал1 пров!дност1. Проведений анал!з показуэ, що з! всього кола задач, що вир!шуютьс^ при синтез1 систем з прогнозуемими моделями,' сл1д вид!лити дв1 основн! - виб1р структури прогнозуемо! модел! та синтез алгоритму керування та адаптацП.

В цьому роздШ розглянут! Texuli.^-експлуатац!йн1 показники нап1впров1дникових перетворювач1в. Показано, що використання оптимальних алгоритм1в прогнозного керування дозволяе Ictotho П0Л1ПШТИ динам1чн! та енергетичн! характеристик! перетворювач1&.

В цьому розд!л1 такон подвно пор1вняльний анал!з 1снуючих метод1в рахунку перех1дних та сталих режим1в у перетворювальних пристроях. На п!дстав1 проведеного анл1зу зроблен висновок ,що для побудови алгоритм!в м1кропроцессорного керування в реальному масштаб! часу найб!лыи,доц!льно використання ОР-мотоду, а для

,перев!рки одержаних результат1в -математичне моделювання,- що спираетьпя на анал1тично точн1 метода розрахунку. з иаступною перев!ркою на ф!зичних моделях. . •

1_ЖХгому_Е°§£1лЗ: виклэдено метод формування процес1в к!нцево! тривалост1 в системах прогнозного м1кропроцесорного керування широтио-1импульсними перетворювачами та керованими випрямлячами.

Будь-яка по ускладненню багатоконтурча аналогова система регулювання КВ та Ш1П • може .бути приведена до екв!валентно! одноконтурно!,, яка мае в со01 Оезпёрервну частку об'екту регулювання з передаточном функц1ею- С(р), узагальнений зворотний зв'язок з передаточного функц1ею Ср(р). Екв1валентность !мпульсних моделей КВ и Ш1П досягаеться. приведениям вих!дних напруг до в1дносних ' величин у частках - в1д максимального середньоШгегрального значения. Для одержання . л!н1йиост! результуючих регульовальних характеристик перетворювач!в сум!сно з 1х С1ФК регульовальна . характеристика С1ФК КВ приймаеться арккосин'усо!дною

а" = агссоз 11у, (1)

де -1<=Иу<=+1 - в!дносний сигнал керувагаш в частках в1д максимального опорного сигналу, 180<=а<=0 - кут керування, а регулювальна характеристика С1ФК Ш1П приймаеться л!н!йною

7 = V " . ' '

де 0<=иу<=1 - в!дносний сигнал керування,

а<= 7 <=1-в1дносна трийал1сть 1лтульс!в вих!дно! напруги Ш1П В результат! цього !мпульсн! модел! КВ 1 Ш1П виявляються !дентичними 1 в!др!зняються лише значениями в1дносного статичног.о коеф!ц1енту передач! - фактору пульсацМ Р.

• Параметричне формування ПКТ в1мпульсн1й систем! досягаеться у тому раз!, коли вс1 корен! характеристичного р!вняиня .

1 + ) = о (2)

сполучаються з початком координат и-площини, тобто

' 2^ =0, 1=1.........п (3).

Це зд1йснюеться приведениям характеристичного р!вняння в!д канон 1чно! форми

а02п + а.,а11"1 + ...,+ а^а + ап = 0 - (4)

до ьироджэного виду

a0zn = 0. (б)

рХшенням якого е n-кратний нульовий корень. Мсжлив1сть такого приведения визначасться 1снуванням розв'язання системи п алгебра1чних р1внянь

а. = 0; 1

0;

(6)

а„ - О.

0соблив1стю параметричного формування ПКТ в л1н!йних системах в те, що при виконанн1 умов (6) система сама по соб! набувае Властивост1 автоматично! реал1зацН ПКТ -так звано! властивост! к1нцево! пам'ят1. При цьому приведена до ампл1тудно-имлульсного модулятора (AIM) безперервна л1нейна частка системи е, по сут1, аналоговим обчислювальним пристроем, формуючим на виход1 AIM таку посл1довн!сть б-функц1й, яка за п такт1в надае в1льн1й складаюч1й Процесу в безперервн1й' частин1 нульового значения. Так як при переход1 до м1кропроцесорного керування функцН обчислювального пристрою стане виконувати МП-система, то ц1лком закононом1рним е питания: чи можливо (та наск1льки доц1льно) використовувати вже 1снуюч1 алгоритми аналогового формування ПКТ.. При цьому, як буде видно з наступного, достатньо обмежитися розгляданням л1н!йних 1мпульсних систем з привэденою л1н!йною безперервною частиною невисокого порядку (2.... 4), щоб одержати повне уявлення про формування ПКТ в системах будь-якого порядку."

Анал1з ПКТ в замкнених системах з нап1впров1дниковиш перетворювачами, що представлен! л1анер1зованиш 1мпульсними моделями, дозволяв виявити нов1 законом1рност1,' як1 доповнюють результата в1домих роб1т по досл1дженню ПКТ у замкнених вент!льних системах. Ц1 законом1рност1 торкаютьси, взагал1, саме механ1зму реал1зац1! ПКТ., де в рол1 аналогового обчислювателя виступаз приведение безперервна частина структури, та зводяться до наступного:

I. При уявленн1 передаточно! функцН приведено! безперервно! частини, що задовольняе . вимогам ПКТ, у вигляд1 посл1довного сполучення елементарних ланок, .число яких дор1внюе порядку безперервно! частини п, в1льний процес на першому 1нтервал1. дискретност! виявлясться 1нвар1антним до початко^ого значения

вих1дно! координата першо! ланки, а в к!нц! (п-1)-го 1нтервалу досягае нульового значения по вс1м координатам, кр1м "л1вого" значения вих1дно! координата першо! ланки, яка обнулюеться в першому такт!.

2.При уявленн! передаточно! функц!i приведено! Оезперервно! частини, яка задовольняе вимогам ПКТ, у вигляд! паралельного сполучення п елементарних ланок,.в!льн! процеси на виход! кожно! з ланок на вс!х 1нтервалах• дискретност! несуть в соб! !нформац!ю за вс! п початков! умови, 1 в (п-1)-м такт! разом обнулюються.

3.В обох вказаних вице вар!антах уявлення передаточно! функц!! приведено! Оезперервно! частини, яка задовольняе вимогам ПКТ, в!льний процес на виход! Оезперервно! частини в кожному такт1 обнулювться по "правим" значениям.

П!сля . заглиблено! проробки та детал!зац!1 . виявлен1 законом!рност! можуть бути безпосередньо використан! при розробц! алгоритм!в м1кропроцесорного керування керованими випрямльчами, широтно-!мпульсними перетворювачами за 1х л!неаризованими . !мпульсними моделями. При цьому реал1зац1я ПКТ мото бути зд1йснена на п1дстав! прогнозних' розрахунк!в вимогових значень вих!дного сигналу AIM GCO], СИ ],...SCn-11 на Олижчих п тактах. Однак б!льш доц!льно одночасно розширити можливост1 МП-управл1ння пор1вняльно з аналоговим за допомогою таких алгоритм1в, при яких не виникають додатков! вимоги до вигляду. перэдаточно! функц! 1 л1нейно! частини.

Д!неаризац!я нап!впров!дникових перетворювач!в клас1в KB та Ш1П,- що приводе до 1мпульсно! моДел1, придатна 1 для м!кропроцесорних систем керування. Узагальнена структура МПСК для безперервно! л1н!йно! частини об'скту G(p), що мае порядок п, показана на рис.1. На в1дм1ну в1д аналогово! структури, тут не м1ститься lramx безперервних ланок, кр!м л!нейно! безперервно! частини об'екту. G(p), тобто при допущенн!, що обчислювальн1 процедури в ШСУ виконуються !дэально швидко,. порядок системи ц!лком. збер!гаеться р1вним порядку G(р). Це з'являеться бозсумн!вною позитивною як!стю ШСУ пор!внялыю з аналоговою, де розультуючий порядок п1двшдувться через введения регулятора 1 ланок корекцИ.

№ одн!ею особлив!стю структури МПСУ в характер зворотного

зв'язку системи. Це не найпрост!ший адаптивний зворотний зв'язок •аналогово! системи, що необх1дний для формуваняя сигналу розугоджоння, а передача повно! 1нформац11 про поточний стан безперервно! частини об'екту з метою прогнозування зм1ни цього стану на посл!дуючих заданих часових 1нтервалах. При цьому зм1нн! стану х^) зручно розглядати як вих1дн1 сигнали узагальнених апер!одичних ланок^при 1х паралельному з'еднанн1, зображуючи С(р) за допомогою формули розкладення як

С(р) = Вих1дний

М(р)

"ЖрГ

= 5

п М(р1)

1

сигнал хЦ), з'являеться

1=1

Вх

Р - Р1 Р1 • -1

(7)

+ в1

тобто регульована МПСК вих1дна координата, з'являеться при такому зображенн! структури алгебра1чною сумою поточних значень ус!х зм!нних стану об'екту.

Фактор пульсац1й, в1дм1ншй в1д одиничного значения т1льки в аналогових структурах з-модуляц1ею класу Ш1М-2, в МПСК прогнозного типу в1дсутн1й (Р=1), а масштабний коеф1ц!ент 1мпульсно1 модел! перетворювача, р1вний 1нтервалу дискретност1 Т, враховуеться в передаточн!й функцИ С(р), тобто входить в коеф1ц1енти В.. при означенн1 в!драхувань у полюсах 0(р).

При в!дробц1 ПКТ.за п 1нтервал1в дискретност!, коли в1дсутн1й сигнал задания 1 система за п такт1в приведе в1льн1 складов! по ус!м 'зм!нним стану з початкових значень х..(0) = х^0 до нульових

х^пТ) = х1п = 0, перетворювач повинен 'генерувати таку

= О,

посл1довн1сть п 1мпульсних функц!й . 60,61,в2, забезпечити ПКТ по ус!м координатам х1(г):

п—1 1

щоб

Х1П=

Х2п= (

<

а-Т

-а. А- -а- л.

(х10+б0в1 )е 1 +а1в1)е 1 +

-а,Л -а9Т

(х20+50в2)е с +51в2)е £ + .

-а.Т -а<Т

(х10+Э0в1)е 1 +а1в1)е 1 + .

-а„Т

-а'Т

*пп= '•••<хпО+0ОВп>е •+б1вп'е +

+еп-1В1 ) = 0

+0п-1В2> = 0

+еп-1В1) = 0

(8)

При в1дош!х параметрах системи та початкових значениях зм!нних стану х. сп1вв!дношень (8) можна розглядати як систему п л!н!йних

р!внянь бр.б,,..

в!дносно невЩомих .значень 1мпульсних функц!й

.6,

п-1'

1 е

-а.,Т

-ЭдТ

-га,!

-2агТ

1

-а Т п

-2апТ

-(п-1 )а1Т'

-(п-1)а2Т

-(п-1 )апТ

■ " Х10 "

б0 ~БГ У10

хго

= В2 = У20

бп-1 УпО

(9)

Розв'язання системи (9) зведено до процедури обертання матриц!:

го = д

"1ч

(10)

с^ я

де й - квадратна матриця К9еф1ц1ент1в; ' . I) - Еектор-стовбчик 1мпульсних функц1й; •

V - вектор-стовбчик нормованих початкових значень зм!нних

стану; ' ■...•.'

л^-транспонована матриця алгебричних доповнень. Процедура обертання матриц! може виповнюватися не в основн1й програм1 МПСУ, що працюе в прискоренному масштаб! часу, а на паралельному ■ р1вн! !дентиф1кац1! параматр1в. При. цьому обчйсдювання визначника матриц1 коеф!ц!ент!в спрощуеться, Оо в!н уявляб собою визначник Ваядермонда. Коеф1ц!енти обернуто! матриЩ збер!гаються в табличн1й пам'ят! МПСК та коректуютьея п!сля кожно! процедури !двнтиф1кац!1 параметр!в ! обертання матриц!. Сама проводима в реальному чи прискоренному масштаб! часу операц!я оОчислювання тактових значень 1мпульсно1 функцН зг1дно з (10) с досить простою ! для кожного такту перетворения потребуе п операЩй множення !(п-1) операц!й складання:

4 а1пУпО] 4 а2пУпО:

бО = а11У10 4 а12У204

61 =

а21У10 + а22у20+

Сп = ап1у10 4

(И)

ап2У20+ 4 аппУпО. Таким чином, МПСК реал!зув ПКТ по вс!м зм1нним стану об'вкту за число !нтервал!в дискретност! нап!впров1дникового шфетаорювача, що дор!внюе порядку диференц1ального р1вняння

е

Оезперервно! частини об'екту, при цьому порядок структури в ц1лому не Шдаищуеться.

Проведения анал1з показуе, що ЫПСК прогнозного типу волод1е властивостями, як! в загальному випадку нэ може реал!зувати н1 аналогова система, н! м1кропроцесорна, що виконуе коп1ювання 'структури аналоговой Тому виникае !нтерес щодо-знаходкешш дискретно! перед'аточно! функцП прогнозно! МПСК, екв1валентнох деякому г1потвтичному (що .не реал!зуеться) аналоговому чи цифровому регулятору.

Розглядання цього питания дозволило встановити, що передаточна функц1я МПСК в!ддов!дае сум! ланок чистого

випередження на число такт1в 1.....(п-1) з зм1нними коеф!ц!ентами,

що зм!нюються в функцИ поточного такту:

п-1 п-1

wmcy<z> =5Aj[klzJ = IAj[klePTj'- (12)

J'=0 А j=0

Власне через наявн1сть в ^шск(а) ланок чистого випередження досягаеться ефект 1нтелектуального управл1ння по прогнозу, тобто "передбаченню" майбутньо! зм1ни стану системи, а, отже, точному управл1нню цим- станом по встановленному закону.

В тих випадках, коли порядок п безперервно! частини об'екту управл!ння 0 (р) достатньо високий, формування ПКТ за п тактов за допомогою МПСК прогнозного типу може стати недоЩльним, при найми!, по двом причинам. По-перше, при ,б1лышх п сам ПКТ займав значний час. По-друге, тривале проходження перех!дного процесу може супроводжувати ц!лком_можливою зм!ною завдання на вход1 МПСК, особливо коли керування нею зд1йснюеться в1д ' ЕОМ наступного 1ерарх!чного "р!вня. Це означав, що установлешй режим нап1впров1дникового перэтворювача може Оути зовс1м в1дсутн!м, тому формування ПКТ по ус!м зм!шшм стану збавляеться сенсу.

В таких випадках доц!льно в!дмовитися в!д формування ПКТ по вс!м зм1нним стану та перейти до ПКТ, по одн1й комплексн1й координат!, що е функц1ею мети для перетворювача дапого класу, за число такт1в, що меньше порядку п, в тому числ! за один такт дискретност1. Для перетворювач1в клас!в KB та Ш1П постШю! напругй такою комплексною координатою може бути середне 1нтегральне за такт значения вих!дно1 координати С'п)- иапруги чи

струму, ■-гебто енергетично "корисного" вих1даого -сигналу,. Для автономного 1нвертору з Ш1М за допомогою реал!зац11 в кожному такт! заданного середнього 1нтегрального значения вих1дно! координата можна формувата вймоговий закон зм1нення обв!дно1, зокрема, гармон!чний закон.

Перевага такого, керування полягав в тому, що у поточному такт1 формуеться задана середне Штегральк? значения "корисного" вих1дного сигналу, яке п1дтримуеться чи зм1нюеться за встановленним законом в!д: такта до такту, тод1 як перех!дний процес по миттевим значениям ус1х зм!нних стану веередин! перетворювача ще продовжуеться деяний час. Реал!зац!я тако! концепц!! управл1лня розглянута на приклад! структури, що приведена на рис.1.

' Прир1внюючи середне 1нтегральнв значения вих1дноI координата встановлейному в поточному такт! до середнього значения х^Ск!

хй[к1 = хс1з1к] ' ' ' (13)

одержимо' вимогове значения 1мпульсно1 функцЦ в поточному к-му такт! бСк1:

"1-е 1

• б[к]=——п-нет-:- • <14>

« 1 _ о 1 .

1=1

Визначивши (Нк] в цоточному такт!, знаходимо "л1в!" значения зм!нних стану у наступному, (к+1)-му такт1:.

-а.т ■

х^Ек+11 = (х^[к! + в^б[к])е (15)'

1=1 -. .и

Таким чином, вирази (14) и.(15) описують рекурентну процедуру обчислення вимогових !мпульсних функц!й в кожному поточному такт1, як1 забезпечують ПКТ за один такт по середньому Антегральному -значению вих1дно! координата об'екту. Ця процедура м!стить у соО! црост1ш1 арифметичн1 опёрац!I множення зм!нних на константа, додавання та д1лення на .константу та може виконуватись в прискореному масштаб!.часу.. '

При робот! МПСК по рекурентному ■ алгоритму, що утворений

посл1довними обчисленнями за формулами (14) та (16), можливий ■режим значного хитання i нав1ть нест!йкост1 при проходженн! внутр1шнього перехШюго процесу в систем1. Це обумовлено тим, що реал!зац1я ПКТ за число такт1в, меньше, за порядок системи п, можв супроводживатись так званою "захованою" нестШкостю системи в Щлому. Захована нест1йк1сть в1дпов1дно з« теоремою Котельн1кова-Шэннона мота виникати т!льки на граничим частот1 AIM, бо разомкнута система G(p) в ст1йкою.

Умова ст1йкост1 на граничн1й частот1, тобто на

субгармониц! з пер!одом 2Т:

1 +

-а.т п 1-е 1

i=i ai

Bie

-ai т

а - е

-а^

п в. ^аЖ

1-а}- (1-е 1 ) 1=1 1

в1дк1ля п!сля нескладних перетворювань маемо:

> 0. z=-1

(16)

II в,

1=1

а^

> 0.

U7.)

Для оц1нки запасу ст1йкост1 та пов'язако! з щш 1нтенсивност1 загасання внутрИпнього пэрехЩного процессу в систем! наложить використовувати . умову ст1йкост1 (17), . яку беруть у в!дносному ВИГЛЯД1, тобто

Bt а^Т-

: ~wr tfc-g-

■л >

Bi -а^т

ai (1-е 1

> о.

(18)

I — (1-е1) 1=1

Коефиц1ент м визначае (з найб1лыдим запасом ) декремент загасання D 1мпульсно1 функцН ОЕкЗ для в1льного процесу: \

D =

О [к) а1к+1)

1

" ~т

а також логарифм!чний декремент затухания • ..

Ь = 1гШ = - 1п(1 - М). . (20)

У випадку, коли безперервна частина об'екту мае передаточну

функц!ю С(р), що дае при заданих параметрах неприпустимо слабке

вагасашя внутрШнъого перех1дного процвсу, можливо перейти до

орган!зац11 ПКТ по середньому значению не за один !нтервал

дискретност1, а за 2,3 ! т.д., або ввести "коефиц!ент жорсткост!",

що в1дпов1дае заданому . р!вню неточност1 виконання ПКД. Обидва

шляхи зрештою зб1льшубгь тривал!сть перехХдного процесу по

середньому значению ха(1;).

В . найб!льш критичних випадках, коли внутр!шн1й перех!дний

процес при формуванн1 ПКТ по середньому значению не п1длягав

1стотн1й корекцИ, можливо повернутися до формування ПКТ по вс!м

зм1нним стану за п такг!в, в1дпов!дних порядку С(р).

У цьому розд!л1 також приведен конкретний розрахунок процес1в

к1нцево1 тривалост! по середньому значению струму у двох системах:

широтно-1мпульсний перетворювач - двигун постШгого струму (рис.2)

та кероглний випрямляч - двигун пост1йного струму. Результати

математичного моделювання повн!стю п1дтверджують теоретичн1

положения. - •

В_третьому_розй1л1 розроблен! метода орган!зацП оптимальних

за швидкод!ею перех1дних процес1в в перетворювачах частота на баз1

автономного Инвертору струму.

Тиристорний перетворювач частота (ТПЧ) з наявно вираженою

ланкою- пост!йного струму отримав у тепер!шн!й час найб1льш широка

використання в електротехнол.огП та в агрегатах безпереб!йного

живлення. Иого перевагами е добр! масогабаритн! та експлуатац!йн!

показники, простота розв'язки к1л промислово! та вих1дно! частот.

У той' же час потенц!ально висок! енергетичн! та добр! регулввальн1

момивост! такого перетворювача не реал!зуються в достатн1й м!р!

при використанн1 анало1'ових систем автоматичного регулювання з-за

специф!чних особливостей перетворювача як об'екту автоматичного

керування. Ц! можливост! можуть бути реал!зован! за допомогою

шввдкод!йно! м.1кропроцесорно1 системи керування !нтелектуального

р!вня, що зд!йснюв експрвс-ггрогнозне керування в прискореному

масштаб! часу.

Розглядашш ТПЧ у комплекс! як единого багатозв'язного об'екту дозволяе знайти та реал!зувати за допомогою МПСК так! алгоритми

прогнозного керуванння 1 Котр1 забезпечують ст!йк1сть, високу швидкод1ю та як1сть регулювання дХючого значения вих1днох напруги за рахунок реал1зацП процес1в к!нцево.1 тривалост1 чи близьких до них. При цьому на виход1 перетворювача, тобто у споживача, за м1н1мальний час забезпечуеться задана зм1на значения вих1дно! напруги та подальше п1дтримання II на встановленому р1вн1, хоча перех1диий.процес всереден! перетворювача, який не торкае р!вня вих1дно1 координата, ще деякий час продовжуеться. Прот1кання -цього внутр1шнього перех1дного процесу може бути орган!зовано за р1зними законами, з котрих може бути вибраний, зокрема, найб1льш доц!льний по енергетичним показникам. Алгоритми керування були розроблен1 на основ1 анализу об'екту за допомогою ОР-методуг

Структурна схема ТПЧ сум1сно з МПСК подана на' рис.3. МПСК

зд1йснюе багатор1вневе керування ТПЧ на основ1 збору 1нформац1I

за зм1нними стану. На першому ■ р1вн1 формуеться. прогнозне

управл1ння АТС по встановленому куту випередження Р=Рзадна основ1

обчислюв^ння оч!куваного 1нтервалу часу проходження вих:1дноп

напруги через нульове значения. На другому 'р1вн! управл1ння ШСК

робиться обчислення поточного д1ючого значения вих1дно! напруги

ТПЧ Уеф , та на основ1 його пор1вняння з встановленим значениям

иеф дад формуються задан1 значения кут1в керування

випрямовувачем а та. 1нвертором 0„в1Т, що забезпечують означене з ад 3 ад

погодження р1вня випрямлено! напруги КВ з поточним станом АТС. У цьому "р1вн! 1снуе також п1др!вень, який забезпечуе пуск АТС. Трет1й р1вень керування ' МПСК необх1дний в тих випадках, коли параметри ТПЧ задан1 неповно чи недостатньо точно, чи зм1нюються в процес! роботи.

Перший р1вень керування необх1дний, оск1льки залежне ■ керування АТС за допомогою в1домих аналогових систем 1мпульсно-фазового керування . (С1ФК) не дозволяв отримати в!дробку заданого значения р у поточному такт1. 0дношагов1 С1ФК не дозволяють отримати Лнвар1антност1 кута випередження щодо р!вня та частота вих1дио! напруги. Двошагов!' МФК дозволяють отримати 1нвар1антност1 кута випередження за цими параметрами т1льки у сталому режим1, тод1 як у перех1дних режимах АТС дають 1стотно б1льшу похибку, н!ж одношагов1, а при р!зких зм1нах режим1в не гаршэтують нав!ть в!дсутност! авар!йного "перекидання"

Pue. 3

' Pue. 4

1нвертору.

Система дифференц1альних р1внянь, що описуе електромагнитн1 продёси в А1С (рис.3), при миттев1й комутацШ (Ь =0) мае вигляд:

<11/

(11т.

(21)

. с = V"1!-Vй 5 V ч Щ; 12=41,:

де q - комутаЦ1йна функц1я, яка приймае значения ±1. Використання 0Р- методу дозволяе отримати рекурентн1 формули для пошагового обчислення зм1ниих 12[кТ 3,1-^СкТ] ,и2 [кТ] ^ 3 обл1ком Е=сопз1 при в1дсутност1 регулювання випрямляча одержимо: .

Л12.[к] I

Аиг [к]

11Гк+П=

12[к+1]= -и2(к+1] =

де 4 - визначник еистеми:

[к!

А = Ш к = 1. 4

ТЭ " + -в-

~ТГ [-¿с

"4.1

1Ь

. т2 Г гч . ' . 1

+ "Г ГЕ^С + -Г^С + "1ГП

(22) +

(23)

Д12 СМ ■=

-и^с

|1 _ Т 1 Г, + т + т! 1 _

11 II' ТЕП + ТЕС I

[

1т[кЬ

2

иоШ +

А1Ь Ск) = -2ПГ V*1

ТЕ

Ч

Т Г

1 + ~2НС + ~*ЕП

(24)

(1 + ) (1 + -¿го ~ ТГО ) +

х 1Лк1 +

"02

[к] = А 10Ш

С а2 121к]

": 5 (1

и2[к] + ТТф

Т 1 Г Г Т ГсП

-тп;) + (1 + -п*)

Т' Е

[Т т2 1 т^ 1 1 ~ "ИГЛ ~ "ТЕС ] " ТТ^П |иг(к] 4" п 1'р

(25)

+

Розрахунок часу, в1дпов!дного очшуемому значению р при перемиканн1 ключ1в комутатора АЮ у поточний Момент часу, можв бути зроблений у загальному випадку за допомогою сп1вв1дношень (22-26) з малим Интервалом дискретизацП Т. При цьому необх!дно початкове значения 12С0+] у першому такт1 прийняти р1вним ' к1нцевому значению 12С0-], але з зворотним знаком, що в1дпов1дае .приведению параметр!в до ланцюгу зм!нного струму, тобто 12 [0.] = 12 [0+1 = - 12 СО—1. ' (27)

Такий розрахунок вимагав обчислень на кожному такт1 дискретизацП Т ус1х трьох зм1нних стану (22), що може зустр!ти труднощ! при практичн!й реализацП шдрахунку у реальному масщтаб1 часу. Тому найб1льш простим р1шенням е обчислення за один 1нтервал дискретност1,який сп1впадае з часовим виразом куту випередження р:

' Т = т = р/ы . (28)

Це можливо зд1йснити, коли прийняти ди2Ш=0, тобто вважати, що за перший такт тривал1стю Т=т напруга П2(1;) досягне нульового значения, та виявити 1скоме значения Т=т з (26). В1дносно нев1домо! Т р1вняння дигДО=0 е кубичним, однак при прийнятих параметрах АТС можливе його значне запрошчння при максимально можливих значениях Т, в1дпов1даючих р = 60°, вклад доданк1в Т2 1 тим паче Т3 с практично не1стотним. Залишаючи у (26) доданки не' вище Т, одержимо з обл1ком (27):

-I ч 1 - и- + ггт^ - -ЖГ >и2[01=°

• зв1дки '

1

а= 1 1-^-< 1,(0] + 1Л0Г •

1/1 а > . 1 2 Ъ _

~ + тт. и^тш-~~

Похибка формули (30) при обчисленн1 оч!куемих знгчень р нз перевищуе дек!лькох градус1в, однак 1 така похибка небажана з-за мокливост1 втдаснення флуктуац№*их хитань, як1 . визван1 неточн1стю в1дробки заданих значень кута випередження. У зв'язку з цим у вираз вводиться 1нтегральна поправка до ^струму 12[01, якз враховуе зм!ни струму (Ю за час т

(29)

(30)

1^0] = ^ р3аД 1ЬШ1 . ' (31)

тобто зам1сть (30) викорис?8йуеться в1дношення:

1

* = Т = 1 , 1 ' V. , 1 /8ад> (32) ' Т (_Е0 ~ + 1Г-ЕГПЛ-

Поправочный коеф1ц1ент гв рзад/рзад при МП-керуванн1 б1льщ .просто вводиться табличним засобом.

Задане значения часу проходження и2 через нуль п!сля комутацп ключ1в пропорц1йно встановленому значению кута випередження рзад з обл1ком зм1н. частоти вих1дно! напруги АЮ.

- Р3ад/Ш0 1 -:- . — , (33)

■ ЗЭД Чад- Л Чад

20 + У [-20-] + 1

де'О - добротн!сть вих!дного контуру А1С.

Алгоритм Ш-керування А1С по куту випередження складаеться в

обробЩ поточно! 1нформац!1 про зм1нн! стану силово! мереж1 АЮ та

встановленному значенн1 рзад в1дпов1дно (32) 1 (33) та зр1внянн!

цих значень у кожному 1нтервал1 обчислень. При т > т„„„ команда не

зад

перемикання ключ1в А1С не надходить, 1 МП-система приступав дс повторного розрахунку 1 та тзад- При т <= 1 система дае команду на перемикання ключ1в та приступав до обчисленщ наступного моменту перемикання.

Установки перетворювач1в частоти, як1 реально випускаються на Саз1 автономного 1нвертору струму, мають в вих!дному контур1 посл1довну 1ндуктивн1сть, яка проводить до не миттево! комутац!1 вентшпв. Значения кут1в комутацп 7 можв досягати р!вня 15 ел. град., тому необл!к цих процес1в при формуванн1 кута (3 можв привести до "перекидання" 1нвертору. У зв'язку з дам необх1дно розглянути еплив кута комутац!! 7 на принцип гропюзного формування кута р.

Для з'ясування особливостей формування- м1кропроцесорного керувания. по куту випереждення р з обл1ком комутац!I достатньо розглянути сам процес комутац!I, оск!льки п!сля його зак!нчення

з'являеться 1нформац1н про ис, та по котрим

розраховуеться час досягнення и2 = 0 по методиц1, розглянут1й вице. > 0бл1к процесу комутацП зд!йснювться введениям в екв1валентну схему замЗдення 1ндуктивност1 Ьк у вих!дну мережу 1нвертора струму. При цьому схема 1нвертора струму буде мати вигляд, поданий на рис.3. .В • реальних перетворювачах 1ндуктивн1сть Ькможе бути виконана двома засобами: а) -л1н1йна 1ндуктивн1сть; б) Ьк - дросель з насищенням. *

Розглянемо випадок л1н1йно1 1ндуктивност1 Ь й 0соблив1сть алгоритму розрахунку кута р з врахуванням комутацП полягаа у наступному. Для визначення моменту перемикання ключ1в вентильного комутатора необх1дно розрахувати кут комутацП 7, тобто визначити т^ , пот1м визначити час вимикання 0 та ^ як 8 = р - т та гв = Тр - т; , а пот1м, зр!внявши його з бзад, визначити умову перемикання вентил!в як

^б 5 Ъзад , • <34>

Таким чином, т^. може бути знайдено розв язаням квадратового

р1вняння, однак це небажано.. Розглянувши р!зн1 вар1анти

приилизного розв'язання цього р!вняння, можно запропонувати його

у вигляд1:

т7 = [ 1 + "р) . да ■ (35)

^ = ; N = _ ; М = ^ ( + ] , . -

котре при реальних параметрах 1нвертор1в дае похибку значения

7 не б1льш 3% , що ц1лком припустимо.

Значения зм!них стану на к1нц! 1нтервалу комутацП

ик = а - ио , ' • . (36)

X

= 2 ТГ 11 + • (37)

По розрахунков1й величин1 т^ можливо розрахувати Тр3£)Д

хРзад = ^зад " V • * (38)

Виходячи з получених даних, можна розрахувати т0

1 Г 1 [ "НС

Rd I

r^TJ

1 idCk] + ibTtk]

ТГ,-ОГПсГ-

т (39)

Тепвр умова • переключения вентильного комутатора буде: '

та " ^бзад

(40)

Розглянемо особливост1 обл1ку комутацП при прогнозному управл1нн1 по р, коли у мережах комутатора використовуеться дросель насшцення. Тут часова д!аграма i2(t) мае на пер1од у нульову паузу, як I напруга на вход1 комутатора U1(^). При 61лы11их Ld мокна обмежитись колишн!м припущенням ld = const на . час

Часовий процес l(t) 1де тепер 1накше, а р1вень струму ld не мае значения, бо i - 7/0 -визначаеться т!льки вольтсекундним 1нтегралом U2(t).

и0 + uK

" к т _ •

^ '7 ш '

°о + Цк --21

'y ■'"LK

(41)

U - U о к

ТГ

+ 1'

Ьк '

Р1зниця у цьому вкладку в1д попереднього при визначенн! полягае у тому, що а знаходиться з виразу

V

~0о~ m

ТС

1 +

1 Г 1 Чо 1

"V-J

"7 Co

К

_m

"EC 1

П1сля визначення i., знаходимо U„ i i :

J К К

(42)

2\ T

- Vn

О •

(43)

(44)

Таким чином, р!зниця у алгоритм! керування складаеться т!льки

у додатковому визначенн1 и 1 1„, котр! визначаються по

[к к

р!зному у залежност1 в1д того, який характер 1ндуктивност1 Ьк.

При Судов! алгоритму прогнозного формуровання кута випереждення 1нвертора р розглянуто також питания роботи ц1е! системи п!дчас пуску. Питания комутацШю! ст!йкост1 шдчас пуску, а також оптим!зац1я по часу. вивчен1 досить добре. Однак зд!йснення цих процес1в розглядалось з позиц1й реал!зацН на аналогов!й элементн!й баз!. Використання МПСК з прогнозним формуванням кута випередження дозволяв достатньо обрахувати в основному алгоритм! керування особливост! роботи ключ1в у пусковому режим!, а такой зменшити його тривал1сть,. оск1льки дана система дозволяе.з високою точн1стю в!дробляти задане значения р у перех1дних режимах.

Другий р!вень керування ШСК дозволяе зд!йснити сум!сне керування КВ та А1С, забезпечуючи оптимальШ по швидкодИ перех!дн! процеси на виход! перетворювача. Основна концепц!я цього керування складаеться у наступному: на виход1 перетворювача, тобто у спокивача забезпечуеться задана зм1на вих1дно! напруги за м!н1мальний час та п1дтримка його на цьому р!вн!, дарма, що перех!дний процес всереден! перетворювача ще деякий час• продовжуеться. При цьому, Сезумовно, повинна бути забезпечена в!дсутн!сть "заховано!" нест!йкост!. Формування такого алгоритму управл!ння на першому етап! будуеться на уяв1 А1С у вигляд! безперервно! модел1 та допущенш, що вих1дна напруга випрямляча може зм!нюватися миттево 1 комутац!я вентил!в також зд!йснюеться миттево. Виходячи !з зроблених припущень, для забезбечення стрибка напруги на виход! перетворювача и2 необх1дно в!дробити його по каналу р, а пот1м, зм1нюючи по визначеному закону Е 1 р та п!дтримуючи и2 на встановленому р1вн?-, перевести перетворювач з одного сталого стану в другий.

В1дпов1дно прийнят1й концепц!! закон керувашя перетворювачем частота по каналам Е ! р, моке Оутй отръланий з наступно! системи

р!внянь:

dl

• Ь ^ + U1= Е (t); U,(t) = R0 x2(t> i(t);

де

R = Rq cos

= Rnx"

ZV~7T coa ß

X*

Виключення.U1(t) з (45) дозволяе зменшити число зм1нних:

Г L at + Ro *2<г> l(t) = Е (t); Г (46)

I U2(t) = k0 R0 х (t) i(t). Такок, виключаючи з систем р1внянь "(46) струм i(t) та

позначаючи L

Тп =

одержимо

1

dlL

U.

2

dx(t)

lo

[Щ -ЯГ- - - + Ug(t)x(tJ = k^t) (47)

Одержана нел1н1йне диференц1альне р1вняння (47) визначае роботу функц1онального перетворювача, який дозволяе зд1йснити сум1сне управл!ння перетворювачем частоти.

Одержане р1вняння при x(t) = const е л1н1йним диференд1альним р1внянням з пост1йниш коефЩ1ентами, а у вс1Х останн1х випадках (нав1гь при U2(t)= const ) - це нелШйне диференц1альне р1вняння. 3 (47) видно, що поставлена задача мае (5езл1ч р1шень, тобто, коли заданий закон U2(t), то достатньо задатися законом x(t) (дов1льно, еле з обл1ком реал1зуемост!) та отркмати закон зм1нення E(t). При цьому зрозум1лий 1 другий висновок: якщо встановлено стрибок Л U2(t), то його реал1зац1я можлива т1льки за допомогою стрибка Ax(t).

a =dl/dt, а П1сля цього

При цьому заданими величинами е константи kg, Н0.

також початков! параметри U20, обчислюються вбличшш:

Е0, та к1нцев1 U2k> EQ,

BOkO .

; ß0= arçcoe r0; 1Q=

(48).

: ; рк= агиииз л^ 1к= ^^

агссоз х. ; 1. = к „ ^ . (49)

А ' ^ и?к

. * = "А—2 = да-ГаП • (б01

и2к

ЕШ = x(t) + Ьа при 0 * 1; * т , (51)

о

а дал1 Е = Е0. (

П1сля того, як вир!шена загальна концепц1я сум1сного керування ТПЧ, розглядаеться б1льш точна модель АТС, що враховуе С0= Г(Р). а також 1нерц1йн1сть коеф1ц1ента передач! по напруз1:

V 1

К = -----(52)

и созр Тар+ 1

Остання 1иерц1йн1сть не приводить до ускладнення- розрахунк1в, оскильки ця ланка знаходиться на виход1 модел! АТС та не бере участь у внутр1шн1х процесах. У режим1 пост1йност1 и2 = и2зад' коли одночасно зм1нюються i(t) та х(1;), але 1х добуток сопаг= и2, :1Д/к0Н0. ланка I/ Т0р+1 додае на виход! апериодичну затухаючу складову перех1дного процессу. Не . треба нав1ть ускладняти розрахунки з обл1ком Т0р. Також 1 при програмному' керуваннн1 и2 = и2зад'(г) зам1сть точного сл1дкування и2 за и2зад(г) . буде апериодичне в!дставання, тобто динам1чна помилка. Можливо виконатй керування ) та Е^) так, що за рахунок форсування Е(Ъ) отримати б1льшу швидкод1ю вих1дно! ланки, тобто у певн!й м1р! за рахунок цього подавити Т0р вих1дйо! ланки. Але ясно, ' що наприклад, поштовху и2 за урахуванням реальних обмежен- не отримати, можливо лише знизити результуючу 1нерц1йн1сть. Врахування С0 та Т8р можливо зробити у два етапи:

1) При формуванн1 алгоритму керування врахугати лише С0, а формування вих1дно! напруги и2(1;) зробити таким-же, яй 1 при , в!дсутност1 Т , тобто завчасно погодатися з розходженням у динамиц1 и2 та и2эад(г);

2) Звищити швидкод1ю за рахунок формування х.(1;) 1 Щ )з додатковим форсуванням. ' -

. В. обох вкладках у мереж! пост!йного струму в 0езперервн1й

.модел! сл!д враховувати 1 г^. ,

Анал1з запропоноваш}Х вар1ант1в р1шення дозволяв зробити висновок, що друге р!шення б1льш пэреважвд.

У Щй глав! такок зроблена оц1нка точност1 квазЮезперервно! модел! по 1нтегральним показникам.

У_четвертому_розд1л1 .розглянуто питашя подобудови

м1кропроцесорнмх систем керування прогнозного типу, що працюють у реальному масштаб! часу, а такой програно-апаратна реал!зац1я запропонованих алгоритм!в керування.

Головною причиною недостатньо' швидкого проникнення м1кропроцесорного керування у перэтворювальну техн1ку мокна вважати проблеми, що пов'язан1 з роботою керуючих • м1кропроцесорних систем у реальному масштаб1 часу, з-за складного алгоритму керування. Режим реального часу пред'являе жорстк! обмеження як ни час р1шення задач обчислювальними засобами, так ! на швидк!сть !нформац!йного обм1ну, що забезпечуеться засобами !нуерфейсу. Таким чином, режим реального часу накладав наступн1 • обмекення:

- час р!шення задачи Гр не повинен завищувати максимальний час обм1ну пов1домленнями Тобм щах м!ж пристроями, для котрих вона вир!ш^еться, тобто

' Тссм.,г,а>: / V 1 (СЗ)

швидкЮть передачи !нформацх! у канал! обм!ну У^обмежена !,

отае, 1снуе м1н1мальний час обм1ну пов!домленнями,. так що

, ' Лсм.пип' . . <б4>

Таким чином, робота керуюччх м1кропроцесорних систем у

реальному масштаб1 часу повинна задов1льняти вимогам, що записан1

у вигляд! системи нер1вностей:

{Т / Т > I '

обм/ V ; (65)

ТоймЛ£ 1

Виходячи з цьсго, мокна зробити висновок, що

. : Тп = Е t к, , , . . (Б6)

. рдоп (а')(1) -)'1

да Х^ - час, витрачений обчислювальними засобами на виконання

команда ¿-го типу;

К^ к!льк!сть команд 3-го типу, необх!дних' для р1шення

1-го блоку задачи.

Вираз (56) можна подати . у вигляд1

Т = Е Е к. ./ П , (57)

рдоп (J)(i)

де П - продуктивн1сть ' обчислювальних засоб1в при р1шеьн1 дано! задачи.

3 вираз1в (53 - 57) витшае, що реал1зац1я режиму реального часу у систем1 вимагае зб!льшення швидкост! передач1 1нформацП за рахунок зменшення затримок у канал! та вдосконалення" протоколу обм!ну; зменшення . часу р1шення задач за рахунок п!двищеннЯ продуктивноег! обчислювальних засоб!в (перш- за все шляхом зменшення часу виконання команд), а також оптим!зац!1 алгоритм!в обробки (у першу чергу за рахунок використання б!льш ефектйвних метод!в описування стану об'екту керування) з метою м!н!м1зац11 подв!йно! суми у чисельнику виразу (74).

Виб!р конф1гурац!I м!кропроцесорно! системи та 11' параметр1в у багатьох випадках залежить в1д функц1й, як! покладен1 на не! при керуванн! перетворювачем. На рис.4, представлена структурна схема нап1впров1дникового перетворювача (НП) з м1кропроцесорною системой керування (МПСК), при цьому навантаження умовно розд1лено На модель зм!нних стану (МЗС) та модель функц!! мети (МФМ). Ц1 модел1 реал!зован1 у перетворювач1 частота (МПСК). Ця структура дозволяв"

. м1кропроцесорн!й систем1 опитувати зм1нн1 стану (t).......^п^)'

1з урахуванням вектора завдання Vs(t) виробляти керуюч1.сигнали ш, що надходять до силово! мереж! нап!впров1дникового перетворювача. Kplw цього, така система дозволяв в!дсл1джувати значения вих1дно! функц!1 мети VB(t) та додатково враховуе зовн!шн1 фактори, що • впливають на роботу НП, МЗС, в1дсл1джув вих1днэ значения НП e^t). Це дозволяв не т1льки забезпечити задану як1сть керування функц1ею мети V(t), але 1. зд1йснювати адаптац1ю системи до зм!ни параметр1в, виконувати д1агностику? зд1йсйювати оптимальна погодження перетворювача з мережою. ' •

Анал1з пред'являемих вимог показав, що при програмно-апаратн!й реал1зац!1 м!кропроцесорних систем керування нап1впров!дниковими перетворювачами необх1дно вир!шувати наступи! задачи:

-виб1р типу м1кропроцесору та розробка оптимально! арх1тектури м1кроконтролеру;

-розробка системи вводу-виводу, включаючи АЦГТ з м!н!мально

можливим часом обм1ну;

-оптим!зац1я програм управляя по швидкоди. Робота у режим! експрес-прогнозного керування потребуе п1двищених вшог щодо швидкоди м1кропроцесору, мокливост! адресацП значних об'ем!в пам'ят!. Виконан! розрахунки та експериментальн1 досл1дження показують, що для забезпечення прогнозу системи найб1льш зручнимими з в1тчизняних м!кропроцесор1в е МПК К18Ю.

Розроблен! алгоритми керування р1зними класами

перетворювач1в, що отриман1 на основ1 операторно-рекурентного методу анал!зу, показують, що основними операц1ями, як! виконуються м!кропроцесором, е ввод, вивод та арифЗетичн1 операцП складання, В1дн1мання та множення. У зв'язку з цим були досл1джен! три конф!гурац1х оброблючого блоку: -процесор К18ЮВМ86;

-процесор з арифметичним ствпроце сором К1810ВМ87; -процесор та 1нтегральний арифметичний помножувач К1518ВЖ1. Зр1вняльна оц!нка цих вариант1в показала: -застосування арифметочного сшвпроцесору типу К1810ВМ87 приводить до пог!ршення показник1в МПСК, що виконують арифметичну обробку змХнних ц1лого типу по спрощеним виразам;

-використання арифметичного пошожувача типу К1518ВЖ1 знижуе час виконання циклу обчислювань на 50% в пор1внянн1. з вар1антом одного процьсору при робот1 з! зм!нними ц!лого типу;

-час виконання програми для варианту процесор та арифметичний помножувач в основному.визначаеться лише швидкод1ею м1кропроцесору. . Шдвшцання тактово! частоти МП п1двищ1ть ефективн!сть використання арифметичного помножувача.

1ншим важливим моментом, що визначае швидкод1ю м1кропроцесорно1 системи е организац1я пристрою зв'язку . з об'ектом (ПЗО). У зв'язку . з тим, що прямв м!кропроцесорне управл11шя дозволяе виключити цифро-аналогов! перетворювання з каналу передач! 1нформацП в!д системи до об'екту, основною . функц1ею ПЗО е аналого-цифров! (АЦ) перетворювання сигнал1в в!д датчик1в зворотних зв'язк!в (ДЗЗ). У загальному випадку час

АЦП-перетворення заложить в!д метод!в перетворення та р 'зрядност! АШ. Наралельн! АЦП дозволяють •

зд1йснювати перетворення входного сигналу за один такт, однак для дбсягнення задано! точност.1 необх1дн1" значн! апаратн1 витрати. Кр1м того, визначення оптимально! област1 використання таких АЦП при широкому д!апазон1 зм1ни частота входного сигналу вилучае проведешм спец1альних дослШюнь. Застосування посл!довних АЦП для перетворення зм1нюющогося у час1 вх!дного сигналу малоефективно з-за низько! швидкодП. Тому для виконання АЦ-перетворень сигнал!в у данам!чних.системах найб1льш доц1льно використання АЦП з порозрядним зр1вноваженням, бо вони забезпечують найб1льш високе розр!шення при 01льш1й швидаост1 перетворення. Проте, при проектуванн1 систем перетворення енерг!! з ШОК урахування динам!чних похибок е одн1сю з найважлив1ших задач.

Для досл!дження закономерностей виникнення динам1чних похибок була розроблена лог1ко-математична модель (ЛММ) АЦП порозрядного зр!вноваження. В ЛММ паралельно моделюванню АЦ-перетворювань п1сля кожного його такту розрахунок динам1чно! похибки виконувався за виразом

6(п) = | им(п) - ицдпШ)! * 100% / ивх(п) , (58)

да ийх(п) - напруга на вход1 АЦП п!сля п такт!в АЦ-перетворень, котре при синусо1дальн1й форм! входного сигналу може бути виражено як

= 81п<агс к1 П * ТТИ), (59)

де и ампл!туда вх!дного сигналу;

ПиЗл

- частота вх!дного сигналу;

Вл

Тти " П0Р1°Д сл!дування тактових 1мпульс1в, величина, обернена |и ; ицдП(п) - напруга на . виход1 ЦАП п1сля. п-го такту АЦ-перетворень. •

Процеси моделювання АЦ-перетворень та зм!на величини б у функц!! номеру такту показан1 на рис.5, та ь. Для зручност! анал1зу отриманих результат!в на екран1 дисплею виводилась 1нформац1я про номер такту АЦ-перетворення, у котрому дося£асться м1н1мальна похибка з указаниям II значения, а також похибка на прик!нц1 перетворення. Кр1м приведених на рис.5, та 6. випадк!в, були

Рис. 6

проведен1 досл1дження ще дек1лькох. При цьому виявилося, що екстремум функцН S(n) завжди •знаходиться веереден! зм1шого гатервалу Тдц, а не на його меж1, тобто при п^ = 16.

Приведений анал1з динам1чних похибок АН-перетворень дозволяв ¿робити наступк1 висновки: .

-усунення з АЦП пристро!в виборки та збер!гання п1двищуе точн1сть АЦ-перетворень;

- наявн1оть УВЗ у схемах АЩ. доц!льно лише тод1, коли зап1зн9ння, зв'язане з ненульовим часом перетворень, не мае будь-якого значения при передач1 1нформацП;

-п!двищення точност1 АЦП при перетвореннях динам1чних сигнал!в мокливо за рахунок обмеження числа такт1в на р1вн! ix оптимального значения. . ■ •

0CH0BHI РЕЗУЛЬТАТИ I ВИСНОВКИ

У дисертацИ розроблэн1 теоретичн! положения формування оптимальних по швидкодН процес!в к1нцево! тривалост1 у Mihponpouecopimx системах керування прогнозного типу

нап1впров1дниковими перетворювачами електроенергП основних клас1в та практична реал1зац1я, щ<-> дозволяв зробити наступн1 основы! висновки:

1.Досл1джено механ1зм параметричного формування ПКТ у . замкнутих системах .з. перетворювачами на ochobí 1мпульсних моделей з приведено» безперервною частиною 2...4 порядк1в. Це дозволило встановити hobí законом1рност! прот!кання ПКТ при р1зних формах представления безперервно! частини, необх!дн1 при розробц! алгоритм1в МП-управл1ння.

2.Розроблена методика та знайдено алгоритм формування ПКТ за допомогою прогнозно! ШСК. Показано, що прогнозна МПСК не маб обмежень у реал!зацП ПКТ, . що властиве параметричному формуванню, та дозволяв формувати ПКТ без п1двищення порядку . структури. .

3.Одержана дискретна передаточна функц1я МПСК прогнозного типу, екв!валентна нереал1зуем!й аналогов!й та коп1к^ч1й II цифров1й систем1 регулювання. Показано, • що • ефект 1ителектуального керування по точному прогнозу обумовлен

наявн1стю в екв1валентн1й цередаточн1й функцп . ланок чистого випередження, що не реал1зуеться другими засобами.

4.Показана доц!льн1сть формування ПКТ за допомогою прогнозно! МПСК за один 1нтервал дискретност! то середньому 1нтегральному значению вих1дно! координата та одержано рекурентний алгоритм такого ПКТ.

5.Проведено анал1з ст!йкост! та якост1 прот!кання внутр1шнього переходного процесу при раал1зац!1 ПКТ по середньому 1нтегральному значению за один такт перетворювача. 0держан1 умови ст1йкост1 та сп1вв1дношення для декременту затухания перех1дного процессу. Розглянут! альтернативн! р!шення при несприятливому характер! внутр!шнього перех1дного процесу.

6. Проведена ац!нка якост! регулювання та ст!йкост! систем з Ш1П та КВ при прогнозному мшропроце сорному керуванн1. Показано, що розроблений алгоритм прогнозного керування дозволяв сформувати з високою точн1стю первХ1дний процес кшцево! тривалост! по середньому штегральному значению струму навантаження перетворювача за один гнтервал дискретность

7.. Розроблвно новий алгоритм прогнозного м!кропроцесорного формування кута випередження р АТС, який дозволяе з високою точн1стю в1дпрацьовуБати задане значения ¡3 у поточному такт! як у. сталих, так ! у перех!дних режимах, що не реал1зуеться другими засобами.

8. На п1дстав! застосування п!дсистеми прогнозного формування р розроблено алгоритм сум!сного керування автономним 1нвертороы струму та керованим вшгрямлячем , що забезпечуе 'оптимальн! по швидкод!! пербх1дн! процеси в перетворювач! частота.

Э.Розглянута особлив1сть пускового процесу АТС при прогнозному керуванн!. Показано, що використання прогнозного керування дозволяв зд!йснити пуск з 0!лылою ст1йк1стю, а також скоротити ¿с пускового процесу.

10. Розглянуто особливост1 побудови арх1тектури м1кропроцесорних контролвр1в, як1 працюють у системах прогнозного .керування у реальному масштаб1 часу. Показано, що для таких систем зам1сть традиц!йного використання сп!впроцесору найб!лып доц1льно сполучення процесору з . апаратним арифметичним псмнокувачем. Таке ршення дозволяв скоротити на 50 % час

виконання арифметичних д1й при робот! з ц!лимисчислами.

11. Проанал1зована момив1сть п!двщення швидкодИ пристрою зв'язку з об'ектом. Показано, що п1двищення швидкодИ АЦП з одночасним п1двищенням точност1 у перех!дних режимах можливо за рахунок скорочення к1лькост1 розряд1в.

12. Розроблено програми, як! рвал!зують алгоритма м1кропроцесорного прогнозного керування перетворювачем частота та показана ix практична реал1зац1я.

0CH0BHI ПОЛОЖЕНИЯ ДИСЕРТАЦИ ВИСВ1ТЛЕНГ У НАСТУПНИХ РОБОТАХ

1.Долбня В.Т., Сокол Е.И. Исследование переходах процессов в преобразователях путем отображения на комплексную плоскость. Харьков, "Вшца школа", 1988 с.136

2.Долбня В.Т., Сокол Е.И. Применение топологического метода для анализа переходных процессов в инверторах тока и напряжения. В сб. научн. трудов "Наукова думка" Киев, 1979 с.

3.Сокол Е.И., Фесенко Е.А., Технологический монитор управляющей микро ЭВМ. Вестник Харькове: ,ого политехнического института JK, "Электромашиностроение и автоматизация пром. предприятий", вып. 17, с. 68 - 72.

4.Сокол Е.И. Прямое микропроцессорное управление тиристорным преобразоателем частоты по нетрадиционным алгоритмам. Труда международной конференции" Силовая электроника в решении проблем ресурсо- и энергосбережения - Харьков, 1993, с. 269 - 271.

■ б.Шипилло В.П., Сокол Е.И. Принципы интеллектуального микропроцессорного управления полупроводниковыми

преобразователями. Труды международной конференции " Силовая электроника в решени:-. проблем ресурсо- и энергосбережения ".

- Харьков, 1993, с. 276 -278. ' " " ' .' - .

6.Сокол Е.И.,. Кипенский A.B., Шилина Л.В. Особенности микропроцессорного управления выпрямителем. Всесоюзная школа семинар "Микропроцессоры в системах связи и управления", Харьков, I98S г.

7.Сокол Е.И., Домнин И.Ф., Фетюхина-Л.В. Анализ эффективности применения арифметического умножителя в управляющих контроллерах. Техническая электродинамика, Киев, 1993, № 4, с. 34 - 37.

8.Сокол Е.И., Кипенский A.B., Базакуца В.В. Анализ динамических погрешностей УСО микропроцессорных систем управления. Межвузовский научный сборник "Вопросы преобразовательной техники и частотного электропривода", Саратов 1993, с.19 -52.

9.Разработка прямого микропроцессорного управления для систем питания ускорительно-накопительных комплексов. Заключительный отчет по НИР № 0293V60I238, 1992.

Ю.Шипилло В.П., Сокол Е.И., Сакара Ю.Д. Интеллектуальное микропроцессорное управление преобразователем частоты. Borsodi muszaki gazdasagl elet. № 4-5, Будапешт, с.165-167.

II.А.с. №877782 Пусковое устройство для автономного инвертора тока с самовозбуждением. / В.П, Шипилло, Е.И. СокОй, С.И. Дрейслер, A.n. Мотыль./

12 A.c. Jf877780 Способ регулирования выходного напряжения . инвертора тока с самовозбуждением и устройство регулирования выходного инверотора тока с самовозбуждением.

13.А.с. СССР .№1788660 Бюл. №2 1993 г. 7с. Цифровое устройство для управления электроприводом машины непрерывного литья металлов и сплавов./ Сокол Е.И., Кипенский A.B., Рябенький В.И., Шутько В.Ю., Хорошилов О.Н./

14.А.с. №1632621 Бюл. №Э 1991 г. Цифровое устройство для управления машиной непрерывного литья заготовок./ Сокол Е.л., КипенсеиЯ A.B., Хорошилов O.A. и др./

15.А.с. №1660116 -Бюл. №24 1991 г. Патент РФ №660116 per. 17.'2.92. Цифровое устройство для управления вентильным преобразлователем.

16.А.с. СССР $1785138 Бюл.№48 1992. Цифровое утройство для управления электроприводом машины непрерывной разливки металла./ Сокол Е.И., Кипенский A.B., Хорошилов О.Н. и др./

17.Патент РФ №1838868 Еюл.№32 1993. Способ прямого микропроцессорного управления тиристорным преобразователем и устройство для его осуществления.

18.Сокол Е.И., Кипенский A.B., Мартыненко A.B. Микропроцессорное управление технологическим объектом в гибком автоматизированном производстве. Тезисы докладов Всесоюзной научно-техн. конф. "Автоматизация технологических процессов в ги 'ких производстенных системах машиностроения на основе

полупроводниковых преобразователей частоты". Уфа, 1987, с.16-17.

19.Сокол Е.И., Кипенский A.B., Колесник °Ю.И., Фетюхина Л.В. Аппаратная реализация микропроцессорных систем управлени вентильными преобразователями. Тезисы докладов . 2 всесоюзной научн.-техн. конф., "Микропроцессорные системы" Челябинск ЧПИ, 1988, с.97.

20.Сокол Е.И. Особенности микропроцессорного управления полупроводниковыми преобразователями.в реальном масштабе времени. Тезисы докл. междн. научно-техн. конф. MicroCad-SYSEM-93, Харьков, Мишкольц, ч.З с.83-86.

21.Шипилло В.П., Сокол Е.И., Домнин И.Ф., Фетюхина Л.В., Шишкин М.А. Моделирование на ЭВМ систем прогнозного управлени полупроводникоыми преобразователями частоты. Тезисы докл. межд. научно-техн. конф. MlcroCad-SY5TEM-93, Харьков, Мишкольц, ч.З с.86-88. "

22.Шипилло В.П., Сокол Е.И. Интеллектуальное микропроцессорное управление полупроводниковыми преобразователями. Тезисы докл. меадународ. конф. "Проблемы преобразования электроэнергии", Москва, 1993.

23.Сокол Е.И., Домнин И.Ф., Ластовка А.П., Шишкин М.А., Фетюхина Л.В. Диагностирование преобразователей электроэнергии с системами управления по прогнозу. Тез. докл. междун. научн.-техн. конф. Microcad-SYSTM-94, Харьков, Мишкольц, ч.2 с.44-45.

24.Шипилло. В.П., Сокол Е.И.. Принципы организации процессов конечной длительности в системах прогнозного микропроцессрного управления полупроводникоыми преобразователями. Тез. докл. мезвдн. научн.-техн. конф. Microcad-SY5T0i-94, ч.2 с.46-47.

25.Сокол Е.И., Кипенский A.B., Рябенький В.И. Микропроцессорная реализаци позиционных регуляторов тиристорного электропривода технологической установки. Тезисы >. докладов 5 Всесоюзной научн.-техн. конф. "Проблемы. преобразовательной'техники", Киев, 1991 ч.5, с.272-274.

ОсобистиЙ__внесок. В працях, опубл!кованих в сп!вавторств! дисертанту належить:в tll- автором написан! р'озд!ли 4.2-4.6, а також розд!л 5; в роботах [2,3,5,6] - автору належ!ть постановка науково! задачи, висновок основних сп!вв!дношень та обгрунтування

результат^; в роботах [7,8,10,211 - автору наж!ть концепЩя прогнозного м!кропроцессорного керування; 1нш1 роботи написан! разом з сп!льним особистим внеском.

Сокол Е.И. Микропроцессорное управление полупроводниковыми преобразователями электрической энергии по вычисляемым прогнозам.

Диссертация на соискание ученой, степени доктора технических наук по специальности Ub.0a.I2 - полупроводниковый нрообразосатели электроэнергш, институт электродинамики HAH Украины, Киев, 1994.

Защищается 31 научная работа и 12 авторских свидаыльств и патентов, которые содержат результаты теоретических исследований по разработке алгоритмов прогнозного микропроцессорного управления (МПСУ) полупроводниковыми преобразователями электрической энергии основных классов, а также их программно-аппаратная реализация. Установлено, что при таком способе управления возможна реализация оптимальных по быстродействию переходных процессов, е также МНУ расширяет область объектов, б которых могут быть реализованы такнэ процессы.

Sokol E.I. Microprocessor control of semiconductor converters ol electric energy by prognoses calculations.

Dissertation for seeking of Doctor of Science Degree on 05.09.12. speciality - semiconuctor converters of electric energy, Institute of Electrodynamics, National Academy of Sciences, Kiev, Ukraine, 1994.

31 scientific works and. 14 patents are submitted, which contain the results of theoretical research and development of the algorithms of prognosis microprocessor control of the main classes of semiconductor converters of electric energy and their eoft- and hardware. Found, that under this control, the realization of optimum by quickness transient processes is possible and the microprocessor control enlarges the number of objects where these processes can be realized.

___MlKponpouecop, . nporao3H6 ■' KepyBaHHa,

HinlBnpoBtÄHKKOBitfl napeTBopBBai.

АННОТАЦИЯ

¿6-

ANNOTATION