автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Принципы и методы синтеза микропроцессорных систем управления частотно-регулируемым асинхронным электроприводом

На правах рукописи

КИРИЛЛОВ Андрей Владислав;

ювич

рг§ од

"О

ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ СИНТЕЗА МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ АСИНХРОННЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

\

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург 2000

Работа выполнена на кафедре "Электропривод и автоматизация

промышленных установок университета - УПИ.

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Уральского государственного технического

доктор технических наук, профессор Браславский И.Я.

доктор технических наук, профессор Серый И.М.;

кандидат технических наук, доцент Зеленцов В.И.

Ведущее предприятие:

ОАО "Уралэлектротяжмаш"

Защита диссертации состоится 27 декабря 2000 г. в 12 ч 00 мин в аудитории Э-406 на заседании диссертационного совета К.063.14.04 в Уральском государственном техническом университете - УПИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Ваш отзыв по данной работе в двух экземплярах, подписанный и заверенный гербовой печатью, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, К-2, ул. Мира, 19, УГТУ-УПИ, Ученому секретарю совета, тел. (3432) 75-44-16, факс (3432) 59-16-15.

Автореферат разослан 24 ноября 2000 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета К.063.14.04, доктор технических наук

В.П. Обоскалов

* Ш. шАЯ-М. - т.Ъ пк.о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Существенную роль при решении задач совершенствования техники и технологии промышленного производства играет электропривод как энергетическая основа и средство интенсификации и автоматизации технологических процессов.

Развитие техники предъявляет все более жесткие требования к электроприводу. Современные технологии требуют от электропривода повышенной точности движения (как в статике, так и в динамике), быстродействия, надежности, эффективности. Это, в свою очередь, ведет к применению новых, более сложных методов управления электроприводом, что влечет за собой использование современных микропроцессорных средств. Необходимо также отметить неуклонное увеличение доли приводов с двигателями переменного тока в общем количестве электроприводов, в частности доли частотно-регулируемых асинхронных электроприводов вследствие значительного усовершенствования статических преобразователей частоты.

Широкое внедрение микропроцессорной техники в процесс управления промышленными электроприводами открывает широкие возможности для улучшения их технико-экономических показателей, из которых для изготовителей важны технологичность производства электропривода с микропроцессорным управлением, снижение затрат на наладку, высокая степень унификации и стандартизации микропроцессорных систем управления; для потребителей - высокая надежность, точность, помехозащищенность, гибкость, удобство эксплуатации; для проектировщиков - снижение трудоемкости и уменьшение сроков проектирования.

Необходимость развития и совершенствования электроприводов с микропроцессорным управлением требует проведения научных исследований как асинхронного электропривода в качестве объекта регулирования, так и в целом частотно-регулируемого асинхронного электропривода с

микропроцессорным управлением с целью оптимального использования возможностей силовой и управляющей частей электропривода.

Работы в области расчета и проектирования цифровых автоматических систем активно и успешно велись и ведутся как учеными нашей страны, так и за рубежом. Однако применение таких систем в практике промышленного электропривода требует учета, с одной стороны, специфики задач привода, с другой - особенностей электропривода как объекта управления. При этом, как показывает опыт, для эффективного внедрения в практику проектирования методы расчета микропроцессорных систем электропривода должны быть в достаточной степени просты и универсальны.

Целью работы является разработка принципов и методов проектирования частотно-регулируемых асинхронных электроприводов с микропроцессорным управлением, позволяющих наиболее оптимально использовать его возможности при заданных требованиях, к статическим и динамическим свойствам электропривода.

Основные задачи исследования:

1. Разработка модели частотно-регулируемого асинхронного электропривода с микропроцессорным управлением, построенного по принципу подчиненного регулирования, с учетом различных способов формирования сигналов обратных связей, переменности величины запаздывания, возможности получения дополнительного эффекта от расширения периода дискретности в контурах регулирования.

2. Разработка на основе полученной модели и метода полиномиальных уравнений методики синтеза алгоритмов микропроцессорного управления асинхронным электроприводом, обеспечивающей заданное качество процессов в контурах регулирования координат.

3. Разработка методики компьютерного аналитического синтеза алгоритмов регулирования микропроцессорной системы управления, формулирование практических рекомендаций по использованию моделирующих программ.

4. Обоснование и формулирование практических рекомендаций по

структурному построению, параметрам, периодам прерывания в контурах

регулирования цифровых систем подчиненного регулирования.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с привлечением современной теории частотно-регулируемого асинхронного электропривода, классической и современной теории линейных импульсных систем, метода полиномиальных уравнений. Экспериментальные исследования полученных теоретических результатов проведены методами математического моделирования с привлечением современных программных продуктов, в частности математического пакета МАТЪАВ и его приложения БШШЛМК, специально разработанного для исследования динамических систем.

Научная новизна. В ходе работы получены следующие научные результаты:

а) разработаны модели частотно-регулируемого асинхронного электропривода при микропроцессорном управлении с произвольными периодами дискретности в контурах регулирования, учитывающие различные способы формирования сигналов обратных связей и переменность величины чистого запаздывания;

б) предложена методика аналитического синтеза алгоритмов регулирования методом полиномиальных уравнений с привлечением современных программных средств, позволяющая учесть особенности объекта регулирования, специфику микропроцессорного управления и обеспечивающая работоспособность и реализуемость получаемых алгоритмов регулирования;

в) проанализирована двухконтурная структура системы подчиненного регулирования, позволяющая уменьшить влияние запаздывания на динамические свойства системы без ухудшения ее статических характеристик;

г) получены алгоритмы регулирования фазных токов и скорости вращения двигателя, обеспечивающие плавное регулирование координат, с учетом получения дополнительного эффекта от расширения периода дискретности;

д) обоснованы границы предельного быстродействия частотно-регулируемого асинхронного электропривода с микропроцессорным

управлением, исходя из условия отсутствия колебаний на основной субгармонической частоте и удовлетворительной чувствительности к изменению параметров объекта регулирования;

е) для анализа качества синтезированных систем методом математического моделирования разработаны модели асинхронного частотно-регулируемого электропривода с применением специализированных программных средств.

Практическая ценность выполненной работы заключается в следующем. Использование рассмотренных в диссертации методов расчета асинхронных электроприводов с микропроцессорным управлением позволяет получить требуемые динамические показатели работы электропривода, а также возможность реализовать необходимое быстродействие при минимальных затратах вычислительных ресурсов управляющего микропроцессора. Рассмотренные методы расчета систем электропривода являются достаточно доступными и аналитичными, обеспечивают работоспособность и реализуемость получаемых алгоритмов.

Кроме того, предложенная методика аналитического компьютерного синтеза с использованием специализированных математических программных средств является эффективным средством решения задач, связанных с построением математических моделей, синтезом и последующим анализом систем автоматического управления и, что особенно ценно, позволяет сделать это в аналитическом виде, удобном для научных исследований и расчетов при создании новых систем управления.

Предложенные принципы и методы синтеза микропроцессорных систем управления частотно-регулируемым асинхронным электроприводом приняты к использованию ЗАО «Тяжпромэлектромет».

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на X Научно-технической конференции «Электроприводы переменного тока» (г. Екатеринбург, 1995); на научно-технической конференции «Техника и физика электронных систем и устройств» (г. Сумы, 1995); на XI Международной научно-технической конференции

«Электроприводы переменного тока» (г. Екатеринбург, 1998); на Международной электронной конференции «Перспективные технологии автоматизации» (г. Вологда, 1999); на II Межвузовской отраслевой научно -технической конференции «Автоматизация и прогрессивные технологии» (г. Новоуральск, 1999); на Научно-технической конференции «Научные идеи В.А. Шубенжо на рубеже веков» (г. Екатеринбург, 2000); на Научно-практической конференции «Перспективы разработки и производства электрических машин на Баранчинском электромеханическом заводе» (п. Баранчинский, 2000).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано десять печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и двух приложений. Общий объем работы 220 страниц, 52 рисунка, 9 таблиц, 8 страниц списка литературы (105 наименований) и 25 страниц приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана оценка актуальности работы, сформулированы ее цель, задачи и методы исследований, новые научные результаты и практическая ценность.

Первая глава содержит обзор современного состояния и тенденций развития микропроцессорных систем автоматического управления асинхронными электроприводами. В частности, дана общая характеристика и особенности микропроцессорного управления электроприводами, кратко рассмотрены достоинства и недостатки, а также тенденции развития электроприводов переменного тока.

Здесь же дан краткий анализ систем автоматического управления, элементов силовой части частотно-регулируемого асинхронного электропривода, рассмотрены его математические модели, в частности:

• модели датчиков обратных связей;

• модель двигателя переменного тока;

• модель двигателя переменного тока;

• модели преобразователей координат;

• модель преобразователя частоты;

• модель звена чистого запаздывания;

• общая модель частотно-регулируемого асинхронного электропривода с микропроцессорным управлением.

Функциональная схема частотно-регулируемого асинхронного электропривода представлена на рис. 1.

Наряду с этим сформулированы основные принципы структурного построения, описания и исследования рассматриваемого электропривода с микропроцессорным управлением:

1.При построении структуры системы управления используется принцип подчиненного регулирования координат, предполагающий поконтурный, начиная с внутреннего контура, синтез регуляторов системы. При этом внутренними контурами являются контуры регулирования составляющих ¿¡¡х» ¿зу, а внешним - скорости.

2. При синтезе цифровых алгоритмов контурных регуляторов используется математический аппарат дискретных полиномиальных уравнений.

3. Периоды дискретности в контурах регулирования фазных токов и скорости являются произвольными и в общем случае приняты кратными периоду дискретности преобразователя частоты.

Измерение координат электропривода осуществляется усредняющими датчиками токов статора и скорости.

Вторая глава посвящена следующим вопросам. Рассмотрены основные принципы современного подхода к анализу и синтезу систем управления асинхронными электроприводами с преобразователями частоты, дан обзор методов синтеза электроприводов с микропроцессорными системами управления.

Изложен метод полиномиальных уравнений как современный математический аппарат синтеза алгоритмов регулирования

Рис. 1. Функциональная схема частотно-регулируемого асинхронного электропривода с микропроцессорным управлением

микропроцессорных систем управления. Дискретная передаточная функция (ДПФ) объекта регулирования (ОР) при микропроцессорном управлении электроприводом в общем виде записывается следующим образом:

= -—Щ-, (1)

6-ОТ <*!<*)•

где Р(г) и СХг) - некоторые полиномы от г степеней п? и п<) соответственно, причем пР <Пр-1; г=ехр(д), q=TI,p, Гц - период дискретности;V = 0,1,2.. количество интегрирующих звеньев в объекте регулирования; Р,(г) = (2(г)/(2-1)У - полином от г степени п01 =пд -\>, не имеющий нулей в точке г=1.

При построении замкнутого контура регулирования используются два варианта его построения: типовая структура и двухконтурная, в обеих структурах используются методы компенсации запаздывания (рис. 2,3).

Рис. 2. Типовая структура контура регулирования с компенсацией влияния запаздывания

Рис. 3. Двухконтурная структура контура регулирования с компенсацией влияния запаздывания

Здесь u(z),e(z),y(z),o(z) - дискретные изображения соответственно входного сигнала, ошибки регулирования, выходного сигнала, возмущающего воздействия; D(z), D¡(z),D3(z) - ДПФ регуляторов, структуры и параметры которых должны быть найдены в результате синтеза; D2(z) - ДПФ звена, компенсирующего влияние запаздывания.

Полиномиальное уравнение синтеза в общем виде записывается следующим образом:

C(z) • M(z) + B(z) • N(z)=A(z), (2)

где C(z), B(z), a(z) - известные полиномы от z степеней nc,nB,nA соответственно; M(z), N(z) - неизвестные (искомые) полиномы от z степеней nM,nN. Полиномы С(г)и B(z) характеризуют модель (передаточную функцию) объекта управления. Полином A(z) является желаемым характеристическим полиномом замкнутой системы, определяющим динамические свойства системы.

Синтез алгоритмов регулирования в общем случае может производиться по трем вариантам - в зависимости от требований, предъявляемых к электроприводам:

1. Необходимо выполнить только условие работоспособности при заданном виде переходных процессов, то есть к системе предъявляются только условия грубости и устойчивости.

2. Кроме условия работоспособности, необходимо выполнить условие отсутствия скрытых колебаний.

3. Кроме обеспечения условий работоспособности и отсутствия скрытых колебаний, необходимо, чтобы синтезируемая система имела минимальную чувствительность к изменению параметров объекта, что, как известно, соответствует отсутствию дополнительных составляющих переходного процесса при вариации параметров объекта.

Рассмотренные три варианта синтеза работоспособной системы управления электроприводом позволяют определить структуру и оптимальные параметры регулятора в соответствии с заданным порядком астатизма и желаемыми динамическими свойствами системы. При этом могут быть обеспечены отсутствие скрытых колебаний координат электропривода и отсутствие дополнительных составляющих переходного процесса при вариациях параметров объекта регулирования.

Мощным инструментом синтеза алгоритмов регулирования и их последующего анализа является система МАТЬАВ/БМШЛЧК, которая дает исследователю возможность широкого использования сложных математических методов и средств визуализации для решения практических задач. В состав пакета интегрировано ядро системы символьных вычислений математического пакета МАРЬЕ V, позволяющее совмещать в единой операционной среде числовые и символьные вычисления без какого-либо ущерба для скорости и точности вычислений, что дает возможность решения задач в аналитическом виде.

Таким образом, решается целый комплекс задач: в аналитической форме могут быть найдены ДПФ объекта регулирования, сделаны необходимые аппроксимации, с помощью метода дискретных полиномиальных уравнений произведен синтез регуляторов системы управления, различных

корректирующих звеньев, проведена оценка качества полученных результатов как в статических режимах, так и в динамике.

В этом ключе рассматривается методика компьютерного аналитического синтеза алгоритмов регулирования, даются рекомендации по использованию и особенностям работы с моделирующими программами, показано, что система МАТЪАВ/БМШЛМС является эффективным средством для решения задач, связанных с построением математических моделей, синтезом и последующим анализом систем автоматического управления, и, что особенно ценно, позволяет сделать это в аналитическом виде, удобном для научных исследований и расчетов при создании новых систем управления.

Третья глава посвящена разработке моделей объекта регулирования и синтезу регуляторов в контуре регулирования фазных токов статора.

Предложено математическое описание объекта регулирования при микропроцессорном управлении с учетом дискретности преобразователя частоты, произвольного, в общем случае равного МТП периода дискретности в контуре, различных способах формирования сигнала обратной связи и точного значения запаздывания. Получена ДПФ объекта регулирования в контуре фазных токов

где <1 = ехр(-(5); Р =МТ1Г/ТЭ, МТ„ - период дискретности в контуре тока

(М=1,2,3 ...), Тэ - постоянная времени объекта регулирования;

р2,РьРо - коэффициенты, зависящие от параметров объекта регулирования.

В связи с целесообразностью применения аппроксимаций на ранних стадиях моделирования рассмотрены несколько вариантов упрощенных ДПФ объекта регулирования, произведена оценка адекватности последних реальному объекту регулирования посредством косвенных оценок. В результате исследований найдена наиболее адекватная из них. Во всех последующих расчетах было решено использовать упрощенную ДПФ объекта, однако

(3)

окончательный анализ синтезированной системы производится исходя из реальной ДПФ объекта регулирования.

Рассмотрен синтез алгоритмов регулирования в контуре фазных токов методом полиномиальных уравнений, исходя из заданных требований к показателям качества системы управления. Получены ДПФ контурных регуляторов как для типовой, так и для двухконтурной структуры контура с компенсацией влияния запаздывания.

ДПФ регулятора типовой структуры контура (рис. 2)

оМ=4(4)

где К, К;, ао - параметры контура регулирования;

ДПФ регуляторов двухконтурной структуры (рис 3)

Б

ОзИ=

гм

2м-Г

где 0(2)=0|(г)/(1 +В1(г)02(2)), К - обобщенный параметр.

Для подтверждения целесообразности аппроксимаций на ранних стадиях моделирования были получены ДПФ регуляторов, рассчитанных исходя из реальной ДПФ объекта регулирования.

Рассмотрены примеры компьютерного аналитического синтеза алгоритмов регулирования, методика которого рассматривалась во второй главе. Полное совпадение результатов синтеза регуляторов как для типовой, так и для двухконтурной структуры контура регулирования показало высокую эффективность данной методики.

Синтезированные алгоритмы регулирования обеспечивают апериодический характер протекания процессов в контуре тока. Теоретически может быть получено любое желаемое быстродействие контура тока, в том числе и процессы конечной длительности. Вместе с тем, известно, что настройка на конечную длительность переходного процесса характеризуется

повышенной чувствительностью к изменению параметров объекта, что недопустимо для большинства промышленных электроприводов. Поэтому была исследована чувствительность контура тока к изменению параметров объекта (рис. 4) и на основе этого установлены границы целесообразного повышения быстродействия, которые в дальнейшем приняты как условия предельного быстродействия контура тока

1/М1, (7)

где (3;=МТп/Тц, Тц - желаемая постоянная времени контура регулирования фазных токов.

Рис. 4. Функция чувствительности суммарной оценки к коэффициенту усиления объекта по среднему току К; при различных значениях быстродействия (1/Р; =ТИ /МТП) и относительного периода дискретности М

При синтезе регуляторов тока относительная величина чистого запаздывания х полагалась либо равной целому числу М (в общем случае), либо равной единице. Однако запаздывание не остается постоянным и в зависимости от быстродействия микропроцессора и уровня сигнала управления преобразователя частоты может находиться в интервате

0<т<2. (8)

Очевидно, что отклонение действительного запаздывания т от расчетного не может не сказаться на качестве процессов регулирования, особенно при М=1. При высоком быстродействии контура тока изменение величины запаздывания вызывает существенные искажения переходного процесса в виде затухающих колебаний на основной субгармонической частоте (равной половине частоты квантования). При дальнейшем повышении быстродействия субгармонические колебания становятся расходящимися, то есть система теряет устойчивость.

С помощью алгебраических критериев был произведен анализ устойчивости замкнутого контура тока (для типовой и двухконтурной структуры контура), который позволяет выделить два условия устойчивости. Первое определяет границу апериодической устойчивости, второе -.определяет границу возникновения колебаний на основной субгармонике. В результате найдены границы апериодической устойчивости, а также условия отсутствия колебаний на основной субгармонике для обеих структур. Сделан вывод, что условие (7) является и условием отсутствия гармонических колебаний.

Математическое моделирование проводилось на модели микропроцессорной системы управления частотно-регулируемым асинхронным электроприводом, разработанной в среде МАТЬАВ/БГМиЫНК (рис. 5). В качестве объекта регулирования использовалась модель асинхронного двигателя типа 4А132М4 (Рн=11 кВт,инф=220 В, 1нф=21.53 А, пн=1458 об/мин).

При проведении математического моделирования были решены следующие задачи:

1. Исследована работоспособность и эффективность полученных в главе 3 алгоритмов регулирования фазных токов при различных быстродействиях в контуре регулирования и различных периодах усреднения сигнала обратной связи (рис. 6).

2. Подтверждены результаты расчетов функций чувствительности контура фазных токов к изменению параметров объекта регулирования.

3. Подтверждена теоретически обоснованная возможность возникновения колебаний на основной субгармонической частоте при высоком

Рис. 5. Математическая модель микропроцессорной системы управления частотно-регулируемым асинхронным электроприводом в среде МАТЬАВ/БШиЬШК в общем виде

4. быстродействии контура тока и произведена оценка эффективности предложенного метода их устранения в типовой структуре контура тока.

5. Выполнен анализ возможностей двухконтурной структуры контура по быстродействию и устойчивости к субгармоническим колебаниям. Четвертая глава посвящена разработке моделей объекта регулирования

и синтезу алгоритмов в контуре регулирования скорости двигателя.

Рассмотрены три варианта объекта регулирования в контуре скорости, соответствующие трем типам датчиков скорости: мгновенных значений, средних за Тп и средних за МТ„ значений, проведена классификация полученных ДПФ объекта по их структуре. Выделено четыре типа ДПФ, отличающихся степенью числителя и знаменателя, что учитывается при синтезе регуляторов скорости (табл. 1).

Таблица 1

ДПФ объекта регулирования в контуре регулирования скорости

м Измерение значения со ДПФОР

1 Мгновенное Т„ Тм 1-ё (2-1X2-^)

Среднее за Тп иМТп г тп Б^г + Б,, 'Тм г{г-\\г-д)

>1 Мгновенное Т„ 8!гМ+80 Тм 1-с1м (гм-1)(2м-с1^)

Среднее за Тп и МТ„ Тп Э^ + Б^+Бо % 2%м-\\гм-<1м)

Здесь Бо, Бь Бь Эг -коэффициенты, зависящие от параметров объекта; Тм - электромеханическая постоянная времени.

Синтез регуляторов скорости для всех видов ДПФ объекта проводится по варианту, обеспечивающему, кроме работоспособности синтезируемой системы, еще и отсутствие скрытых колебаний и дополнительных переходных процессов, вызванных вариацией параметров объекта. В связи с существенными отличиями в описании объекта регулирования в контуре скорости при М=1 и М>1 синтез регуляторов для этих случаев рассматривается отдельно. Результаты синтеза приведены в табл. 2 и 3.

Таблица 2

Регуляторы скорости (М=1)

Порядок астатизма ги Структура контура скорости Степень А(2) ^ (г) 02(2) О,(г)

0 Типовая 2 к -

Типовая с компенсацией запаздывания 8о

1 Типовая 3 т1г-т0 ъ-1 - -

Двухконтур- ная с компенсацией запаздывания к z-di г-\

Здесь пи, Ш|, (1;, Эо, к -параметры регуляторов.

Таблица 3

Регуляторы скорости (М>!)

Порядок астатизма г» Измерение значений скорости Степень характери стичес-кого полинома Ш 0дгм) К(г)

0 Мгновенное па=2 к -

Среднее за т„ (Р1+Ро> Р12 + Р0

1 Мгновенное н т1гм —Год -

Среднее за Тп 2М-1 (р!+Ро)г р^+ро

0 Среднее за Тп или МТП пд=2 к -

1 пл=3 га^ -го0 -

Здесь К(г) - ДПФ корректирующего звена, преобразующего средние значения регулируемой координаты в мгновенные; Ш|, Ш(, рь ро, к -параметры регуляторов.

Результаты исследования разработанной системы регулирования приведены на рис. 6 и 7.

Анализ полученных результатов для М=1 (электроприводы высокого быстродействия) позволяет рекомендовать для дальнейшего использования следующие решения:

• для статической по возмущению системы регулирования скорости -типовую структуру с компенсацией влияния запаздывания;

• для астатической по возмущению системы регулирования скорости -двухконтурную структуру с компенсацией влияния запаздывания;

• в случае использования датчика средних за Тп значений скорости наиболее эффективно включение в цепи обратной связи звена, преобразующего средние значения регулируемой координаты в мгновенные.

Анализ результатов, полученных для случая М>1, позволяет сделать вывод, что в системе регулирования скорости при использовании возможности расширения периода дискретности для получения дополнительного эффекта используется типовая структура контура регулирования без компенсации запаздывания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработаны модели частотно-управляемого асинхронного

электропривода с микропроцессорным управлением, учитывающие:

• дискретные свойства преобразователя частоты;

• изменение величины чистого запаздывания в зависимости от величины

сигнала управления и быстродействия управляющего микропроцессора;

• произвольные (кратные периоду дискретности преобразователя) периоды

прерывания в контурах регулирования;

• различные способы формирования сигналов обратной связи как в контуре

регулирования фазных токов, так и в контуре регулирования скорости

вращения двигателя.

ТвТ*0Р5в1 О

15

___1,с т.....г-;-,.......;......)......;.......г'чгшжтщпи.с

О 05 1 1.5 2 25 Э 15 4 4.5 5 0 0.5 1 15 2 25 3 35 » «5 5

•3

- «10 б

--1-1-1-1--*-1-г-г-

3 соМ О 15

ШНкс

О 05 1 15 2 2.5 3 35 4 <5 5 0 15 1 15 2 2.5 3 35 4 4.5 5

ТгпесАзес О

щ'3 (Л4 3

Рис. 6. Переходные процессы в контуре регулирования токов (I, 2 -мгновенные и средние за ТП значения тока одной из фаз соответственно): а, б - реакция на ступенчатое входное задание при 1/р1=3 для типовой и двухконтурной структуры контура регулирования соответственно; в, г -то же при Щ\=\

а г 4 б

Т^пвоН«*: О

10 12 14 16 Ю 20 22

Рис. 7. Переходные процессы в контуре скорости при ступенчатом входном воздействии: 1, 2 - типовая структура контура без компенсации запаздывания и 2 с компенсацией запаздывания соответственно; 3 -двухконтурная структура контура с компенсацией запаздывания

г

в

2. Приведена методика синтеза микропроцессорных систем подчиненного регулирования электропривода, учитывающая специфику объекта регулирования при микропроцессорном управлении (чистое запаздывание, неминимальнофазовость и т. д.) и обеспечивающая работоспособность и реализуемость алгоритмов регулирования, отсутствие скрытых колебаний регулируемых координат и пониженную чувствительность синтезируемой системы к изменению параметров объекта.

3. Исследованы статические свойства типовой структуры контура регулирования. Показано, что введение компенсации запаздывания может привести к снижению порядка астатизма системы. Рассмотрена двухконтурная структура контура регулирования, позволяющая снизить вредное влияние чистого запаздывания на динамические свойства системы без ухудшения ее статических характеристик.

4. На основе предложенных моделей асинхронного электропривода синтезирован ряд алгоритмов регулирования фазных токов, скорости вращения двигателя, обеспечивающих плавное регулирования координат. При этом использование двухконтурной структуры контура регулирование скорости позволяет повысить предельное быстродействие систем регулирования скорости более чем в 1.5 раза.

5. Исследовано влияние переменности чистого запаздывания на процессы в асинхронном электроприводе с микропроцессорным управлением. Теоретически обоснована и подтверждена результатами математического моделирования возможность возникновения скрытых колебаний на основной субгармонической частоте при определенных значениях чистого запаздывания. Установлены границы предельного быстродействия для асинхронного электропривода с микропроцессорным управлением, исходя из условий отсутствия колебаний на основной субгармонической частоте и удовлетворительной чувствительности к изменению параметров объекта регулирования.

6. Разработана методика компьютерного аналитического синтеза алгоритмов регулирования микропроцессорных систем методом

полиномиальных уравнений с использованием математического пакета MATLAB, даны рекомендации по практическому использованию и особенностям работы с моделирующими программами.

7. В рамках математического моделирования разработаны модели элементов частотно-регулируемого асинхронного электропривода с микропроцессорным управлением с использованием специализированного приложения к пакету MATLAB (SIMULINK). Предложена идея использования системы MATLAB/S1MULINK для комплексного подхода к синтезу систем автоматического регулирования, начиная процессом синтеза моделей объектов и алгоритмов регулирования и заканчивая их последующим анализом посредством математического моделирования процессов как в статических, так и в динамических режимах.

Автор выражает сердечную благодарность кандидату технических наук, доценту Ишматову 3. Ш. за неоценимую помощь при выполнении и оформлении работы.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Аверьянов М.А., Ишматов ЗШ., Кириллов A.B. Исследование систем управления асинхронными электроприводами средствами MATLAB //' Труды XI Научно-технической международной конференции «Электроприводы переменного тока». Екатеринбург, 1998.

2. Аверьянов М.А., Ишматов З.Ш., Кириллов A.B. Исследование чувствительности микропроцессорной системы асинхронного электропривода к изменению параметров объекта // Научные идеи В.А. Шубенко на рубеже веков: Материалы научно-технической конференции. Екатеринбург, 1999.

3. Ишматов З.Ш., Казаков Е.Г., Кириллов A.B. Методы синтеза микропроцессорных систем автоматического управления электроприводами: Методическое руководство к курсовому и дипломному проектированию. Екатеринбург, 2000. 48 с.

4. Ишматов З.Ш., Кириллов A.B. Автоматизированный синтез микропроцессорных систем управления электроприводом с использованием пакета MATLAB // Труды II Межвузовской отраслевой научно-технической

*

5. Ишматов 3IIL, Кириллов A.B. Использование метода полиномиальных уравнений для синтеза цифровых регуляторов // Техника и физика электронных систем и устройств: Тезисы докладов научно-технической конференции. Сумы, 1995.

6. Ишматов З.Ш., Кириллов A.B. О предельном быстродействии микропроцессорных систем электропривода с линейными регуляторами // Тезисы докладов Международной электронной конференции «Перспективные технологии автоматизации». Вологда, 1999.

7. Ишматов З.Ш., Кириллов A.B. Особенности автоматизированного синтеза микропроцессорных систем управления асинхронным электроприводом / Научно-практическая конференция «Перспективы разработки и производства электрических машин на Баранчинском электромеханическом заводе»: Сборник трудов и докладов. Баранчинский, 2000.

8. Ишматов З.Ш., Кириллов A.B., Поляков В.Н. Регулирование фазных токов асинхронного электропривода при микропроцессорном управлении // Электроприводы переменного тока: Доклады X Научно-технической конференции. Екатеринбург, 1995, с. 15-20.

9. Ишматов З.Ш., Кириллов A.B., Поляков В.Н. Синтез регуляторов микропроцессорной системы управления частотно-регулируемым асинхронным электроприводом // Вестник Уральского государственною технического университета. Часть 2. Электромеханика и электротехнология. Екатеринбург, 1995.

10. Энергосберегающий алгоритм управления асинхронным двигателем / И.Я. Браславский, Е.И. Барац, З.Ш. Ишматов, A.B. Кириллов, М.В. Невраев // Вопросы совершенствования электротехнического оборудования и электротехнологий: Сборник статей. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2000. С. 178-182.

Подписано в печать 22.11.2000 Формат 60x84 1/16

Бумага типографская Офсетная печать Усл. печ. л. 1,39

Уч.-изд. л. 1,11 Тираж 100 Заказ 325 Бесплатно

Ризография НИЧ УГТУ - УПИ 620002 , г. Екатеринбург, ул. Мира 19

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ

МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМИ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ.

1.1. Общая характеристика и особенности микропроцессорного управления электроприводами.

1.2. Электропривод переменного тока: достоинства и недостатки, тенденции развития. Структура силовой части частотно-регулируемого асинхронного электропривода.

1.3. Системы автоматического управления частотно-регулируемыми асинхронными электроприводами.

1.4. Математические модели частотно-регулируемого асинхронного электропривода.

1.5. Постановка задач исследований.

2. ОБЩАЯ МЕТОДИКА СИНТЕЗА МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ.

2.1. Основные принципы современного подхода к анализу и синтезу систем управления асинхронными электроприводами с ПЧ.

2.2. Обзор методов синтеза электроприводов с МПСУ.

2.3. Метод дискретных полиномиальных уравнений.

2.4. Аналитический синтез регуляторов микропроцессорных систем управления электроприводом с применением математического пакета МАТЬАВ.

2.5. Выводы.

3. КОНТУР РЕГУЛИРОВАНИЯ ФАЗНЫХ ТОКОВ ДВИГАТЕЛЯ.

3.1. Объект регулирования в контуре регулирования фазных токов двигателя.

3.2. Упрощенные модели объекта регулирования в контуре регулирования фазных токов.

3.3. Синтез регуляторов фазных токов двигателя.

3.4. Исследование чувствительности контура фазных токов к изменению параметров объекта.

3.5. Влияние чистого запаздывания в контуре регулирования фазных токов.

3.6. Результаты математического моделирования контура регулирования фазных токов

3.7. Выводы.

4. КОНТУР РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ.

4.1. Объект регулирования в контуре скорости.

4.2. Синтез алгоритмов регулирования в контуре скорости при М=1.

4.3. Синтез алгоритмов регулирования скорости вращения двигателя при М>1.

4.4. Методика расчета микропроцессорной системы управления электроприводом.

4.5. Выводы.

Существенную роль при решении задач совершенствования техники и технологии промышленного производства играет электропривод как энергетическая основа и средство интенсификации и автоматизации технологических процессов.

Развитие современной техники предъявляет все более жесткие требования к электроприводу. Современные технологии требуют от электропривода повышенной точности движения (как в статике, так и в динамике), быстродействия, надежности и др. Это, в свою очередь, требует применения новых, более сложных методов управления электроприводом, что влечет за собой применение совершенных микропроцессорных средств. Данный факт особенно актуален на фоне неуклонного снижения доли систем с двигателями постоянного тока и увеличения доли систем привода с двигателями переменного тока, в частности, доли частотно-регулируемых асинхронных электроприводов вследствие значительного усовершенствования и удешевления статических преобразователей частоты.

Широкое внедрение микропроцессорной техники в процесс управления промышленными электроприводами открывает широкие возможности для улучшения их технико-экономических показателей, из которых для изготовителей важны технологичность производства электропривода с микропроцессорным управлением, снижение затрат на наладку, высокая степень унификации и стандартизации микропроцессорных систем управления; для потребителей -высокая надежность, точность, помехозащищенность, гибкость, удобство эксплуатации; для проектировщиков - снижение трудоемкости и уменьшение сроков проектирования.

Необходимость развития и совершенствования электроприводов с микропроцессорным управлением требует проведения научных исследований как асинхронного электропривода в качестве объекта регулирования, так и в целом частотно-регулируемого асинхронного электропривода с микропроцессорным управлением с целью оптимального использования возможностей силовой и управляющей частей электропривода.

Работы в области расчета и проектирования цифровых систем активно и успешно велись и ведутся как учеными нашей страны, так и за рубежом. Однако их применение в практике промышленного электропривода требует учета, с одной стороны специфики микропроцессорного управления, с другой -особенностей электропривода как объекта управления. При этом, как показывает опыт, для эффективного внедрения в практику проектирования методы расчета микропроцессорных систем электропривода должны быть в достаточной степени просты и универсальны.

Целью данной работы является разработка принципов и методов проектирования частотно-регулируемых асинхронных электроприводов с микропроцессорным управлением, позволяющих наиболее оптимально использовать его возможности при заданных требованиях к статическим и динамическим свойствам электропривода.

Теоретические исследования выполнены с привлечением современной теории частотно-регулируемого асинхронного электропривода, классической и современной теории линейных импульсных систем, метода полиномиальных уравнений. Экспериментальные исследования полученных теоретических результатов проведены методами математического моделирования с привлечением современных программных продуктов, в частности математического пакета МАТЬАВ и его приложения БЕУКЛЛМС, специально разработанного для исследования динамических систем.

В ходе работы получены следующие новые научные результаты: а) разработаны модели частотно-регулируемого асинхронного электропривода при микропроцессорном управлении с произвольными периодами дискретности в контурах регулирования, учитывающие различные способы формирования сигналов обратных связей и переменность величины чистого запаздывания; б) предложена методика аналитического синтеза алгоритмов регулирования методом полиномиальных уравнений с привлечением современных программных средств, позволяющая учесть особенности объекта регулирования, специфику микропроцессорного управления и обеспечивающая работоспособность и реализуемость получаемых алгоритмов регулирования; в) предложена двухконтурная структура системы подчиненного регулирования, позволяющая уменьшить влияние запаздывания на динамические свойства системы без ухудшения ее статических характеристик; г) получены алгоритмы регулирования фазных токов и скорости вращения двигателя, обеспечивающие плавное регулирование координат, с учетом получения дополнительного эффекта от расширения периода дискретности; д) обоснованы границы предельного быстродействия частотно-регулируемого асинхронного электропривода с микропроцессорным управлением исходя из условия отсутствия колебаний на основной субгармонической частоте и удовлетворительной чувствительности к изменению параметров объекта регулирования; е) разработаны модели асинхронного частотно-регулируемого электропривода с применением специализированных программных средств, позволившие произвести анализ качества синтезированных систем методом математического моделирования.

Содержание работы раскрывается в четырех главах.

В главе 1 содержится обзор современного состояния принципов управления, микропроцессорных устройств, силовой базы, вопросы проектирования и применения асинхронных электроприводов с микропроцессорным управлением, а также рассмотрены модели элементов частотно-регулируемого асинхронного электропривода с микропроцессорным управлением. Здесь же поставлены задачи исследований.

В главе 2 на основе обобщенной модели объекта регулирования рассмотрена методика синтеза системы микропроцессорного подчиненного регулирования координат, исследованы свойства различных структур системы регулирования и даны рекомендации по структурному построению отдельных контуров.

В главах 3 и 4, посвященных разработке и исследованию внутреннего контура регулирования фазных токов и внешнего контура регулирования скорости двигателя, обоснованы модели объекта регулирования, синтезированы регуляторы соответствующих координат, проведена оценка их возможностей, приводятся результаты математического моделирования. Кроме того, в главе 3 рассмотрен аналитический синтез алгоритмов регулирования микропроцессорной системы управления с применением математического пакета МАТЪАВ.

В приложении 1 приведены модели асинхронного частотно-регулируемого электропривода в системе МАТЬАВ/81МЦЬШК при микропроцессорном управлении, используемые в процессе математического моделирования на этапе анализа синтезированных алгоритмов регулирования.

В приложении 2 поясняется принцип компенсации запаздывания, рассматривается двухконтурный вариант построения канала регулирования координат электропривода, а также вопросы оптимизации качества работы подчиненной системы.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Теоретические результаты: модели частотно-регулируемого асинхронного электропривода при микропроцессорном управлении, учитывающие различные способы формирования сигналов обратных связей и переменность запаздывания; алгоритмы регулирования фазных токов и скорости вращения, методика аналитического синтеза регуляторов.

2. Практические результаты: методика проектирования частотно-регулируемого асинхронного электропривода с микропроцессорным управлением, обеспечивающая либо реализацию предельных динамических показателей процессов регулирования, либо заданное качество регулирования при минимальных затратах ресурсов управляющего микропроцессора; рекомендации по построению систем микропроцессорного управления асинхронным электроприводом.

Практическая ценность выполненной работы заключается в следующем. Использование рассмотренных в диссертации методов расчета асинхронных электроприводов с микропроцессорным управлением позволяет получить требуемые динамические показатели работы электропривода, а также обеспечивает необходимое быстродействие при минимальных затратах вычислительных ресурсов управляющего микропроцессора. Рассмотренные методы расчета систем электропривода являются достаточно доступными и аналитичными, обеспечивают работоспособность и реализуемость получаемых алгоритмов.

Кроме того, предложенная методика аналитического компьютерного синтеза с использованием специализированных математических программных средств является эффективным средством решения задач, связанных с построением математических моделей, синтезом и последующим анализом систем автоматического управления и, что особенно ценно, позволяет сделать это в аналитическом виде, удобном для научных исследований и расчетов при создании новых систем управления.

Основные результаты работы доложены и обсуждены:

1) на десятой научно-технической конференции «Электроприводы переменного тока» г. Екатеринбург, 1995г.;

2) на научно-технической конференции «Техника и физика электронных систем и устройств» г. Сумы, 1995 г.;

3) на одиннадцатой международной научно-технической конференции «Электроприводы переменного тока» г. Екатеринбург, 1998 г.;

4) на международной электронной конференции «Перспективные технологии автоматизации» г. Вологда, 1999 г.;

5) на второй межвузовской отраслевой научно- технической конференции «Автоматизация и прогрессивные технологии» г. Новоуральск, 1999 г.;

6) на научно-технической конференции «Научные идеи В.А. Шубенко на рубеже веков» г. Екатеринбург, 2000 г.;

7) на научно-практической конференции «Перспективы разработки и производства электрических машин на Баранчинском электромеханическом заводе» п. Баранчинский, 2000 г.

По материалам диссертации опубликовано девять печатных работ, а также методическое руководство.

Предложенные принципы и методы синтеза микропроцессорных систем управления частотно-регулируемым асинхронным электроприводом приняты к использованию ЗАО «Тяжпромэлектромет».

Исследования выполнялись на кафедре «Электропривод и автоматизация промышленных установок» Уральского государственного технического университета - УПИ.

Автор выражает сердечную благодарность доценту кафедры «Электропривод и автоматизация промышленных установок» Уральского государственного технического университета кандидату технических наук Ишматову Закиру Шарифовичу за неоценимую помощь при написании и оформлении данной работы.

4.5. Выводы

1. Получено математическое описание объекта регулирования в контуре скорости при микропроцессорном управлении с учетом различных способов формирования сигнала обратной связи и произвольном периоде дискретности в контуре.

2. На основе разработанных моделей и метода полиномиальных уравнений синтезированы алгоритмы регулирования скорости, обеспечивающие отсутствие скрытых колебаний. Полученные алгоритмы обеспечивают нулевой или первый порядок астатизма по возмущающему воздействию, и позволяют повысить предельное быстродействие (по сравнению с известными алгоритмами) более чем в 1.5 раза за счет использования двухконтурной структуры контура скорости с компенсацией влияния запаздывания. В случае использования усредняющего за Тп датчика скорости предложено использовать в цепи обратной связи корректирующее звено (4.7), преобразующее средние значения скорости в мгновенные, что позволяет устранить' вредное влияние усреднения и повысить качество регулирования скорости.

3. Результаты математического моделирования подтвердили основные теоретические положения, показали эффективность принятых решений и работоспособность синтезированных алгоритмов регулирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработаны модели частотно-управляемого асинхронного электропривода с микропроцессорным управлением, учитывающие:

• дискретные свойства преобразователя частоты;

• изменение величины чистого запаздывания в • зависимости от величины сигнала управления и быстродействия управляющего микропроцессора;

• произвольные (кратные периоду дискретности преобразователя) периоды прерывания в контурах регулирования;

• различные способы формирования сигналов обратной связи как в контуре регулирования фазных токов, так и в контуре регулирования скорости вращения двигателя;

2. Рассмотрена методика синтеза микропроцессорных систем подчиненного регулирования электропривода, учитывающая специфику объекта регулирования при микропроцессорном управлении (чистое запаздывание, неминимальнофазовость и т. д.) и обеспечивающая работоспособность и реализуемость алгоритмов регулирования, отсутствие скрытых колебаний регулируемых координат и пониженную чувствительность синтезируемой системы к изменению параметров объекта.

3. Рассмотрена двухконтурная структура контура регулирования, позволяющая снизить влияние чистого запаздывания на динамические свойства системы без ухудшения ее статических характеристик.

4. На основе предложенных моделей асинхронного электропривода синтезирован ряд алгоритмов регулирования фазных токов, скорости вращения двигателя, обеспечивающие плавное регулирования координат. При этом использование двухконтурной структуры контура регулирования скорости позволяет повысить предельное быстродействие систем регулирования скорости более чем в 1.5 раза.

5. Исследовано влияние переменности чистого запаздывания на процессы в асинхронном электроприводе с микропроцессорным управлением.

Теоретически обоснована и подтверждена результатами математического моделирования возможность возникновения скрытых колебаний на основной субгармонической частоте при определенных значениях чистого запаздывания. Установлены границы предельного быстродействия для асинхронного электропривода с микропроцессорным управлением исходя из условий отсутствия колебаний на основной субгармонической частоте и удовлетворительной чувствительности к изменению параметров объекта регулирования.

6. Разработана методика компьютерного аналитического синтеза алгоритмов регулирования микропроцессорных систем методом полиномиальных уравнений с использованием математического пакета МАТЬАВ, даны рекомендации по практическому использованию и особенностям работы с моделирующими программами.

7. В рамках математического моделирования разработаны модели элементов частотно-регулируемого асинхронного электропривода с микропроцессорным управлением' с использованием специализированного приложения к пакету МАТЬАВ (81МЦЬ1МС). Предложена идея использования системы МАТЬАВ/81М1ЛЛ№С для комплексного подхода к синтезу систем автоматического регулирования, начиная с процесса синтеза моделей объектов и алгоритмов регулирования и. заканчивая их последующим анализом посредством математического моделирования реальных процессов как в статических, так и в динамических режимах.

1. Аверьянов М.А., Ишматов З.Ш., Кириллов A.B. Исследование систем управления асинхронными электроприводами средствами MATLAB // Труды 11-й научно-технической международной конференции «Электроприводы переменного тока». Екатеринбург, 1998.

2. Авраамов И.С. Проблемы надежности в электроприводе // Автоматизированный электропривод. М.: Энергоатомиздат, 1990. С. 210-214.

3. Андриенко П.Д. Кулиш А.К., Сидорский М.А. Состояние и перспективы производства и разработки частотно-регулируемых электроприводов общего назначения // Автоматизированный электропривод. М.: Энергоатомиздат, 1990. С. 423-427.

4. Архангельский H.A., Чистосердов В. Л. Формирование алгоритмов управления в частотно-управляемом электроприводе // Электротехника. 1995. №7.

5. Архангельский H.JL, Курнышев B.C., Виноградов А.Б. Новые алгоритмы управления асинхронным электроприводом. // Электротехника. 1991. № 10.

6. Архангельский H.JI., Чистосердов B.J1. Формирование алгоритмов управления в часчтно-управляемом приводе. // Электротехника. 1994. № 3.

7. Башарин A.B., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами. JL: Энергоиздат, 1982. 392 с.

8. Бесекерский В. А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1972. 768 с.

9. Бесекерский В.А. Цифровые автоматические системы. М.: Наука, 1976. 576 с.

10. Бирюков A.B., Фадеева Н.Э., Хуторецкий Б.М. Измерение скорости в микропроцессорных электроприводах с импульсным датчиком // Автоматизированный электропривод. М.: Энергоатомиздат, 1990. С. 464-469.

11. Борцов Ю.А., Бычков А.И. Обобщенные оценки влияния упругих звеньев на динамику электропривода и настройку регуляторов унифицированныхсистем // Электротехническая промышленность. Электропривод. Вып. 7 (24). 1973.

12. Борцов Ю.А., Поляхов Н.Д., Соколов П.В. Синтез адаптивного нечеткого регулятора электропривода // Электротехника. 1996. № 7.

13. Булгаков A.A. Частотное управление асинхронными двигателями. М.: Энергоиздат, 1982. 216 с.

14. Бычкова Е.В., Прудникова Ю.И. Обзор современных зарубежных преобразователей частоты и опыт их применения // Электротехника. 1995. №7

15. Волгин JI.H. Оптимальное дискретное управление динамическими системами. М.: Наука, 1986. 240с.

16. Волков А.И. Вентильный электропривод постоянного тока с двухконтурным подчиненным микропроцессорным регулированием. Дисс. . канд. техн. наук. Свердловск, 1985.

17. Волков А.И. Структуры контура регулирования тока в электроприводе с прямым микропроцессорным управлением // Электротехника. 1999. №5. С. 38-42.

18. Гречко Э.Н., Тонкаль В.Е. Автономные инверторы модуляционного типа. Киев: Наук, думка, 1983. 304 с.

19. Грузов В.Л., Красильников А.Н., Машкин A.B. Анализ и оптимизация алгоритмов управления в частотно-регулируемых электроприводах с инверторами напряжения // Электротехника. 2000. №4. С.15-20.

20. Гусяцкий Ю.М., Кудрявцев A.B., Никольский A.A. Разработка алгоритмов микропроцессорного управления частотно-регулируемых электроприводов // Автоматизированный электропривод: Энергоатомиздат, 1990. С. 105-112.

21. Дацковский Л.Х., Бирюков A.B., Вайнтруб О.Ш., Роговой В.И. Современный электропривод: состояние, проблемы, тенденции // Электротехника. 1994. № 7.

22. Дацковский Л.Х., Роговой В.И., Абрамов Б.И., Моцохейн Б.И., Жижин С.П. Современное состояние и тенденции в асинхронном частотно-регулируемом электроприводе //Электротехника. 1996. № 10.

23. Залялеев С.Р. О применении метода полиномиальных уравнений для синтеза непрерывных систем электропривода // Электротехника. 1998. №2. С. 48-53.

24. Изосимов Д.Б. Синтез управления в электроприводах // Электротехника. 1994. №7.

25. Изосимов Д.Б., Рыбкин С.Е., Шевцов C.B. Симплексные алгоритмы управления трехфазным АИН с ШИМ // Электротехника. 1993. С. 14.

26. Ишматов З.Ш. Тиристорный электропривод постоянного тока с прямым микропроцессорным подчиненным регулированием координат. Дисс. . канд. техн. наук. Свердловск, 1987.

27. Ишматов З.Ш., Казаков Е.Г., Кириллов A.B. Методы синтеза микропроцессорных систем автоматического управления электроприводами: Методическое руководство к курсовому и дипломному проектированию. Екатеринбург, 2000. 48 с.

28. Ишматов З.Ш., Кириллов A.B. Использование метода полиномиальных уравнений для синтеза цифровых регуляторов // Техника и физика электронных систем и устройств. Тезисы докладов научно-технической конференции. Сумы, 1995.

29. Ишматов З.Ш., Кириллов A.B. О предельном быстродействии микропроцессорных систем электропривода с линейными регуляторами // Тезисы докладов международной электронной конференции «Перспективные технологии автоматизации». Вологда, 1999.

30. Ишматов З.Ш., Кириллов A.B., Поляков В.Н. Регулирование фазных токов асинхронного электропривода при микропроцессорном управлении // Электроприводы переменного тока. Доклады X научно- технической конференции. Екатеринбург, 1995.

31. Ключев В.И. Теория электропривода. М.: Энергоатомиздат, 1985. 560 с.

32. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода. Санкт-Петербург: Энергоатомиздат, С.-Петербургское отделение, 1994. 496 с.

33. Козаченко В.Ф. Основные тенденции развития встроенных систем управления двигателями и требования к микроконтроллерам // CHIP NEWS, №1. 1999. С. 1-9.

34. Козаченко В.Ф., Миколаенко В.П., Кудряшов A.JI. Микроконтроллерная система управления преобразователями частоты для объектно-ориентированных асинхронных электроприводов насосов и вентиляторов // Электротехника. 1995. № 7.

35. Козырев С.К. Принципы построения и характеристики оптимальных по быстродействию электроприводов // Автоматизированный электропривод / Под общ. ред. Н.Ф. Ильинского, М.Г. Юнькова. М.: Энергоатомиздат, 1986. С. 143-148.

36. Козярук А.Е. Высокоэффективный бесконтактный электропривод с цифровым векторным управлением // Электротехника. 1996. № 7.

37. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. М.: Высшая школа, 1994.

38. Кудрявцев A.B., Богаченко Д.Д. Ладыгин А.Н., Никольский A.A., Федоров Г.М. Объектно-ориентированные преобразователи частоты для электроприводов насосов // Электротехника. 1995. № 7.

39. Кудрявцев A.B., Богаченко Д.Д., Ладыгин А.Н., Никольский A.A., Федоров Г.М. Преобразователь частоты регулируемого электропривода широкого применения // Электротехника. 1994. № 7.

40. Кузовков Н.Т. Модальное управление и наблюдающие устройства. М.: Машиностроение, 1976. 183 с.

41. Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления. М.: Машиностроение, 1986.

42. Лизец М., Поташников М.Ю. Современная активная и пассивная электронная элементная база для силовой электроники // Электротехника. 1996. № 4.

43. Лихошерст В.И. Полупроводниковые преобразователи электрической энергии для электроприводов с двигателями переменного тока: Учебное пособие. Свердловск, изд. УПИ им. С.М.Кирова, 1986. 72с.

44. Микропроцессорные системы управления электроприводами // P.A. Кулесский, М.Ю. Бородин, З.Ш. Ишматов и др. Свердловск, 1986. 49 с.

45. Н.Ф. Ильинский, М.Г. Юньков. Итоги развития и проблемы электропривода// Автоматизированный электропривод. М.: Энергоатомиздат, 1990. С. 4-14.

46. Никитин В.М. Управление значением выходного напряжения трехфазного инвертора // Электротехника. 1996. № 4.

47. Новиков В.А., Рассудов Л.Н. Тенденции развития электроприводов, систем автоматизации промышленных установок и технологических комплексов // Электротехника. 1996. № 7.

48. Онищенко Г.Б. Экономические аспекты повышения технического уровня автоматизированных электроприводов // Автоматизированный электропривод. М.: Энергоатомиздат, 1990. С. 206-210.

49. Остриров В.Н., Носач B.C., Бирюков A.B., Макати Омар. Объектно-ориентированный частотно-регулируемый асинхронный электропривод на современной базе // Электротехника. 1995. № 7.

50. Пелли Б.P. IGBT биполярные транзисторы с изолированным затвором (выбор наиболее экономически эффективных решений при их использовании) // Электротехника. 1996. № 4.

51. Перельмутер В.М., Соловьев А.К. Цифровые системы управления тиристорным электроприводом. Киев: Техника, 1983. 103 с.

52. Поздеев А.Д. Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1998. 172 с.

53. Попов АН. Частотное управление асинхронным двигателем // Электротехника. 1999. №8. С. 5-11.

54. Предельное быстродействие и качество процессов электроприводов с цифровым управлением / А.Д. Поздеев, А.К. Мартыничев,. Е.А. Игошин, В.М. Никитин, Д.А. Никитин // Автоматизированный электропривод. М.: Энергоатомиздат, 1990. С. 185-192.

55. Сандлер A.C., Сарбатов P.C. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. М.: Энергия, 1974.

56. Синтез электромеханических электроприводов с цифровым управлением / Вейц В.Л., Вербовой П.Ф., Вольберг O.JL, Съянов A.M. Киев: Наук думка, 1991.232 с.

57. Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями / О.В.Слежановский, Л.Х.Дацковский, И.С.Кузнецов и др. М.: Энергоатомиздат, 1983. 256 с.

58. Слежановский О.В. Перспективы развития общепромышленного электропривода и его элементной базы // Автоматизированный электропривод. М.: Энергоатомиздат, 1990. С. 367-371.

59. Соловьев А., Веселов М. Семейство DCP-микроконтроллеров фирмы ANALOG DEVICES для встроенных систем управления двигателями. .// CHIP NEWS. №1. 1999. С. 17-23

60. Стрейц В. Метод пространства состояний в теории дискретных линейных систем управления. М.: Наука, 1985. 296 с.

61. Теория автоматического управления. В 2-х ч. / H.A. Бабаков, А.А.Воронов, A.A. Воронова и др. Под ред. А.А.Воронова. М.: Высшая школа, 1986. 871 с.

62. Терехов В.М. Современные способы управления и их применение в электроприводе // Электротехника. 2000. №2. с25-28.

63. Ту Ю.Т. Современная теория управления. М.: Машиностроение, 1971. 472 с.

64. Ту Ю.Т. Цифровые и импульсные системы автоматического управления. М.: Машиностроение, 1964. 704 с.

65. Усачев А.П., Рохлин A.M., Гулевский С.И. Транзисторный электропривод переменного тока // Автоматизированный электропривод. Энергоатомиздат, 1990. С. 450-454.

66. Файнштейн В.Г., Фанштейн Э.Г. Микропроцессорные системы управления тиристорными электроприводами / Под ред. О.В. Слежановского. М.: Энергоатомиздат, 1986. 240 с.

67. Фильц Р.В. Дифференциальные уравнения напряжений насыщенной асинхронной машины. Львов: ЛГУ, 1963.

68. Флоренцев С.Н., Ковалев Ф.И. Современная элементная база силовой электроники (тенденции развития регулируемых полупроводниковых приборов силовой электроники) // Электротехника. 1996. № 4.

69. Цифровые электромеханические системы / В.Г.Каган, Ю.Д.Бери, Б.И.Акимов, А.А.Хрычев. М.: Энергоатомиздат, 1985. 208 с.

70. Цифровые электроприводы с транзисторными преобразователями / С.Г. Герман-Галкин, В. Д. Лебедев, Б. А. Марков, Н.И. Чичерин. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1986. 248 с.

71. Цыпкин Я.З. Основы теории автоматических систем. М.: Главная редакция физико математической литературы изд-ва «Наука», 1977. 560 с.

72. Цыпкин Я.З. Теория линейных импульсных систем. М.: Физматгиз, 1963. 968с.

73. Ч.Аттаианесе, А.Дамиано, И.Марониу, А.Перфетто. Управление асинхронным двигателем с адаптационно-изменяющейся постоянной времени ротора // Электротехника. 1996. № 7.

74. Чучалов С. Новый микроконтроллер серии С166 для управления электроприводами. // CHIP NEWS. №1. 1999. С. 47-52.

75. Шрейнер Р.Т., Дмитренко Ю.А. Оптимальное частотное управление асинхронными электроприводами. Кишинев: «Штиинца», 1982. 224 с.

76. Шрейнер Р.Т., Поляков В.А. Адаптивная система векторного управления а синхронным электроприводом с ориентацией поля ротора // Электротехника, 1998. №2. С.23-29.

77. Эпштейн И.И. Автоматизированный электропривод переменного тока. М.: Энергоиздат, 1982. 192 с.

78. Юньков М.Г., Изосимов Д.Б., Москаленко В.В., Остригов В.Н. Состояние и перспективы развития регулируемых электроприводов (аналитический обзор докладов) // Электротехника, 1994. № 7. .

79. Ямамура С. Спирально-векторная теория электрических машин переменного тока// Электротехника. 1996. №10. С.7-15.

80. A.J. Pollmann. Software pulsewidth modulation for MP control of AC drives // IEEE Transaction On Industry Application. Vol.lA-22. No.4. July/August 1986.

81. Bimal K.Bose. Recent advances and trends in power electronics and drives // Proceedings of IEEE Nordic Workshop on Power and Industrial Electronics. Espoo (Finland). August. 1998.

82. Diane E. Borgard, Gustaf Olsson, Robert D. Lorenz. Accuracy issues for parameter estimation of field oriented induction machine .II IEEE Transaction On Industry Application. Vol.31. No.4. July/August 1995.

83. Fang-Zheng Peng, Tadashi Fukao. Robust speed identification for speed-sensorless vector control of induction motors // IEEE Transaction On Industry Application. Vol.30. No.5. September/October 1994.

84. Giannakopoulus G.B., Vovos N.A. A technique for modeling inverter-fed induction motor drive systems //EPE Journal. Vol.5, March 1995.

85. H.N Hickok, M.R. Wickiser. The gate-turn-off thyristor: a breakthrough for the retrofit of existing motors from fixed to adjustable speed // IEEE Transaction on industry application. Vol. 25. No. 3. May/June 1989.

86. Jong-Woo Choi, Seung-Ki Sul. A new compensation strategy reducing voltage/current distortion in PWM VSI systems operating with output voltages // IEEE Transaction On Industry Application. Vol.31. No.5. September/October 1995.

87. Jyrki Alminoja, Heikki Koivo. Fussy logic estimator of rotor time constant in induction motor // Proceeding Of The 1997 Finnish Work On Power And1.dustrial Electronics. Helsinki University of Technology. Espoo. Finland. August 26. 1997.

88. K.Heumann. Trends in semiconductor dences and impact on power electronics and electric drive.//West-East technology . international conference on Power Electronics, Motion Control. Vol.II.20-22 September 1994. Warsaw (Poland).

89. Katsunori Taniguchi, Masakazu Inoue, Yoji Takeda, Shigeo Morimoto. A PWM strategy reducing torque-ripple in inverter-fed induction motor // IEEE Transaction On Industry Application. Vol.30. No.l. January/February 1994.

90. Marian P. Kazmierkowski. Advanced AC motor control //Proceeding Of The 1997 Finnish Workshop On Power And Indu Electronics. Helsinki University of Technology. Espoo. Finland. August 26. 1997.

91. Maurice B. Simplified digital control for three phase induction motor drive // EPE Journal. Vol.2. No.2. October 1992.

92. Patric L. Jansen, Robert D. Lorenz. A Physically insightful approach to design and accuracy assessment of flux observers for field oriented induction machine drives // IEEE Transaction On Industry Application. Vol.30. No.l. January/February 1994.

93. Electrical drives microprocessor control system synthesis method / Braslavsky I., Ishmatov Z., Shilin S. // Speedam. Sorento (Italy). 3-5 June 1998.

94. R. Itoh, Dr. Eng. Simplified configuration of GTO current source inverter for induction motor drives // IEE PROCEEDINGS. Vol. 135. Pt B. No. 5. September 1988.

95. Radim Visinka, Leos Chalupa, Ivan Skalka. Системы управления электродвигателями на микроконтроллерах фирмы MOTOROLA. // СШР NEWS. №1 1999. С. 10-16.

96. Thomas F. Lowery, David W.Petro. Application considerations for PWM inverter-fed low-voltage induction motors // IEEE Transaction On Industry Application. Vol.30. No.2. March/April 1994.

97. Young-Real Kim, Seung-Ki Sul, Min-Ho Park. Speed sensorless vector control of induction motor using Extended Kalman Filter // Transaction On Industry Application. Vol.30. No.l. January/February 1994.