автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Система управления движением инвалидного кресла-коляски с электроприводом

На правах рукописи

Коробатов Денис Владимирович

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ИНВАЛИДНОГО КРЕСЛА-КОЛЯСКИ С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

Специальность 05 09 03 - «Электротехнические комплексы и системы»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□ОЗ 162592

Челябинск 2007

003162592

Работа выполнена на кафедре «Электромеханика и электромеханические системы» Южно-Уральского государственного университета

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Воронин Сергей Григорьевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Гизатуллин Фарит Абдулганеевич, кандидат технических наук, доцент Петрищев Сергей Александрович

Ведущая организация - Уральский государственный технический

университет, г. Екатеринбург

Защита состоится 25 октября 2007 г., в 10 часов, в ауд 1013 на заседании диссертационного совета Д212 298 05 при Южно-Уральском государственном университете по адресу. 454080, г. Челябинск, пр. им В И. Ленина, 76

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Уральского государственного университета

Автореферат разослан « 4Э » сентября 2007 г

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, просим направлять по адресу 454080, г Челябинск, пр им В И Ленина, 76, гл. корпус, Ученый совет ЮУрГУ, тел/факс. (351) 267-91-72, E-mail kdv@,susu ас ru

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

ЮС Усынин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы обусловлена необходимостью создания в нашей стране доступных транспортных средств для инвалидов (ИТС) с электроприводом. Создание ИТС быстрыми темпами происходит в США, Германии, Японии, Англии и других странах, где не только налажено серийное производство, но и существует разработка индивидуальных ИТС для конкретного человека. Однако стоимость таких ИТС составляет от 4 тысяч долларов и выше. Современное состояние отечественной промышленности позволяет реализовать выпуск относительно дешевых ИТС с электроприводом стоимостью до 1,5 тысяч долларов и создать конкуренцию аналогичным импортным изделиям. Такое производство с серийным выпуском ТС для инвалидов организовано, например, на Уфимском заводе металлических и пластмассовых изделий (УЗМПИ) и на фирме «ИНКАР» Калининград при НПО «Энергия».

В электроприводе ИТС нашли применение вентильные двигатели (ВД) или синхронные двигатели (СД) с возбуждением от постоянных магнитов, исследованные в работах И Е. Овчинникова, В.К Лозенко, С А. Петрищева, В А Лифанова, С.Г Воронина, А В. Тиманова, В.Д. Константинова и целого ряда других авторов. В большинстве работ указанных авторов описание электромагнитных процессов дается в предположении синусоидальной ЭДС вращения. Реальный электромеханический преобразователь (ЭМП), используемый в ИТС характеризуется несинусоидальной ЭДС, поэтому, существующие математические модели ЭМП в большинстве случаев не могут быть использованы при разработке алгоритмов управления электроприводом ИТС и с этой точки зрения нуждаются в уточнении.

Вопросы качества и безопасности движения ИК с электроприводом рассмотрены в работах А В Батаева, А Б. Петленко, Н.Ф Васильева, А.Л. Логинова, Аль-масуд Тауфик Авторы анализируют движение коляски с электроприводом в различных режимах, рассматривают вопросы маневренности и управляемости ИК с электроприводом, предлагают алгоритмы работы системы управления, позволяющие оптимизировать энергопотребление электропривода, рассматривают вопросы обеспечения безопасности движения ИК путем соответствующего управления двигателями. Но в этих работах недостаточно внимания уделяется особенностям работы ВД в ИТС. Например, не рассматривается вопросы влияния пульсаций момента ВД на характер движения и тяговые характеристики ИТС, хотя известно, например, что пусковой момент ВД уменьшается на величину этих пульсаций.

Ц«ль работы — обеспечение максимальной маневренности, комфортности и безопасности эксплуатации ИТС при оптимальном использовании ресурсов, выделяемых для целей управления.

Для достижения поставленной цели решаются следующие основные задачи- анализ электромагнитных процессов в ЭМП при несинусоидальной ЭДС вращения и разных способах управления, направленный на поиск оптимального алгоритма коммутаций секций В Д,

- расчет формы фазных токов ЭМП для получения максимального электромагнитного момента при любом положении ротора;

- синтез алгоритмов работы СУ, обеспечивающих максимальную маневренность и комфортность для людей с различной степенью нарушения моторных функций, с учетом ограничений, накладываемых человеком и ресурсами системы;

- математическое моделирование электромагнитных процессов, происходящих в ЭМП при несинусоидальной ЭДС, и динамических процессов движения ИКК, для подтверждения эффективности предлагаемых решений и корг рекгаости принятых допущений,

- экспериментальное исследование системы управления движением ИКК Методы исследований В работе использовались методы теории автоматического управления, приближенного решения нелинейных дифференциальных уравнений, векторного анализа, элементарных вычислений, цифрового моделирования на ЭВМ

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются результатами внедрения и эксплуатации ИТС с системой управления электроприводом, экспериментальными исследованиями и машинными (ЭВМ) экспериментами.

Научные положения и результаты, выносимые на защитуг

- результаты анализа электромагнитных процессов в электромеханическом преобразователе при несинусоидальной ЭДС вращения в режимах дискретной коммутации секций и при векторном управлении, методика расчета токов в секциях ВД, обеспечивающих максимальный электромагнитный момент, статические моментные характеристики ВД,

- математические модели ЭМП и электропривода в целом, реализованные в виде программ для ЭВМ, позволяющие имитировать статические и динамические режимы работы привода, область применения каждой из моделей,

- алгоритмы управления ИТС в различных режимах движения, сравнение разных алгоритмов с точки зрения качества управления, сложности реализации и удобства управления людьми с ограниченными возможностями,

- программная реализация алгоритмов управления с применением современных микропроцессорных средств, функциональные и принципиальные схемы электропривода, анализ преимуществ микропроцессорной реализации Научное значение результатов работы

1. Получена математическая модель ВД при несинусоидальной ЭДС вращения в координатах фазных токов, отличающаяся простотой реализации, позво-; ляющая исследовать электромагнитные процессы как при дискретной коммута-

ции секций ВД, так и в режиме векторного управления, которая может быть использована для расчета в реальном времени угла поворота и скорости вращения ротора ВД

2 Получена методика расчета фазных токов, обеспечивающих получение максимального электромагнитного момента при несинусоидальной ЭДС вращения, во всем диапазоне углов поворота ротора ВД.

3. Предложены алгоритмы управления ИКК различной степени сложности с учетом влияния электроприводов колес друг на друга, влияния случайных возмущений и влияния времени реакции человека на окружающую обстановку, позволяющие достичь оптимальных показателей по динамическим и энергетическим характеристикам движения объекта в условиях ограниченности ресурсов

Практическое значение работы

1 Получены алгоритмы управления СУ ИТС, обеспечивающие повышенную маневренность ИТС, повышающие чувство комфортности человека, улучшающие безопасность реализации режимов движения, дающие возможность применения ИКК для конкретного человека, за счет изменения программного обеспечения, а не аппаратных реализаций.

2. Создана СУ ИТС, обеспечивающая наилучшие динамические и энергетические показатели движения и обладающая гораздо меньшей стоимостью по сравнению с зарубежными аналогами.

3 Разработан комплекс программного обеспечения, включающий матема-.тические модели, программы расчета параметров моделей и алгоритмов управления, позволяющий в значительной степени формализовать процесс проектирования

Реализация результатов работы

На основе предложенных схем, алгоритмов и программного обеспечения создан электропривод инвалидного кресла-коляски БК-35, выпускаемой ОАО «Уфимский завод металлических и пластмассовых изделий» и вошедшей в список ста лучших товаров России в 2005 г.

Результаты работы внедрены в электроприводе аппарата искусственной вентиляции легких, выпускаемом ОАО «Уральский приборостроительный завод».

Материалы диссертационной работы применяются при чтении лекций в курсах «Микропроцессорные средства и системы» и «Микропроцессорная техника» для студентов специальностей 140601—«Электромеханика» и 140609-«Электрооборудование летательных аппаратов».

Апробаций работы. Основные положения работы рассматривались и обсуждались на международной молодежной научной конференции «Интеллектуальные системы управления и обработки информации» (Уфа, УГАТУ, 1999 г ); международной научно-технической конференции «XIV Бенардосовские чтения» (Иваново, ИГЭУ, 2007); П-ой Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии»' (Тольятти ТГУ, 2007); XXXVI Уральском семинаре по механике и процессам управления, (г.Миасс 2006, 2007 гг); научно-технических конференциях Южно-уральского государственного университета (Челябинск, ЮУрГУ, 1999 - 2007 гг.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 статей обшйм объемом 48 печатных страниц. На оригинальные технические решения получен патент на изобретение.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав основного текста объемом 120 страниц, заключения, списка литературы из 163 наименований, восьми приложений. Общий объем диссертации 170 страниц, включая 44 рисунка и 6 таблиц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обоснована актуальность темы, определены цели, методы исследования, научная новизна и практическая значимость, сформулированы основные положения, выносимые на защиту

В первой главе проанализировано состояние и перспективы развития ИТС на ближайшее время Показано, что в отличие от «тяжелых» транспортных средств с электроприводом (электромобили, электрокары, напольные транспортные средства, используемые в промышленности), легкие транспортные средства с электроприводом, к которым относятся инвалидные кресла-коляски (ИКК), исследованы недостаточно Приводятся конструктивная (рис 1) и функциональная (рис 2) схемы и основные характеристики современных ИКК. Обобщаются принципы построения электроприводов ИКК Рассматриваются варианты кинематических схем механической части привода, отличающиеся способом связи электродвигателя и ведущих колес. Отмечено, что в последнее время приобрели популярность так называемые «безредукторные» схемы электропривода, когда двигатель встраивается непосредственно в ведущее колесо (такая конструкция получила название «мотор-колесо»). Это оказалось возможным благодаря появлению доступных моментных дьигателей, обеспечивающих необходимые характеристики. Показано, что наиболее выгодно по соображениям конструкции, энергопотребления и управляемости, в качестве таких двигателей применять вентильные двигатели (ВД) с возбуждением от постоянных магнитов, которые в зарубежно» Литературе рассматриваются как синхронные двигатели (СД), управляемые от инвертора напряжения. Доказаны преимущества безредукторного варианта электропривода путем сравнения его с редукторными вариантами по следующим критериям

1. Управляемость и плавность хода.

2. Акустический шум

3. Возможность складывания ИКК.

4. Необходимость проведения регламентных работ.

5. Стоимость.

6. Масса.

Рис 1. Кинематическая схема ИКК. Вид в плоскости основание:

1 — рама коляски с прикрепленным оборудованием, 2,3 - поворотные рычаги крепления неуправляемых колес 4,5, б, 7 - ведущие колеса

, Рис 2 Функциональная схема электропривода;

ОУ - орган управления, ЭУУ - эчектронное управляющее устройство, ПК1, Ш5 - привод колеса, АБ - аккумуляторная батарея, ЭТ - электромагнитный тормоз, ЗГУ - зарядное

устройство '

Выделены основные особенности и проблемы, возникающие при управлении ИКК с безредукторным электроприводом на основе ВД, одна из которых — торможение и удержание ИКК на уклоне. В качестве решения проблемы рассмотрена возможность торможения двигателями. Когда потребляемый при этом ток превышает заранее установленное значение, предложено включать аварийный электромеханический тормоз, особенность которого в том, что он потребляет энергию только в момент приведения в действие, после чего механизм тормоза «защелкивается» и он не потребляет энергии

Приводится сравнение датчиков положения ротора (ДПР) и способов коммутация еекций ВД Отмечено, что при дискретной коммутации секций ДПР может быть выполнен в виде интегральных датчиков Холла, размещенных в воз! душном зазоре ВД, Такой ДПР весьма технологичен, дешев и не увеличивает га-

баритов мотор-колеса. Однако, дискретной коммутация присущ рад недостатков, один из которых — пульсации электромагнитного момента ВД, уменьшающие пусковой момент и плавность движения Величина пульсаций для идеального 3-х фазного ВД составляет около 15%, а с учетом технологических погрешностей и реактивного момента может быть гораздо больше Уменьшить пульсации момента можно с применением позиционной модуляции напряжений или токов, когда в обмотках ВД формируется система синусоидальных токов, фаза которой зависит от углового положения ротора ВД Однако в этом случае необходим гораздо более точный ДПР, который, как правило, выполняется в виде отдельного узла и существенно влияет на габариты и стоимость электропривода Развитие электронной промышленности, особенно в области высокопроизводительных микроконтроллеров, привело к развитию так называемых «бездатчиковых» алгоритмов управления синхронным ЭМП, в которых положение и частота вращения ротора рассчитываются в реальном времени с использованием математической модели ЭМП и измеряемых значений напряжений и токов в секциях ВД Однако применение бездатчиковых алгоритмов ограничено снизу значением скорости, при которой возможно косвенное измерение ЭДС вращения ЭМП Поэтому бездатчико-вые алгоритмы не могут обеспечить удержание ИКК на уклоне

Показано, что синусоидальная система токов не обеспечивает отсутствие пульсаций в реальном ЭМП, который характеризуется, как правило, несинусоидальной ЭДС вращения. Проанализированы способы получения формы токов, обеспечивающих постоянный момент ВД, которые в существующих решениях определяются, в основном, экспериментально. Указано на возможность расчета формы тока по известной форме ЭДС.

Проведен обзор современных способов управления электроприводом и рассмотрены особенности ИКК как объекта управления Сделан вывод от том, что в общем случае ИКК необходимо рассматривать как нелинейный и нестационарный объект управления, а система управления, реализуемая с использованием микропроцессорных средств, может быть отнесена к цифровым системам, характеризуемым квантованием как по времени, так и по уровню. С учетом проведенного анализа выделяется модально-инвариантное управление, т.к. оно при всей строгости синтеза позволяет построить достаточно простой (пониженного порядка) алгоритм управления нечувствительный к изменению параметров в заданном диапазоне

На основе проведенного анализа сформулированы основные требования к системе управления (СУ) движением ИКК

Вторая глава посвящена анализу электромагнитных, процессов в ЭМП при дискретной коммутации секций и в режиме векторного управления В качестве объекта исследования рассматривается 3-х фазный ВД с ротором в виде постоянного магнита цилиндрической формы, управляемый мостовым полупроводниковым коммутатором (ПК)

Особенностью приводимых автором уравнений является то, что они получены для произвольной формы ЭДС секцйи обмотки якоря, что позволяет испода-.

зовать их для формирования адекватного управления реальными ЗМП с реальным распределением индукции в зазоре.

Вывод уравнений, описывающих процессы в ЗМП в пределах межкоммутационного интервала (МКИ), проводился яри следующих основных допущениях.

1. Магнитная система машины не насыщена.

2. Величина индуктивности не зависит от угла поворота ротора.

3. Параметры секций обмотки якоря одинаковы.

4. В установившемся режиме переходный процесс в пределах каждого МКИ остается неизменным, а начальные условия периодически повторяются. Это позволит ограничиться исследованием электромагнитных процессов в пределах лишь одного МКИ.

5 Силовые элементы ГНС считались идеальными.

Закон изменения ЭДС секций определяется в зависимости от угла поворота ротора &р с помощью функции нормализованного потокосцепления &,(вр) еле-* дующим образом-

где &р = р ■ ш — угловая скорость переключения секций; р — число пар полюсов, Вр - тр • Г - угол поворота ротора в пределах МКИ;

у а 0 + — — угол между продольной осью ротора и плоскостью фазы а в начале МКИ,

а — угол, соответствующий длительности МЕИ, в — угол регулирования, или угол опережения коммутации.

Получены уравнения электромагнитных процессов для случаев 180-градусной и 120-градусной коммутации методом контурных токов. Для случая 180-градусной дискретной коммутации исходные уравнения имеют вид:

(1)

где

г - активное сопротивление фазы;

£ — индуктивность фазы с учетом взаимоиндуктивности о» других фаз.

Решение (2) относительно контурных токов после перехода г относительным единицам

1 / \

г= м, + - + е0.

(3)

где

ч. V Ч и к иб ; т-

- иб ■е^-^-е » * Т7 ' сс» иб

г/ _гг . г . -г

п

(4)

Ьэ=—Е — индуктивность эквивалентной обмотки; 3

К~—г— активное сопротивление эквивалентной обмотки.

Для упрощения формул индексы * далее опущены

Учитывается, что моментный ВД предназначен для работы при относительно низких скоростях вращения и период коммутации Т намного больше Т3, поэтому из решения (4) с целью упрощения исключается свободная составляющая, в результате, решение для контурных токов принимает вид-

12=и + ес-~(ев+е6),

{53

Электромагнитный момент ВД определен суммированием моментов сек-

-Цйй"

(6)

где *Ра, Ч*с — соответственно потожосцеплеюш фаз а, Ь, с с потоком ротода* определяемые с помощью нормализованной функции потокосцелления.

(?)

где — максимальное потоки сцеплеиие фазы статора е потоком ротора. Подставив (7) в (6) и переходя к относительным единицам, получим.

™ = + Щ (8)

Подставив в (8) решение для контурных токов (5), получим закон изменения напряжения для получения требуемого момента. Однако аналитическое выражение получается довольно громоздким Кроме тош, это выражение зависит не только от ЭДС, но и от скорости вращения. Поэтому, предлагается использовать вычисленное с помощью (8) значение электромагнитного момента ВД в алгоритме управления в качестве регулируемой координаты для получения требуемого момента при любом угле поворота ротора ВД при измерении контурных (фазных) токов

Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы

- при форме ЭДС, близкой к трапецеидальной, пульсации момента уменьшаются только при 180-градусной коммутации и ЭДС, близкой к нулю;

- с увеличением ЭДС характер пульсаций момента ВД практически не изменяется при 180-градусной коммутации;

- при 120-градусной коммутации характер пульсаций существенно зависит от ЭДС При относительном значении ЭДС около 0,4 пульсации почти исчезают.

При дискретной коммутации вектор напряжения принимает в пространстве только 6 фиксированных положений, в которых может изменяться только по амплитуде В режиме векторного управления необходимо плавно изменять как "положение, так и модуль вектора напряжения Для этого предложено использовать режим модуляции базовых векторов, т.е на МКИ переключаться с высокой частотой между двумя соседними положениями вектора и нулевыми векторами, при этом амплитуда и фаза результирующего вектора напряжения зависят исключительно от скважности включения базовых векторов (рис. 3).

Рее. 3 Базовые векторы и годограф результирующего вск-iopa напряжения: а) цвбор векторов 120° коммутации; б) набор векторов 180° коммутации

Получено выражение для средних значении контурных токов на интервале ШИМ базовых векторов:

(9)

12 = ^+ (1 - = н(2 ~ £) + ес - + е„),

где р = —---относительная длительность включения вектора с индексом х

Тшим

Доказано, что функция электромагнитного момента (8) имеет максимум для любого положения ротора, достигаемый при некотором сочетании контурных токов 1и12, удовлетворяющем (9) Поиск решения производился в обратной постановке задачи, т.е для каждого сочетания (7Ь12) находилось такое значение угла поворота ротора, при котором обеспечивается максимум (8), с последующей нормализацией (масштабированием) контурных токов для получения единичного момента При поиске использован метод половинного деления. В результате получена табличная зависимость контурных токов на МКИ от угла поворота ротора (Рис 4, б), обеспечивающая постоянный электромагнитный момент при заданной форме ЭДС (Рис: 4, а).

а) Щ

В третьей главе диссертационной работы рассматриваются математические модели и алгоритмы управления движением ШСК Модели реализованы для двух принципиально разных случаев- малая скорость и малые перемещения, когда необходимо учитывать поведение привода внутри МКИ, и большая скорость, когда ВД заменяется эквивалентным двигателем постоянного тока Структура первой модели, реализованная в среде УмБтг, представлена на рис 5 В блоке А1 по выражениям (1) формируются фазные ЭДС Еа, ЕЪ, Ее на основе вхрдных сигна-

лов угла поворота ротора Thr и угловой скорости вращения ротора w Функциональный блок А2 имитирует логику управления силовым инвертором и формирует вспомогательные сигналы управления и переключения структуры системы в моменты затухания контурных токов в режиме 120-градусной коммутации В блоке А2 реализованы все алгоритмы управления ВД алгоритм формирования заданных значений фазных токов в и алгоритм поддержания этих токов в обмотке ВД (контур регулирования тока), алгоритм выбора сектора, алгоритмы регулирования скорости и угла, наблюдатели для восстановления неизмеряемых координат и другие вспомогательные алгоритмы В блоке A3 на основе фазных ЭДС и вспомогательных сигналов vs, vs, qs а также приложенного к инвертору напряжения U производится расчет мгновенных значений контурных токов ¡¡, г2 на основе уравнений (3), а также потребляемого инвертором тока г В блоке A4 на основе полученных значений контурных токов и угла поворота ротора рассчитывается мгновенное значение электромагнитного момента т. В блоке А5 реализован расчет механических координат системы: угла поворота и скорости вращения ротора ВД

Г А2 ■ ■ • »ГШ—«и Логика

I уяраввления

Рис. Функциональная схема точной модели ВД

Сравнение результатов расчета электромагнитных процессов на модели с результатами экспериментальных исследований подтверждают адекватность разработанной модели

При высокой скорости, когда период коммутации превосходит электромеханическую постоянную привода, ВД и механика электропривода представлена упрощенной моделью (рис. 6), которая в основном повторяет модель двигателя постоянного тока, с учетом нелинейностей 6,10 и квантования по времени 11

IX

м.

-Мс

•7

JP

Еа

кФ£

10

71

<Рд,

11

Рис 6, Упрощенная схеда неизменяемей части электропривода

На основе схемы (рис .6) составлена расчетная структурная схема привода как цифровой системы (ЦС) и проанализирована асимптотическая устойчивость системы с регуляторами пропорционального и пропорционально-интегрального типов при замыкании главной обратной связи (ОС) по скорости и по углу, а также доказана предельная ограниченность движений в ДС. Показано, чго регулирова-

13

ние скорости удобнее реализовать в замкнутой по углу системе, т.к при этом приходится учитывать в основном постоянное квантование но уровню ДПР, а не переменное квантование по времени, как при замыкании ОС по скорости

На основе рассмотренных моделей синтезированы алгоритмы управления движением ИКК различных типов Наиболее простой из них — разомкнутый, когда напряжения, прикладываемые к двигателям, подчиняются соотношениям-

где Пи IIк — напряжения, прикладываемые соответственно к двигателям левого и правого ведущих колес,- иу их — сигналы, пропорциональные отклонению рукоятки управления в направлении соответственно Продольной и поперечной оси координат ИКК; кх, ку — коэффициенты, значения которых удовлетворяют ограничениям

Д©=©шах -<в0 —разность максимально допустимой и действительной скорости. Показано, что разомкнутый алгоритм обеспечивает удовлетворительное качество управления только при заднем расположении ведущих колес.

Для решения задач торможения и удержания на месте предложен нелинейный алгоритм и система с переключаемой структурой (рис 1, пат. 2171753 РФ). Суть алгоритма заключается в том, что при нормальном движении используется -вышеописанный разомкнутый алгоритм, а при отпускании рукоятки управления, после некоторой паузы, включается режим торможения и удержания обеспечиваемый контуром положения. При этом нужная динамика (отсутствие перерегулирования) обеспечивается нелинейностью в контуре управления.

Получено описание электропривода ИКК как цифровой системы в пространстве состояний с учетом дискретизации по уровню ДПР-

(Н)

(12)

где х= — вектор состояния непрерывной части 1|С,

к

Ум

■ вектор управлений;

¿о — контурный коэффициент усиления; Тм— электромеханическая постоянная времени; А=ехр(А/гТ) — матричная экспонента (сходящийся бесконечный ряд); г

В - Вно + |ехр(Ля г) Л — дискретная матрица управлений; о

Ст - [1 О]; о(/) — нелинейная статическая характеристика, учитывающая квантование по уровню, вносимое ДПР; ДкЗ — выход ЦС с учетом квантования.

Составлена программа в среде МаАСАО, позволяющая формализовать процесс перехода от описания непрерывной системы (матрицы Ац,Вн) к цифровой (матрицы А,В).

На основе полученного описания ЦС (12) синтезированы модально-инвариантный регулятор (рис. В, а), и модифицированный модальный регулятор (рис. 8, б), обеспечивающие высокое качество управления (рис. 9) при использовании дискретного ДПР Модифицированный регулятор при том же качестве процесса имеет вдвое меньший контурный коэффициент по главной координате (углу) и обеспечивает меньшую задержху реагирования на сигнал задания Даны рекомендации относительно выбора желаемых корней характеристического уравнения при модальном синтезе.

Показано, что наиболее эффективное с точки зрения статических и динамических характеристик управление, может быта организовано при восстановлении квазинепрерывных значений координат состояния с помощью наблюдателя по измеряемым дискретным координатам. При этом наблюдатель используется в качестве фильтра и, одновременно, эталонной модели, и обеспечивает информацию о состоянии в промежутках между поступлением информации с дискретных датчиков.

Синтезирована ЦС с цифровым фильтром и модальным регулятором, уравнения шторой имеют вид. \х[к +1] =

х[к +1} = .4%! +Я4*] + £ {у[к +1} - ¿т[Лх[к] + £«{*]]}, и[к]~Кх[к} + К^{к],

где — вход фильтра; с! — матрица входа фильтра;

— вектор оценок наблюдаемых координат; £{...}— весовая матрица, учитывающая вновь поступившее измерение; вектор коэффициентов модального регулятора по координатам ЦС;

(13)

К(1 — коэффициент модального регулятора по управлению; g[k\ — вектор воздействий.

В результате синтеза и преобразований (13) получены алгоритм и структура регулятора (рис. 10) и наблюдателя (рис 11)

Результаты моделирования регулятора с наблюдателем и результаты эксперимента приведены на рис 12.

Приводится сравнение полученных алгоритмов Даны рекомендации по выбору алгоритма управления для конкретного пользователя в зависимости от его возможностей и пожеланий

Л01 ичеекйй узел, 11 - управляемый переключатель, 12 -пульт управления, 13 - задатчик интенсивности* 14-тормоз, 15-управляемый ключ; 16-интегратор, 17-детектор направления, 18—элемент задержки; 19 - умножитель; 20 - измеритель периода, 21 - элемен г выделения минимума, 22 - нелинейный элемент» 23 - аварийный источник питания; 24,28 - реле напряжения, 2? - источник питания.

а) б)

Рис. 8. Модальный (а) и мадифпцнрованный модальный (б) регуляторы

Рис 9. Процессы разгона в торможения в системе с модальным (а) и модифицированным модальным (б) регулятором.

5 Ки -*->иа1

9 Ки т>иа2

Рис Ы. Структура регулятора с наблюдателем: Н1, Ю-—наблюда1«ли

-><»н

Ца—5 042

юд—01 Фд

042—-) 0,005

п щ _I

г+1

2-0,99

>,01

1

г+0 99

-><Рн

Рис. 11. Структура наблюдателя

V, км/ч е

4

2 0 -2

О 2 4 6 8 t, с

Рис, 12. Процесс регулирования скорости в систсче с наблюдателе«

В четвертой главе рассматривается реализация системы управления, экспериментальные исследования и опыт эксплуатации ЙКК. Обоснован выбор в качестве элементной базы микроконтроллеров фирмы Atme! Описаны преимущества микропроцессорной реализации, позволяющей без изменения принципиальной схемы изменять как алгоритмы работы СУ, так и весь комплекс настроек и параметров, обеспечивая, таким образом, настройку ИКК под конкретного человека Показано, что размещение ПК непосредственно в ступице ведущего колеса придает конструкции ИКК целый ряд преимуществ-освобождается ранее занимаемое пространство, сокращается количество токоподводов, снижается уровень электромагнитного излучения, упрощается процесс складывания, итд. Описаны основные особенности принципиальных схем ПК и СУ. Приводятся результаты измерения потребляемого тока, .мощности, максимальной скорости и ускорения торможения, результаты определения радиуса разворота и ширины поворота, а также результаты проверки эффективности тормозной системы и определения угла преодолеваемого подъема-Анализ результатов экспериментов позволяет сделать следующие выводы

- среднее потребление энергии при проведении измерений по ГОСТ Р 5092496 составляет 163 Вт ч,

- применение векторного управления снижает потери энергии в среднем лишь на 5%, однако обеспечивает увеличение пускового момента ВД и увеличение угла преодолеваемого ИКК подъема с 7° до 10°;

- торможение с помощью двигателей -удовлетворяет требованиям ГОСТ Р ИСО 7176-3-96 при потерях энергии, не превышающих потери на включение и отключение электромагнитной муфты, блокирующей вал двигателя;

- предложенные алгоритмы обеспечивают высокую маневренное ИКК (радиус разворота составил 845 мм, ширина поворота 2340 мм),

- одной зарядки аккумуляторных батарей достаточно для совершения 22 км пробега,

У 1 1 1

/

/ \

— алгоритмы управления движением обеспечивают комфортное и быстрое реагирование электропривода ИКК на сигналы управления (отклонение рукоятки управления) и высокое качество регулирования;

- в режиме удержания иногда наблюдаются колебания ИКК с максимальной амплитудой около 1,5 —2 см, которые не создают неудобств для пользователя

Приведены результаты экспериментального сравнения алгоритмов управления движением ИКК. Отмечено, что при разомкнутом принципе регулирования, удовлетворительное качество управления обеспечивается только при заднем расположении ведущих колес. Наилучшие результаты получены с использованием алгоритма модального управления с цифровым фильтром-наблюдателем. При этом отмечена высокая точность поддержания выбранной траектории движения, обеспечиваемая элементами СУ, отвечающими за курсовую устойчивость.

Таким образом, результаты экспериментальных исследований доказывают правильность примененных решений На основе рассмотренных в работе принципов построения, алгоритмов и программ работы СУ создан электропривод серийно выпускаемой ОАО «Уфимский завод металлических и пластмассовых изделий» ИКК БК-35. Рассмотрены результаты эксплуатации выпущенных ИКК, из которых следует, что результаты данной работы обеспечивают высокую надежность и отличные эксплуатационные характеристики ИКК. Одна из выпущенных ИКК находилась под наблюдением и сопровождалась специалистами кафедри электромеханики и электромеханических систем ЮУрГУ. Приводятся данные об отказах и доработке отказавших узлов.

Полученные алгоритмы и программы внедрены в электроприводе аппарата искусственной вентиляции легких, выпускаемом ОАО «Уральский приборостроительный завод», а также использованы в координатных приводах станков с ЧПУ и в безредукторном интеллектуальном электроприводе для управления запорной арматурой, разработанном на кафедре электромеханики и электромеханических систем ЮУрГУ. Во всех случаях требовалось обеспечить высокую точность позиционирования, плавность вращения, получение регулируемого момента двигателя при использовании дискретных ДПР в виде датчиков Холла, размещенных в воздушном зазоре ЭМП

Результаты данной работы используются при чтении лекций по курсам «Микропроцессорные средства и системы», «Микропроцессорная техника» для специальностей 140601 «Электромеханика», 140609 «Электрооборудование летательных аппаратов» на кафедре электромеханики и электромеханических систем ЮУрГУ.

Приложения к диссертационной работе. В приложении 1 представлена программа расчета формы фазных токов, обеспечивающих постоянный электромагнитный момент, на основе заданной формы ЭДС. В приложении Ъ приведена программа пересчета матриц описания объекта а пространстве состояний из непрерывной в цифровую форму. В приложениях 3,4,5 представлены принципиальные схемы соответственно электропривода, полупроводникового ^оммутатора

к пульта управления. В приложениях 6, 7 приводятся программы соответственно микроконтроллеров полупроводникового коммутатора и пульта управления В приложении 8 представлены документы о внедрении результатов работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена актуальная научно-техническая задача синтеза управления электроприводом инвалидного кресла-коляски с повышенными эксплуатационными характеристиками (маневренностью, комфортностью, безопасностью эксплуатации) при ограниченности ресурсов и неполной информации об объекте. Основные результаты работы сводятся к следующим положениям'

1 На основании анализа электромагнитных процессов предложена методика расчета фазных токов ВД при произвольной форме ЭДС, обеспечивающих максимальный электромагнитный момент ВД

2. Предложена методика вычисления мгновенных значений электромагнитного момента ЭМП на МКИ з координатах фазных токов, вместо распространенной методики обобщенного двухфазного ЭМП, значительно упрощающая вычисления в реальном времени.

3 Предложены алгоритмы коммутации секций ЭМП и алгоритмы управления электроприводом для разных категорий пользователей, обеспечивающие выполнение требований электропривода с ВД при использовании в качестве датчика обратной связи дискретного ДПР

4. Составлены управляющие программы для микроконтроллеров блока управления двигателем и пульта управления, реализующие алгоритмы коммутации секций и алгоритмы управления движением ИКК.

5. Разработан комплекс программного обеспечения, позволяющий проводить имитационное моделирование на ЭВМ динамических процессов в приводе Комплекс включает в себя расчет электромагнитных процессов в ЭМП и процессов управления с различной структурой привода, в том числе с переключаемой, и учитывает особенности объекта управления и внешние возмущающие воздействий Наличие такого комплекса позволяет в значительной степени формализовать процесс проектирования

6. На основе предложенных схем, алгоритмов и программного обеспечения создан электропривод ИКК БК-35, выпускаемого ОАО «Уфимский завод металлических и пластмассовых изделий» и вошедшего в список ста лучших товаров России в 2005 г. Результаты теоретических исследований, принципиальные схемы и алгоритмы приняты к внедрению в учебный процесс ЮУрГУ в курсах «Микропроцессорная техника» и «Микропроцессорные средства и системы».

Научные публикации во теме диссертации в изданиях ВАК

1. Воронин, С Г. Электропривод инвалидной коляски принципы построения и проблемы реализации / С Г Воронин, Д В, Коробатов, А И Согрин // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика» -2001 -вып 1 - №4(04) -С. 84-88

2 Воронин, СТ. Векторное управление вентильного 1 электропривода / С Г. Воронин, Д В Коробатов, В В Запунный, П О Шабуров // Вестник ЮУрГУ Серия «Энергетика» -2004 - вып 5,- №4(33) - С 11-15

3. Коробатов, Д В Способы реализации векторного управления вентильным электродвигателем / Д В Коробатов, Н Ю. Сидоренко // Вестник ЮУрГУ Серия «Энергетика» -2004 - вып 5 - №4(33) -С 84-88

Другие научные публикации по теме диссертации

1, Воронин, С Г Электропривод запорной арматуры / С Г Воронин, ДВ Коробатов, ПО Шабуров // Наука и технологии труды XXV Российской щколы и XXXV Уральского семинара, посвященных 60-летию Победы - М.. РАН, 2005 - С 400—407.

2 Воронин, С Г Стенд для проверки электроприводов запорной арматуры / С Г Воронин, Д В Коробатов, П О Шабуров // Механика и процессы управления труды XXXVI уральского семинара. - Екатеринбург УрО РАН, 2006 - Т 1 - С 303-309.

3 Коробатов, Д В Цифровая система управления движением инвалидного кресла-коляски / Д В Коробатов // Интеллектуальные системы управления и обработки информации тезисы докл науч-тех конф - Уфа . УГАТУ, 1999 - С 3234.

4 Коробатов, Д.В. Торможение безредукторного электропривода с вентильным электродвигателем / Д.В Коробатов, С Г Воронин // Электротехнические системы и комплексы, межвузовский сб науч, тр / Под ред С И Лукьянова — Магнитогорск МГТУ, 2000. - Вып. 6. - С 45-51

5 Коробатов, Д В Унифицированные вентильные электроприводы учебных стендов «Станки с ЧПУ» с микропроцессорным управлением / ДВ Коробатов, П Г Мазеин, А.Н Серебряков // Прогрессивные технологии в машиностроении сб науч тр -Челябинск: Изд-воБОурГУ, 2003.-С 108-112

6 Коробатов, Д В Методика уменьшения пульсаций момента вентильного двигателя при несинусоидальном распределении поля / ДВ Коробатов, С.Г Воронин 11 Механика и процессы управления, труды XXXVI уральского семинара. - Екатеринбург. УрО РАН, 2006 - Т. 1 -С-284-291

7. Пат 2171753 Российская Федерация, МГЖ7 В 60 Ь 15/00 Транспортное средство с электротягой / С Г Воронин, Д В Коробатов,, Е И. Кощеев, Г Н Посохов, А В. Тиманов - №2000100236/28, заявл 05 01 2000, опубл 10 08 01, Бюл. № 22. - 7 с

Коробатов Денис Владимирович

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ИНВАЛИДНОГО КРЕСЛА-КОЛЯСКИ С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

Специальность 05.09 03 - «Электротехнические комплексы и системы»

у

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

/

Издательство Южно-Уральского государственного университета

Подписано в печать 06.09.2007. Формат 60><84 1Д6. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,16. Уч. -йзд л. 1 Тираж 80 экз. Заказ 318/3 51.

Отпечатано в типографии Издательства ЮУрГУ. 454080, г Челябинск, ,пр. им. Ленина. 76.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ИТС И ТРЕБОВАНИЯ К УПРАВЛЕНИЮ

1.1 Состояние и перспективы развития ИТС с электроприводом.

1.2 Функциональная и кинематическая схема привода.

1.3 Источник питания

1.4 Электродвигатель

1.5 Система управления электроприводом.

1.6 Требования к системе управления.

1.7 Выводы по главе

2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ВД ПРИ РАЗНЫХ СПОСОБАХ УПРАВЛЕНИЯ

2.1 Общие замечания

2.2 Принятые допущения.

2.3 Предварительные соотношения.

2.4 Статические характеристики при дискретной коммутации.

1.1.1 180-градусная коммутация.

1.1.2 120 - градусная коммутация.

2.5 Статические характеристики при векторном управлении.

1.1.3 Набор базовых векторов 180-градусной коммутации.

1.1.4 Набор базовых векторов 120-градусной коммутации.

2.6 Учет факторов, влияющих на момент ВД.

2.7 Результаты и выводы по главе.

3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА И АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ

3.1 Общие замечания

3.2 Математическая модель привода при малой скорости.

3.3 Модель электропривода при больших перемещениях.

3.4 Электропривод ИКК как цифровая система.

3.5 Управление электроприводом в разомкнутой системе.

3.6 Управление в контуре регулирования положения при торможении и удержании на месте.

3.7 Управление скоростью в замкнутой системе.

3.8 Управление скоростью в замкнутой по положению системе.

3.9 Модальное управление при дискретном векторе состояния.

3.10 Модифицированный дискретно-модальный регулятор.

3.11 Восстановление непрерывных координат состояния по измеренным дискретным значениям.

3.12 Выводы по главе

4. РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УРАВЛЕНИЯ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ

ИССЛЕДОВАНИЯ. ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ

4.1 Выбор элементной базы.

4.2 Размещение узлов электропривода.

4.3 Принципиальная схема электропривода.

4.4 Испытания ИКК и опыт эксплуатации.

1.1.5 Измерение потребляемого тока и мощности.

1.1.6 Определение эффективности рабочей и автоматической тормозной системы.

1.1.7 Определение максимальной скорости, ускорения и торможения.

1.1.8 Определение минимального радиуса поворота и минимальной ширины разворота.

1.1.9 Определение угла преодолеваемого подъема.

1.1.10 Сравнение алгоритмов управления.

1.1.11 Опыт эксплуатации

4.5 Выводы и заключительные положения.

Актуальность работы обусловлена необходимостью создания в нашей стране доступных транспортных средств для инвалидов (ИТС) с электроприводом. Создание ИТС быстрыми темпами происходит в США, Германии, Японии, Англии и других странах, где не только налажено серийное производство, но и существует разработка индивидуальных ИТС для конкретного человека. Однако стоимость таких ИТС с электроприводом составляет от 4 тысяч долларов и выше. Современное состояние отечественной промышленности позволяет реализовать выпуск относительно дешевых ИТС с электроприводом стоимостью до 1,5 тысяч долларов и создать конкуренцию аналогичным импортным изделиям. Такое производство с серийным выпуском ТС для инвалидов организовано, например, на Уфимском заводе металлических и пластмассовых изделий (УЗМПИ) и на фирме «ИНКАР» Калининград при НПО «ЭНЕРГИЯ».

В электроприводе ИТС нашли применение вентильные двигатели (ВД) или синхронные двигатели (СД) с возбуждением от постоянных магнитов, исследованные в работах И.Е. Овчинникова, В.К. Лозенко, С.А. Петрищева, В.А. Лифанова, С.Г. Воронина, А.В. Тиманова, В.Д. Константинова и целого ряда других авторов. В большинстве работ указанных авторов описание электромагнитных процессов дается в предположении синусоидальной ЭДС вращения. Реальный электромеханический преобразователь (ЭМП), используемый в ИТС характеризуется несинусоидальной ЭДС, поэтому, существующие математические модели ЭМП в большинстве случаев не могут быть использованы при разработке алгоритмов управления электроприводом ИТС и с этой точки зрения нуждаются в уточнении.

Вопросы качества и безопасности движения РЖ с электроприводом рассмотрены в работах А.В. Батаева, А.Б. Петленко, Н.Ф. Васильева, А.Л. Логинова, Аль-масуд Тауфик. Авторы анализируют движение коляски с электроприводом в различных режимах, рассматривают вопросы маневренности и управляемости ИК с электроприводом, предлагают алгоритмы работы системы управления, позволяющие оптимизировать энергопотребление электропривода, рассматривают вопросы обеспечения безопасности движения ИК, путем соответствующего управления двигателями. Но в этих работах недостаточно внимания уделяется особенностям работы ВД в ИТС. Например, не рассматривается вопросы влияния пульсаций момента ВД на характер движения и тяговые характеристики ИТС, хотя известно, например, что пусковой момент ВД уменьшается на величину этих пульсаций.

Цель работы — обеспечение максимальной эффективности, маневренности, комфортности и безопасности эксплуатации ИКК при оптимальном использовании ресурсов, выделяемых для целей управления.

Для достижения поставленной цели решаются следующие основные задачи:

- анализ электромагнитных процессов в ЭМП при несинусоидальной ЭДС вращения и разных способах управления, направленный на поиск оптимального алгоритма коммутаций секций ВД;

- расчет формы фазных токов ЭМП для получения максимального электромагнитного момента при любом положении ротора;

- синтез алгоритмов работы СУ, обеспечивающих максимальную маневренность и комфортность для людей с различной степенью нарушения моторных функций, с учетом ограничений, накладываемых человеком и ресурсами системы;

- математическое моделирование электромагнитных процессов, происходящих в ЭМП при несинусоидальной ЭДС, и динамических процессов движения ИКК, для подтверждения эффективности предлагаемых решений и корректности принятых допущений;

- экспериментальное исследование системы управления движением ИКК.

Методы исследований. В работе использовались методы теории автоматического управления, приближенного решения нелинейных дифференциальных уравнений, векторного анализа, элементарных вычислений, цифрового моделирования на ЭВМ.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректным использованием методов расчета статических и динамических процессов в математических и компьютерных моделях при общепринятых допущениях, результатами внедрения и эксплуатации ИТС с системой управления электроприводом, экспериментальными исследованиями и машинными (ЭВМ) экспериментами.

Научные положения и результаты, выносимые на защиту:

- результаты анализа электромагнитных процессов в электромеханическом преобразователе при несинусоидальной ЭДС вращения в режимах дискретной коммутации секций и при векторном управлении, методика расчета токов в секциях ВД, обеспечивающих максимальный электромагнитный момент, статические моментные характеристики ВД;

- математические модели ЭМП и электропривода в целом реализованные в виде программ для ЭВМ, позволяющие имитировать статические и динамические режимы работы привода, область применения каждой из моделей;

- алгоритмы управления ИТС в различных режимах движения, сравнение разных алгоритмов с точки зрения качества управления, сложности реализации и удобства управления людьми с ограниченными возможностями;

- программная реализация алгоритмов управления с применением современных микропроцессорных средств, функциональные и принципиальные схемы электропривода, анализ преимуществ микропроцессорной реализации.

Научное значение результатов работы.

1. Получена математическая модель ВД при несинусоидальной ЭДС вращения в координатах фазных токов, отличающаяся простотой реализации, позволяющая исследовать электромагнитные процессы как при дискретной коммутации секций ВД, так и в режиме векторного управления, которая может быть использована для расчета в реальном времени угла поворота и скорости вращения ротора ВД.

2. Предложена методика расчета фазных токов, обеспечивающих получение максимального электромагнитного момента при несинусоидальной ЭДС вращения, во всем диапазоне углов поворота ротора ВД.

3. Предложены алгоритмы управления ИКК различной степени сложности с учетом влияния электроприводов колес друг на друга, влияния случайных возмущений и влияния времени реакции человека на окружающую обстановку, позволяющие достичь оптимальных показателей по динамическим и энергетическим характеристикам движения объекта в условиях ограниченности ресурсов.

Практическое значение работы.

1. Получены алгоритмы управления СУ ИТС, обеспечивающие повышенную маневренность ИТС, повышающие чувство комфортности человека, улучшающие безопасность реализации режимов движения, дающие возможность применения ИКК для конкретного человека, за счет изменения программного обеспечения, а не аппаратных реализаций.

2. Создана СУ ИТС, обеспечивающая наилучшие динамические и энергетические показатели движения и обладающая гораздо меньшей стоимостью по сравнению с зарубежными аналогами.

3. Разработан комплекс программного обеспечения, включающий математические модели, программы расчета параметров моделей и алгоритмов управления, позволяющий в значительной степени формализовать процесс проектирования.

Реализация результатов работы

На основе предложенных схем, алгоритмов и программного обеспечения создан электропривод инвалидного кресла-коляски БК-35, выпускаемой ОАО «Уфимский завод металлических и пластмассовых изделий» и вошедшей в список ста лучших товаров России в 2005 г.

Результаты работы внедрены в электроприводе аппарата искусственной вентиляции легких, выпускаемом ОАО «Уральский приборостроительный завод».

Материалы диссертационной работы применяются при чтении лекций в курсах «Микропроцессорные средства и системы» и «Микропроцессорная техника» для студентов специальностей 140601 «Электромеханика» и 140609 «Электрооборудование летательных аппаратов».

Апробация работы. Основные положения работы рассматривались и обсуждались:

- на международной молодежной научной конференции «Интеллектуальные системы управления и обработки информации», Уфа, УГАТУ, 1999г.

- на международной научно-технической конференции «XIV Бенардосовские чтения», Иваново, ИГЭУ, 2007.

- на П-ой Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии», Тольятти ТГУ, 2007.

- на XXXVI Уральском семинаре по механике и процессам управления, г. Миасс 2006, 2007 гг.

- на научно-технических конференциях ЮУрГУ в 1999-2007 г.г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 статей общим объемом 48 печатных страниц. На оригинальные технические решения получен патент на изобретение.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав основного текста объемом 120 страниц, заключения, списка литературы из 163 наименований, восьми приложений. Общий объем диссертации 170 страниц, включая 44 рисунка и 6 таблиц.

Основные результаты работы сводятся к следующим положениям:

1. На основании анализа электромагнитных процессов предложена методика расчета фазных токов ВД при произвольной форме ЭДС, обеспечивающих максимальный электромагнитный момент ВД.

2. Предложена методика вычисления мгновенных значений электромагнитного момента ЭМП на МКИ в координатах двух фазных токов, вместо распространенной методики обобщенного двухфазного ЭМП, значительно упрощающая вычисления в реальном времени.

3. Предложены алгоритмы коммутации секций ЭМП и алгоритмы управления электроприводом для разных категорий пользователей, обеспечивающие выполнение требований электропривода с ВД при использовании в качестве датчика обратной связи дискретного ДПР.

4. Составлены управляющие программы для микроконтроллеров блока управления двигателем и пульта управления, реализующие алгоритмы коммутации секций и алгоритмы управления движением ИКК.

5. Разработан комплекс программного обеспечения, позволяющий проводить имитационное моделирование на ЭВМ динамических процессов в приводе. Комплекс включает в себя расчет электромагнитных процессов в ЭМП и процессов управления с различной структурой привода, в том числе с переключаемой, и учитывает особенности объекта управления и внешние возмущающие воздействий. Наличие такого комплекса позволяет в значительной степени формализовать процесс проектирования.

6. На основе предложенных схем, алгоритмов и программного обеспечения создан электропривод ИКК БК-35, выпускаемого ОАО «Уфимский завод металлических и пластмассовых изделий» и вошедшего в список ста лучших товаров России в 2005 г. Результаты теоретических исследований, принципиальные схемы и алгоритмы приняты к внедрению в учебный процесс ЮУрГУ в курсах «Микропроцессорная техника» и «Микропроцессорные средства и системы».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Аль-Масуд Тауфик Индивидуальное транспортное средство с электроприводом и емкостным накопителем энергии: автореф. дис. . канд. тех. наук / Тауфик Аль-Масуд; МАМИ. М., 1995. - 16 с.

2. Анализ и оптимальный синтез на ЭВМ систем управления / Под ред. А.А. Воронова и И.А. Орурка. М.: Наука, 1984. - 390 с.

3. Афанасьев, A.M. Электролитический конденсатор двойного слоя /

4. A.M. Афанасьев, И.Е Михайленко, И.В. Стригущенко // Электротехнические системы транспортных средств и их роботизированных производств: тез. докл. на-учн.-техн. конф. М.: НПО «Автоэлектроника», 1995. - с. 60-63.

5. Байрыева, Л.С. Электрическая тяга: городской наземный транспорт: учебник для техникумов / Л.С. Байрыева, В.В. Шевченко. М. : Транспорт, 1986. -206 с.

6. Баранов, В.Н. Применение микроконтроллеров AVR: схемы, алгоритмы, программы / В.Н. Баранов. М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2004. - 288 с.

7. Батаев, А.В. Биотехническая система управления инвалидным электротранспортным средством : автореф. дис. . канд. тех. наук / А.В. Батаев; СпбГТУ. Спб., 1996.- 16 с.

8. Белов, А.В. Конструирование устройств на микроконтроллерах / А.В. Белов. СПб.: Наука и Техника, 2005. - 256 с.

9. Бесекерский, В.А. Цифровые автоматические системы /

10. B.А. Бесекерский. М.: Наука, 1976. - 418 с.

11. Бесекерский, В.А. Микропроцессорные системы автоматического управления / В.А. Бесекерский и др. М.: Машиностроение, 1989. - 292 с.

12. Бесконтактный автономный электропривод для индивидуальных транспортных средств инвалидов // Отчет по НИР, ЮУрГУ, г. Челябинск. № 2; 1997.

13. Борцов, Ю.А. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением / Ю.А. Борцов, Н.Д. Поляхов, В.В. Путов. JL: Энергоатомиз-дат, 1984.-408 с.

14. Браммер, К. Фильтр Калмана-Бьюси. / К. Браммер, Г. Зиффлинг М.: Наука, 1982.-262 с.

15. Бродин, В.Б. Системы на микроконтроллерах и БИС программируемой логики / В.Б. Бродин, А.В. Калинин. М.: ЭКОМ, 2002. - 154 с.

16. Бусыгин, Б.Л. Электромобили / Б.Л.Бусыгин. М.: МАДИ, 1979. —72 с.

17. Бут, Д.А. Накопители энергии / Д.А. Бут, Б.П. Алиевский, С.Р. Мизю-рин, П.В. Васюкевич. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 400 с.

18. Быстрозарядные тяговые и стартерные батареи сверхъемких конденсаторов: новые экологически чистые источники энергии // Проспект фирмы ЭСМА. Москва, 1996. - 16 с.

19. Варпетян, B.C. Исследование режимов работы и характеристик электрооборудования автономных электроподвижных установок с аккумуляторным питанием: автореф. дис. канд. тех. наук / B.C. Варпетян; ЛЭТИ. Л., 1977. - 20 с.

20. Васильев, Н.Ф. Микропроцессорная система управления полноприводной инвалидной коляской / Н.Ф. Васильев, А.Л. Логинов, А.В. Батаев // Электротехника. 1994. - № 11. - С. 32-34.

21. Воронин, С.Г. Электропривод летательных аппаратов: конспект лекций / С.Г. Воронин. — Челябинск: ЧГТУ, 1995. — Ч. 1. 110 с.

22. Воронин, С.Г. Управляемый электропривод: конспект лекций / С.Г. Воронин. — Челябинск : ЧГТУ, 1996. — Ч. 2. 64 с.

23. Воронин, С.Г. Проблемы создания надежных и безопасных транспортных средств для инвалидов / С.Г Воронин, Е.И. Кощеев, Г.Н. Посохов, А.В. Тиманов // Электротехнические комплексы автономных объектов: тезисы докл. науч-тех. конф. -М.: МЭИ, 1997. С. 34-36.

24. Воронин, С.Г. Упрощенная динамическая модель вентильного двигателя / С.Г. Воронин, А.Р. Кузьмичев // Неоднородные конструкции: сб. науч. тр. -Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 1998. С. 19-23.

25. Воронин, С.Г. Управление коммутацией вентильного двигателя по сигналам ЭДС вращения / С.Г. Воронин // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». -2001.-вып. 1.- №4(04).- С. 77-83.

26. Воронин, С.Г. Электропривод инвалидной коляски: принципы построения и проблемы реализации / С.Г. Воронин, Д.В. Коробатов, А.И. Согрин // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2001. - вып. 1. - № 4(04). - С. 84-88.

27. Воронин, С.Г. Динамика гироскопических систем с учетом нелинейно-стей электроприводов: монография / С.Г. Воронин, С.А. Уфимцев. Челябинск-Екатеринбург : Изд-во ЮУрГУ, 2002 - 169 с.

28. Воронин, С.Г. Векторное управление вентильного электропривода / С.Г. Воронин, Д.В. Коробатов, В.В. Запунный, П.О. Шабуров // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2004. - вып. 5. - № 4(33). - С. 11-15.

29. Воронин, С.Г. Электропривод запорной арматуры / С.Г. Воронин, Д.В. Коробатов, П.О. Шабуров // Наука и технологии: труды XXV Российской школы и XXXV Уральского семинара, посвященных 60-летию Победы. М.: РАН, 2005. - С. 400-407.

30. Воронин, С.Г Стенд для проверки электроприводов запорной арматуры / С.Г. Воронин, Д.В. Коробатов, П.О. Шабуров // Механика и процессы управления: труды XXXVI уральского семинара. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. -Т. 1.-С. 303-309.

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

32. Голубцов, М.С. Микроконтроллеры AVR: от простого к сложному / М.С. Голубцов, А.В. Кириченкова. Изд.2-е, испр. и доп. М.: СОЛОН-Пресс, 2004.-304 с.

33. ГОСТ Р 15.013-94. Система разработки и постановки продукции на-производство. Медицинские изделия. -М.: Издательство стандартов, 1994. 31 с.

34. ГОСТ 30324.0-95. Изделия медицинские электрические. Общие требования безопасности. -М.: Издательство стандартов, 1995. Ч. 1.-31 с.

35. ГОСТ 30372-95. Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения. М.: Издательство стандартов, 1995. - 16 с.

36. ГОСТ 30474-96. Кресла-коляски. Методы определения габаритных размеров, массы, минимального радиуса поворота и минимальной ширины разворота. М.: Издательство стандартов, 1996. - 7 с.

37. ГОСТ Р ИСО 7176-10-96. Кресла-коляски с электроприводом. Методы испытаний для определения возможности преодоления препятствий. М.: Издательство стандартов, 1996. - 5 с.

38. ГОСТ Р ИСО 7176-3-96. Кресла-коляски. Методы испытаний для определения эффективности действия тормозной системы. М.: Издательство стандартов, 1996. - 6 с.

39. ГОСТ 30473-96. Кресла-коляски. Метод определения статической устойчивости. М.: Издательство стандартов, 1996. - 7 с.

40. ГОСТ Р 50732-95. Кресла-коляски с электроприводом. Методы определения максимальной скорости, ускорения и торможения, М.: Издательство стандартов, 1995. - 5 с.

41. ГОСТ Р 50924-96. Кресла-коляски с электроприводом. Методы испытаний для определения потребляемой электрической энергии. М.: Издательство стандартов, 1996. - 7 с.

42. ГОСТ Р 50925-96. Кресла-коляски с электроприводом. Методы климатических испытаний. М.: Издательство стандартов, 1996. - 3 с.

43. Гулиа, Н.В. Накопители энергии / Н.В. Гулиа. М. : Наука, 1980.220 с.

44. Гультяев, А.Н. Разработка и исследование электрической трансмиссии аккумуляторного электромобиля с тяговым вентильным двигателем: автореф. дис. . канд. тех. наук / А.Н. Гультяев; НГУ. Новосибирск, 1986. - 16 с.

45. Гурьянов, Д.И. Автономные источники питания напольного внутризаводского электротранспорта / Д.И. Гурьянов, В.И. Строганов, С.А. Пионтковская,

46. A.К. Романов // Наука производству. 2001. - № 7(45). - С. 29-32.

47. Деревицкий, Д.П. Прикладная теория дискретных адаптивных систем управления / Д.П. Деревицкий, A.JI. Фрадков. -М.: Наука, 1981. -418 с.

48. Джури, Э. Импульсные системы автоматического регулирования / Э. Джури. М.: Физматгиз, 1963. -396 с.

49. Елисеев, В.Д. Модально-инвариантные системы управления /

50. B. Д. Елисеев//Автоматика и телемеханика, 1978.-№11.-С. 14-18.

51. Изерман, Р. Цифровые системы управления / Р. Изерман. М.: Мир, 1984.-480 с.

52. Инвалидная техника. На рубеже веков .-http://www.dobrota.ru/info/info3.htm.

53. Ильинский, Н.Ф. Вентильно-индукторный привод для легких электрических транспортных средств / Н.Ф. Ильинский, М.Г. Бычков // Электротехника.-2000. №2.-С. 28-31.

54. Ильинский, Н.Ф. Общий курс электропривода: для электротехн. и электроэнерг. спец. вузов / Н.Ф. Ильинский, Козаченко В.Ф. М.: Энергоатомиз-дат.- 1992.-543 с.

55. Каханер, Д. Численные методы и программное обеспечение / Д. Каханер, К. Моулер, С. Нэш. М.: Мир, 1998. - 137 с.

56. Кенио, Т.С. Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами / Т. Кенио, С. Нагамори; пер. с англ. М.: Энергоиздат, 1989. - 184 с.

57. Клиначёв, Н. В. Моделирование систем в программе VisSim: Справочная система / Н.В. Клиначёв. http://vissim.nm.ru/vsmhlpru.zip, http://vissim.nm.ru/help/vissim.htm. - Челябинск, 2002.

58. Клиначёв Н. В. Теория систем автоматического регулирования и управления: Учебно-методический комплекс. http://vissim.nm.ru/tau lec.html. -Челябинск, 2004.

59. Ключев, В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов / В.И. Ключев. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 560 с.

60. Козаченко, В.Ф. Основные тенденции развития встроенных систем управления двигателями и требования к микроконтроллерам / В.Ф Козаченко // Chip News. 1999. - № 5. - С. 24-29.

61. Копылов, И.П. Математическое моделирование электрических машин / И.П. Копылов. М.: Высшая школа, 2001. - 327 с.

62. Коробатов, Д.В. Цифровая система управления движением инвалидного кресла-коляски / Д.В. Коробатов // Интеллектуальные системы управления и обработки информации: тезисы докл. науч-тех. конф. Уфа.: УГАТУ, 1999. - С. 32-34.

63. Коробатов, Д.В. Способы реализации векторного управления вентильным электродвигателем / Д.В. Коробатов, Н.Ю. Сидоренко // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2004. - вып. 5. - № 4(33). - С. 84-88.

64. Кресло-коляска 1.437 «АКЦЕСС 2». -http://www.meyra.ru/docs/17/.

65. Кресло-коляска 1.850 «ОЙРОЧЕР». -http://www.meyra.ru/docs/13/.

66. Кресло-коляска 1.850 «ДУО 2». http://www.meyra.ru/docs/33/.

67. Кресло-коляска 1.879 «ОФФЕНС». -http://www.meyra.ru/docs/40/.

68. Кузовков, Н.Т. Модальное управление и наблюдающее устройство / Н.Т. Кузовков. -М.: Машиностроение, 1976.-218 с.

69. Куо, Б. Теория и проектирование цифровых систем управления: Пер. с англ. / Б. Куо. М.: Машиностроение, 1986. - 448 с.

70. Лидоренко, Н.С. Электромобили / Н.С. Лидоренко, Г.Ф. Мучник, Ю.С. Бортников и др. -М.: ВНТИЦентр, 1984.

71. Литюга, A.M. Теоретические основы построения эффективных АСУ ТП: Конспект лекций / А.М Литюга, Н.В. Клиначёв, В.М. Мазуров. -http://vissim.nm.ru/autoreg.zip. Тула, Челябинск, 2002. - 703 файла, ил.

72. Лобцов, А.И. Разработка способов повышения энергетической эффективности электромобилей с аккумуляторными энергоустановками : автореф. дис. . канд. тех. наук/ А.И. Лобцов; МАМИ. М., 1980. - 18 с.

73. Логачев, В.Н. Электропривод электромобиля с комбинированной энергоустановкой и его эффективность: дис. . канд. техн. наук / В.Н. Логачев. -М., 1987.-170 с.

74. Мита, Ц. Введение в цифровое управление / Ц. Мита, С. Хара, Р. Кондо. М.: Мир, 1994. - 384 с.

75. Отчет по результатам маркетинговых исследований по организации производства инвалидных колясок // Завод «Прибор». Челябинск, 1997.

76. Пат. 2171753 Российская Федерация, МПК7 В 60 L 15/00 Транспортное средство с электротягой / С.Г Воронин, Д.В. Коробатов, Е.И. Кощеев, Г.Н. Посохов, А.В. Тиманов,- №2000100236/28; заявл. 05.01.2000; опубл. 10.08.01, Бюл. № 22. 7 с.

77. Пат. 2231202 Российская Федерация, МПК7 Н 02 К 29/06, 29/00. Электродвигатель / С.Г. Воронин, С.А. Петрищев, А.А. Рользинг, Б.Н. Хабаров. -№ 2002128888/09; заявл. 28.10.2002; опубл. 20.06.2004, Бюл. № 17. -4 с.

78. Петленко, А.Б. Инвалидная коляска с раздельным электроприводом колес и комбинированной энергоустановкой: автореф. дис. . канд. тех. наук / А.Б. Петленко. М.: МАМИ. - 1995. - 16 с.

79. Петленко, А.Б. Исследование электропривода и алгоритмов управления инвалидной коляски с комбинированной энергоустановкой, включающей емкостной накопитель / А.Б. Петленко, Ю.П. Чижков // Отчет о НИР, МАМИ. -М., 1996.

80. Петленко, Б.И. Математическое моделирование электромобиля с комбинированной энергоустановкой / Б.И. Петленко, В.Н. Логачев // Электричество. -1991.-№11.-С. 56-59.

81. Петленко, Б.И. Городской солнцемобиль / Б.И. Петленко, Д.И. Гурьянов // Наука производству. 2001. - № 7(45). - С. 15-21.

82. Полковников, В.А. Электропривод летательных аппаратов / В.А. Полковников, Б.И. Петров, Б.Н. Попов. М.: Машиностроение, 1990. - 340 с.

83. Райхман, А. FLASH-микроконтроллеры / А. Райхман, А. Пивоваров // Chip News. 2004. - № 1. - С. 54-58.

84. Розенвассер, Е.Н. Линейная теория цифрового управления в непрерывном времени. М.: Наука, 1994. - 496 с.

85. Ставров О.А. Электромобили. М.: ВИНТинформации, 1976. - 116 с.

86. Согрин, А.И. Система аварийного торможения инвалидной коляски с электроприводом.: дис. .канд. техн. наук / А.И. Согрин. Челябинск, 2007. — 130 с.

87. Сурин, Е.И. Электромобили — состояние и перспективы / Е.И. Сурин, Ю.П. Чижков // Наука производству. 2001. - № 7(45). - С. 2-7.

88. Теоретические основы электротехники: Учебное пособие. В 4 ч. / Под ред. Г.М. Торбенкова. - Челябинск: изд-во ЮУрГУ, 2001.

89. Терехов В.М. Современные способы управления и их применение в электроприводе / В.М. Терехов // Наука производству. 2001. - № 7(45). - С. 2521.

90. Тиманов, А.В. Электропривод с высокоскоростным вентильным двигателем постоянного тока для инерционной нагрузки: дисс. . канд. техн. наук / А.В. Тиманов. Челябинск, 1986. - 134 с.

91. Типовая инструкция по обеспечению передвижения инвалидов, пользующихся креслами колясками, в проектах общественных зданий: планировки и застройки населенных мест. М., 1988.

92. Томашев, В.П. Математическая модель и расчет вентильного реактивного двигателя: дис. .канд. техн. наук / В.П. Томашев. Челябинск, 1989. — 177 с.

93. Ту, Ю. Цифровые и импульсные системы автоматического управления / Ю. Ту. М.: Машиностроение, 1964. - 480 с.

94. Управляемые бесконтактные двигатели постоянного тока / Н.П. Адволоткин, В.Г. Гращенков, Н.Н. Лебедев, Н.Е. Овчинников. Л.: Наука, 1984.- 188 с.

95. Федутинов, Ю.А. Обеспечение возможности передвижения инвалидов и престарелых в больших городах / Ю.А. Федутинов, Н.А Шкляев // Проблемы больших городов: сб. статей. М.: МГЦНТИ, 1989. - С. 3-5.

96. Федутинов, Ю.А. Транспорт для инвалидов / Ю.А. Федутинов, Н.А. Шкляев. М.: Знание, 1990. - 64 с.

97. Филипс, Ч. Системы с обратной связью / Ч. Филипс, Р. Харбор. М.: Лаборатория базовых знаний, 2001. - 418 с.

98. Ходько, С.Т. Проектирование систем управления с нестабильными параметрами / С.Т. Ходько. JL: Машиностроение, 1987. - 316 с.

99. Хортов, В,К. И все же поедем на конденсаторе / В.К. Хортов // Идеи и решения. 1990. - № 5. - С. 26-28.

100. Цаценкин, В.К. Безредукторный автоматизированный электропривод с вентильным двигателем / В.К. Цаценкин. М.: МАИ, 1991. - 240 с.

101. Цыпкин, Я.З. Теория линейных импульсных систем / Я.З. Цыпкин. -М.: Физматгиз, 1963. 476 с.

102. Цыпкин, Я.З. Теория нелинейных импульсных систем / Я.З. Цыпкин, Ю.С. Попков. М.: Наука, 1973. - 498 с.

103. Чиликин, М.Г. Общий курс электропривода: Учебник для вузов / М.Г. Чиликин, А.С. Сандлер. -М: Энергоиздат, 1981. 576 с.

104. Шамриков, Б.М. Основы теории цифровых систем управления: Учебник для высших технических заведений / Б.М. Шамриков. М.: Машиностроение, 1985.-296 с.

105. Эйдинов, А.А. Электромобили: учебное пособие / А.А. Эйдинов. М.: МАМИ, 1997.-80 с.

106. Электронный каталог компании «Инкар». -http://inkar.mccinet.ru/serial.html

107. Электронный каталог фирмы «MEYRA». -http://www.meyra.ru/docs/17/.

108. Электронный каталог фирмы «Медтехника». -http://www.dobrota.ru/invkol/.

109. Электронный каталог компании «Dynamic Controls». -http://www.dynamiccontrols.com/index.cfm/1,^75, html/mobility-products.

110. Электропривод для индивидуальных транспортных средств инвалидов // Отчет по НИР, ЮУрГУ, г. Челябинск. № 3; гос. per. 01.970002506; Ч. 1. - инв. № 02.980002426, 1998; Ч. 2. - инв. № 02.990003253, 1999.

111. Электротехника: учеб. пособие для вузов: В 3 кн. Кн. II. Электрические машины. Промышленная электроника. Теория автоматического управления / под ред. П. А. Бутырина, Р.Х. Гафиятуллина, A.JI. Шестакова. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004.-711 с.

112. Электротехника: учеб. пособие для вузов: в 3 кн. Кн. III. Электроприводы. Электроснабжение / под ред. П.А. Бутырина, Р.Х. Гафиятуллина,

113. A.JI. Шестакова. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2005. -639 с.

114. Электротехническая совместимость электрооборудования автономных систем / В.Г. Болдырев, В.В. Бочаров, В.П. Булеков, С.Б. Резников; Под ред.

115. B.П. Булекова. -М.: Энергоатомиздат, 1995.-351 с.

116. Alahakoon, S. Digital motion control techniques for electrical drives / S. Alahakoon. Stockholm: Royal Institute of Technology, 2004. - 386 p.

117. Atmel 8-bit RISC microcontrollers AT90S4434, AT90LS4434, AT90S8535, AT90LS8535: Advance information. Atmel corp. - Rev. 2502C.-AVR-04/03/ - 2001. - 270 p.

118. Atmel 8-bit RISC microcontrollers ATTiny26, ATTiny26L: datasheet.-http://www.efo.ru/ftp/pub/atmel/AVRMCUs8bit/TechnicalLibrary/datasheets/pdf avr/t2611006.pdf

119. Augusto, L. SVM PMSM Drive With Low Resolution Hall-Effect Sensors / L. Augusto, A. Solero, L. Crescimbini, F.D. Napoli. // IEEE Transactions on Power Electronics. 2007. - V. 22,1. 1. - P. 282-290.

120. Baik, I.-C. DSP-Based Robust Nonlinear Speed Control of PM Synchronous Motor / I.-C. Baik, K.-H. Kim, M.-J. Youn.// Electric Machines and Power Systems. 1999. - № 27. - P. 481-499.

121. Bogosyan, S. Adaptive Torque Ripple Minimization of Permanent Magnet Synchronous Motors for Direct Drive Applications / S. Bogosyan, M. Gokasan // Proc. of the IEEE IAS Annual Meeting. 1995. -V. 1, Orlando, FL, P. 231-237.

122. Brodd, R.J. New battery technology for electric vehicles / R.J. Brodd // Elec. Veh. New. 1981,-№ 10-l.-p.4-7.

123. Can, H. Neural network-based stator voltage compensator for low-frequency operation of a vector-controlled induction motor drive / H. Can, E. Akin // Electrical Engineering. 2002. - №84. - P. 287-293.

124. Chan, C.C. Control strategy of PWM inverter drive system for electric vehicles / C.C. Chan, W.C. Lo // IEEE Trans. Ind. Electron. 1987. - V. IE-37, № 4, P. 447-456.

125. Chan, C.C. An advanced permanent magnet motor drive system for battery-powered electric vehicles / C.C. Chan, K.T. Chau // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 1996. - V. 45, № 1. - P. 180-188.

126. Chen, T. Optimal sampled-data control systems / T. Chen, B.A. Francis. -New York: Springer-Verlag, 1995. 544 P.

127. Cendoya, M. Algorithm for rotor position and speed estimation in permanent magnet ac motors / M. Cendoya, J. Solsona, G. Toccaceli, M. Valla // INT. J. ELECTRONICS, 2002. - V. 89, №. 9. - P. 717-727.

128. Choi, S.-H. Precise position control using a PMSM with a disturbance observer containing a system parameter compensator / S.-H. Choi, J.-S. Ко, I.-D. Kim, J.

129. S. Park, S.-C. Hong. // IEE Proc.-Electr. Power Appl. 2006. - V. 152, № 6. - P. 15731577.

130. Harashima, F. Power electronics and motion control — a future perspective / F. Harashima // Proceedings of the IEEE. 2004. - V. 82, № 8. - P.l 12-115.

131. Electric wheelchair Model 1.437, Meyra: operating manual.

132. Electric wheelchair Model 2.322 Optimus 2, Optimus 2S, Meyra: operatingmanual.

133. Electric wheelchair Model 3.593 Sprint GT, Model 3.593-603 Sprint, Meyra: operating manual.

134. Jahns, T.M. Motion Control with Induction Motors / T.M Jahns // Proceedings of the IEEE. 2004. - V. 82, № 8. - P. 147-152.

135. Kim, Y.S. Speed-sensorless vector control for permanent-magnet synchronous motors based on instantaneous reactive power in the wide-speed region / Y.S. Kim, Y.K. Choi, J.H. Lee. // IEE Proc.-Electr. Power Appl. 2005.-V. 152, № 5.-P. 1343-1349.

136. Kramer, B. Smooth rotation. An adaptive algorithm kills jerky motions in motors / B. Kramer // Machine Design, Jan, 25, 2007, P. 44-50.

137. Lawrenson, P.J. Variable-speed switched reluctance motors / P.J. Lawrenson, J.M. Stephenson, P.T. Blenkinsop, J. Corda, N.N. Fulton // IEE Proc. B. Electr. Power Appl. 1980. - V. 127, № 4. - P. 253-265.

138. Lawrenson, P.J. Switched reluctance motors for traction drives: International conference on electrical machines / P.J. Lawrenson, J.M. Stephenson, J. Corda, N.N. Fulton. Athens. - 1980.

139. Lorenz, R.D. Motion Control with Permanent-Magnet AC Machines / R.D. Lorenz, T.A. Lipo, D.W. Novotny // Proceedings of the IEEE. 2004. - V. 82, № 8.-P. 122-127.

140. Mariunas, M. The research on the influence of the external excitation characteristics on the dynamic «man wheelchair - vehicle» system / M. Mariunas, J.

141. Griskevicius // Proceedings of International Conference. RelStat. -2005. - Part 2. -Vol. 6.-N2.-P. 245-253.

142. Monajemy, R. Control Strategies and Parameter Compensation for Permanent Magnet Synchronous Motor Drives: diss. . doctor of philosophy in Electrical Engineering / R. Monajemy. Blacksburg, Virginia. - 2000. - 172 p.

143. Meyra rollstulle und rehabilitations: mittel hauptkatalog. GMBH, 1997.

144. Qian, W. Periodic speed ripples minimization in PM synchronous motors using repetitive learning variable structure control / W. Qian, S.K. Panda, J.X. Xu. // ISA Transactions. -2003. -№ 42. P. 605-613.

145. Qian, W. Torque ripple minimization in PM synchronous motors using iterative learning control / W. Qian, C. Panda, K. Sanjib, J.X. Xul // IEEE Transactions on Power Electronics. 2004. -V. 19,1. 2. - P. 272-279.

146. Stankovic, V. Position estimation in salient PM synchronous motors based on PWM excitation transients / V. Stankovic, A.M. Blasko, V. Petrovic.// IEEE Transactions on Industry Applications. 2003. - V. 39,1. 3, P. 835-844.

147. Titan Deutscheland GmbH: электронный каталог. http://www.ortho-titan.com/catalog/kol/index.html.

148. Trzynadlowski A.M. Space vector PWM technique with minimum switching losses and a variable pulse rate / A.M. Trzynadlowski, R.L. Kirlin, S.F. Legowski // IEEE Transactions on Industrioal Electronics. 1997. - V. 44, № 2, P. 162-171.

149. Wang, S.-J. A flux estimation method for a permanent-magnet synchronous motor / S.-J. Wang, C.-H. Fang , S.-K. Lin. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2004. -№ 282. - P. 355-359.

150. Yousfi, D. A New Position and Speed Estimation Technique for PMSM with Drift Correction of the Flux Linkage / D. Yousfi, M. Azizi, A. Saad. // Electric Power Components and Systems. 2001. - № 29. - P. 597-613.

151. Yuanzi, D. Digital Control of a Permanent Magnet Synchronous Motor Drive without Mechanical Sensors / D. Yuanzi, L.K. Soon, G. Xiuli // Electric Power Components and Systems. 2001. -№ 29. - P. 459-477.