автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка адаптивной системы управления частотно-регулируемого электропривода

На правах рукописи

НИКИФОРОВ АЛЕКСАНДР ДМИТРИЕВИЧ

РАЗРАБОТКА АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Специальность 05.09.03 - электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 2005

Работа выполнена на кафедре «Автоматизированный электропривод» Московского энергетического института (технического университета).

Научный руководитель:

кандидат технических наук

доцент Ладыгин Анатолий

Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Онищенко Георгий Борисович

кандидат технических наук

Ведущая организация:

доцент Шевырев Юрий Вадимович Опытный завод средств

автоматизации и приборов (ОЗАП, филиал ОАО «МОСЭНЕРГО»)

Защита диссертации состоится « апреля 2005 года в /6 час. СО МИН. в аудитории А1611 на заседании диссертационного совета Д 212.157.02 при Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 13, корп. М.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института (технического университета).

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим отправлять по адресу:

111250, г. Москва, Красноказарменная ул., д. 14,

Ученый Совет МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан 2005г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.157.02

к.т.н., доцент

Цырук С. А.

з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Оптимизация режимов работы многих видов механизмов и устройств достигается при обеспечении возможности регулирования их скорости вращения в зависимости от технологических требований. Большинство общепромышленных механизмов оборудованы нерегулируемым асинхронным электроприводом и для них актуальным является замена его на частотно-регулируемый электропривод с преобразователем частоты (ПЧ).

Множество фирм, занятых разработкой и производством преобразователей частоты, придерживаются стратегий выпуска продукции с характеристиками, обеспечивающими универсальное применение, в том числе в самых высоких технологиях. В то же время, наиболее массовое распространение получили электроприводы, работающие в простейших режимах поддержания на заданном уровне определенного технологического параметра с достаточно низкими требованиями. В этих электроприводах, работающих в длительном режиме, целесообразно применение простейших ПЧ со скалярной системой управления, не имеющих аппаратной и программной избыточности, которые требуют минимальных затрат на производство и эксплуатацию.

В условиях российского рынка по-прежнему актуальной является задача производства простых объектно-ориентированных ПЧ, не требующих применения сложного дорогостоящего оборудования для своего изготовления. В частности, производство подобных ПЧ (разработанных на кафедре АЭП МЭИ) освоил Опытный завод МЭИ, который выпускает их мелкими заказными партиями под маркой «КЭУ».

ПЧ «КЭУ» построен по схеме «неуправляемый выпрямитель - фильтр звена постоянного тока - АНН с ШИМ» и имеет скалярное управление. Блок управления этого ПЧ реализован на базе 8 разрядного

микропроцессора, что в свою очередь позволяет значительно упростить и удешевить производство ПЧ при вполне конкурентоспособных его характеристиках.

Данный ПЧ ориентирован на применение в составе частотно-регулируемого асинхронного электропривода общепромышленных механизмов с простыми требованиями к качеству регулирования (насосы, вентиляторы, транспортеры, мешалки и т.п.). Основные задачи регулирования при этом сводятся к оптимизации рабочих режимов в зависимости от технологических параметров, в том числе - с целью энергосбережения и обеспечению плавности переходных процессов.

Из практики эксплуатации систем ПЧ-АД, построенных по подобной схеме со скалярной системой управления, известна склонность этих систем к раскачиванию (автоколебаниям). Принципиальная возможность раскачивания основных электрических и механических координат этого электропривода (напряжение на звене постоянного тока, токи статора, частота вращения и т.п.) физически объясняется наличием и взаимодействием в системе накопителей энергии равноценной мощности (силовой фильтр и двигатель).

Особенности режима автоколебаний системы ПЧ-АД в прошлом подробно изучались. Установлено, что степень устойчивости этой системы зависит от параметров силовой цепи и структуры системы управления. Было показано, что при оптимально выбранных (по минимуму стоимости) элементах силовой цепи обеспечить устойчивость можно применением дополнительных схемно-аппаратных средств коррекции сигналов в каналах регулирования частоты и напряжения. Известно несколько способов подавления колебаний (стабилизации системы). Из них наибольшее применение на практике нашел способ подавления колебаний путем введения гибкой отрицательной обратной связи по напряжению на звене постоянного тока. Именно такой способ реализован в схеме «КЭУ».

Процесс наладки ПЧ с такой системой управления требует знания и З'становки требуемого значения коэффициента гибкой обратной связи, при котором обеспечивается устойчивость. В настоящее время нет пригодных для практики методов расчета этого коэффициента. Сегодня процесс наладки является эмпирическим и заключается в экспериментальном нахождении требуемого значения коэффициента гибкой обратной связи, при котором амплитуда автоколебаний напряжения минимальна. Такой процесс наладки преобразователя частоты требует участия высококвалифицированного персонала и наличия измерительных приборов, позволяющих фиксировать колебания напряжения.

Все выше отмеченное позволяет сделать вывод об актуальности автоматизации процесса наладки системы управления рассматриваемого электропривода для обеспечения его устойчивости.

Цель диссертационной работы - разработка адаптивной системы управления ПЧ с самоподстройкой стабилизирующего контура гибкой отрицательной обратной связи по напряжению звена постоянного тока.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе были решены следующие задачи:

- разработка математической модели системы управления электропривода;

- синтез адаптивной системы управления электропривода;

- разработка элементов аппаратной реализации системы управления;

- разработка алгоритмов и рабочих программ адаптивной системы управления электропривода;

- экспериментальное исследование разработанной системы управления преобразователя частоты.

Методы исследования. Для решения поставленных в работе задач использовалась теория обобщенной машины и методы, используемые при описании динамических процессов электромеханического преобразования энергии. При моделировании на ЭВМ использовалось средство визуального

моделирования 81М1!ЬШК, входящее в программный пакет ЫЛТЬЛВ 5.3. Экспериментальные исследования проводились на промышленном образце ПЧ, созданного по результатам предварительных расчетов и исследований.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов. Справедливость теоретических выводов подтверждена хорошим совпадением теоретических выводов и результатов экспериментов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Показана возможность создания адаптивной системы управления с программной реализацией самоподстройки стабилизирующего контура для электропривода по схеме ПЧ-АД.

2. Предложена методика синтеза адаптивной системы управления электропривода по схеме ПЧ-АД с применением математической компьютерной модели.

3. Сформулированы рекомендации по выбору оптимального алгоритма самоподстройкой стабилизирующего контура электропривода по схеме ПЧ-АД.

4. Разработана эффективная структура программных модулей для адаптивной системы управления электропривода по схеме ПЧ-АД с возможностью практической реализации на базе 8-и разрядного микропроцессора.

Основные практические результаты диссертации состоят в создании адаптивной системы управления ПЧ и - в конечном итоге - улучшении функциональных характеристик сравнительно недорогой и простой по технологиям производства и эксплуатации системы отечественного частотно-регулируемого электропривода общепромышленного применения.

Апробация работы. Основные результаты работы обсуждались на VII (Москва, 2001г.), VIII (Москва, 2002 г.) и X (Москва, 2004 г.) Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», 15-ой Всероссийской конференции «Автоматизированный электропривод в 21 веке»,

(Магнитогорск, 2004г.), на заседании кафедры «Автоматизированный электропривод» Московского энергетического института (технического университета).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 6 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, приложения; количество страниц 126, иллюстраций 71, число наименований использованной литературы 57, приложений 1.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы и необходимость автоматизации процесса наладки преобразователя частоты путем разработки адаптивной системы управления ПЧ с самоподстройкой коэффициента гибкой обратной связи. Показана необходимость разработки алгоритмов адаптации параметров регулятора по критерию минимума колебательности системы. Сформулированы цель и задачи исследований, дана общая характеристика работы.

В первой главе решается задача разработки математической модели исследуемой системы, которая позволит эффективно провести синтез адаптивной системы.

При разработке модели необходимо найти компромисс между тенденцией максимального упрощения математического описания и опасностью такого упрощения, когда модель не позволит адекватно представить ключевые процессы, элементы и параметры системы, определяющие получение желаемых характеристик этой системы. Поэтому процессу разработки модели должен предшествовать процесс всестороннего анализа структуры и характеристик рассматриваемой системы.

Проведен анализ элементов силовой части системы и степень их влияния на устойчивость, выявлены элементы и параметры, которыми нельзя пренебречь.

Показано, что в системе ПЧ-АД присутствует внутренняя связь между

мощными накопителями электромагнитной энергии - между силовым фильтром и двигателем. Взаимодействие этих накопителей обуславливает возникновение автоколебаний в системе и может привести при определенных условиях к потере устойчивости регулирования выходного напряжения.

Проведен анализ структуры управляющей части системы с целью полноценного отражения этой части в модели.

Проведен предварительный общий обзор применимых в нашем случае методов адаптации с целью построения математической модели, которая не наложит ограничения на процесс поиска структур и алгоритмов адаптации.

Отмечается, что для обеспечения устойчивости применяется дополнительный контур регулирования выходного напряжения с регулятором дифференциального типа, т.е. используются дополнительные программно-аппаратные средства, реализующие гибкую обратную связь по напряжению звена постоянного тока. На практике этот способ коррекции нашел наибольшее применение. Соответствующая функциональная структура управления АИН с дополнительным контуром и корректирующим дифференциальным регулятором показана на рис.1.

Рис. 1 Функциональная структура управления АИН.

При разработке математической модели было использовано математическое описание двигателя в реальных переменных двигателя, в неподвижных осях а;Д связанных со статором двигателя, т.к. напряжение на двигатель подается в виде широтно-импульсного сигнала, модулированного по синусу. В модели были приняты допущения, обычно используемые при описании электромеханических преобразователей в теории обобщенной

машины. При этом система уравнений, описывающих АД, как электромеханический преобразователь, была представлена в удобном для моделирования виде (1):

В математической модели ПЧ принято, что инвертор можно представить безынерционным звеном с коэффициентом передачи по напряжению К„1 по оси Потери в инверторе не учитывались. Переменные и

- ток статора по оси аир соответственно.

Система уравнений, описывающих ПЧ как объект управления, представлена в виде (2):

Обобщенная структурная схема разработанного математического описания модели приведена на рис 2. Она была реализована в имитационной среде ЗШыНпк пакета ЫаНаЬ, которая позволила реализовать эффективную математическую модель и явилась удобным инструментом синтеза.

Рис. 2 Обобщенная структурная схема математической модели системы ПЧ-АД.

Во второй главе решается задача синтеза адаптивной системы управления с помощью разработанной математической модели исследуемого электропривода.

При синтезе адаптивного регулятора были проведены исследования на математической модели следующих характеристик системы:

- диапазон рабочих частот ПЧ, в котором требуется самоподстройка гибкой обратной связи и характер изменения размаха колебаний напряжения на звене постоянного тока в этом диапазоне;

- зависимость амплитуды колебаний напряжения на звене постоянного тока от коэффициента гибкой обратной связи (характер чувствительности системы к значениям коэффициента гибкой обратной связи);

- характер множества оптимальных коэффициентов гибкой обратной связи.

При проведении модельных экспериментов использовались значения параметров системы ПЧ-АД с двигателем типа АИР-160 к ПЧ типа «КЭУ».

Исследования устойчивости зо всем диапазоне рабочих частот ПЧ показали, что (рис.3):

- область наличия колебаний имеет следующие границы: начало области - от 6 Гц , а продолжается область - до 14 Гц выходной частоты ПЧ;

- в области наличия колебаний существует ярко выраженный максимум, сдвинутый в область 13 Гц выходной частоты ПЧ;

- область наличия колебаний непрерывна;

Н ' ' ' ' ' ' ■ ' ' ' 1 ' ' | ' Г6ЫХ> Гц 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Рис. 3. Зависимость амплитуды переменной составяющей колебаний напряжения на звене постоянного тока в функции выходной частоты ПЧ.

Следующий цикл модельных экспериментов был направлен на определение зависимости амплитуды напряжения на звене постоянного тока от коэффициента гибкой обратной связи. Эти же эксперименты позволили выявить характер чувствительности системы к значениям коэффициента гибкой обратной связи.

Исследования производились при фиксированных значениях выходной частоты ПЧ (внутри области существования колебаний) путем пошагового перебора коэффициента гибкой обратной связи с шагом 0,05. При этом за

единичный принимался коэффициент, при котором на суммирующий вход гибкой обратной связи поступало полное значение производной напряжения на звене постоянного тока.

В результате исследований установлено, что искомая зависимость является существенно нелинейной и имеет явно выраженный экстремум при оптимальном значении коэффициента гибкой обратной связи. Характер этой нелинейности иллюстрируют зависимости, представленные на рис. 4, которые соответствуют частотам 11 Гц, 10 Гц, 9 Гц и 8 Гц.

0,2

Рис. 4 Зависимости амплитуды напряжения на звене постоянного тока от коэффициента гибкой обратной связи.

Подобный характер этих зависимостей указывает на возможность

пошагового поиска точки экстремума. Именно эта возможность позволила

эффективно провести цикл модельных экспериментов, направленный на

выявление всего множества оптимальных коэффициентов Кос для всей

области существования колебаний. Эксперименты заключались в нахождении оптимального значения коэффициента гибкой обратной связи для заданных значений выходной частоты ПЧ внутри установленной ранее области.

Полученное путем модельных экспериментов искомое множество приведено на рис.5. Эта кривая показывает, что характер изменения оптимальных значений коэффициента Кос с увеличением частоты от 6 Гц до 14 Гц носит достаточно монотонный характер и коэффициент уменьшается на правой границе области до нуля.

Рис. 5. Множество оптимальных коэффициентов гибкой обратной связи в функции выходной частоты ПЧ.

Анализ выявленных характеристик позволил сделать следующие важные для синтеза алгоритмов адаптации выводы.

1. Для каждой выходной частоты ПЧ существует свое оптимальное значение коэффициента гибкой обратной связи Кос, при котором колебания отсутствуют.

2. Чувствительность системы к значению Кос такова, что значение коэффициента целесообразно устанавливать оптимальным для каждого значения выходной частоты ПЧ с интервалом не более 1 Гц.

0.7 тКос-

А 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

3. Процесс настройки оптимального значения коэффициента Кос может быть реализован как пошаговый поиск экстремума функциональной зависимости амплитуды автоколебаний от значения Кос.

4. Процесс приближения к оптимальному значению Кос следует осуществлять слева (со стороны меньших значений) из-за опасности резкого развития автоколебаний при Кос > Кос.оптим..

Проведенный далее анализ возможностей и характеристик известных принципов адаптации и соответствующих структур систем управления подтвердил целесообразность применения в разрабатываемой системе принципа адаптации с «пошаговым поиском экстремума». Следует подчеркнуть, что именно такой подход позволяет в нашем случае решить задачу автоматизации настройки и реализовать адаптивную систему управления исключительно программными средствами, не вводя новые схемотехнические решения.

Предложен соответствующий алгоритм пошагового поиска оптимального значения Кос для одного неизменного значения выходной частоты ПЧ, состоящий из п-ого количества циклов (шагов). Алгоритм одного цикла расчета Кос на п-ом шаге поиска представлен на рис.6.

Г'

1

/ Цос[п ], Кос[га-1 ]=Кос[п] /

|Цп[п]=Цос п]-иос[п-Т])

| Кос[п]=Кос[п-1] +Ка |

|Цзк[пЗ=ип[п]*Кос[п] |

Рис. 6. Алгоритм цикла расчета коэффициента гибкой обратной связи.

На рисунке: UKC - значение напряжения в устойчивом режиме, иос[п] мгновенное значение напряжения звена постоянного тока, КД - шаг изменения Кос.

В начале цикла по данному алгоритму запоминается полученное значение Цю. Далее это значение сравнивается с хранящемся в памяти UKC. В результате сравнения определяется необходимость совершения очередного цикла коррекции Кос. При необходимости совершения очередного цикла коррекции, производится следующие действий:

1. Рассчитывается значение коэффициента гибкой обратной связи. Для этого к предыдущему значения коэффициента гибкой обратной связи Кос[п-1] прибавляется КД - шаг изменения Кос.

2. Рассчитывается значение производной ^[п] сигнала напряжения звена постоянного тока.

3. Рассчитывается корректирующее значение №к[п] путем произведения значения производной ^[п] сигнала напряжения звена постоянного тока и значения коэффициента гибкой обратной связи. Поскольку алгоритм обеспечивает поиск оптимального значения

коэффициента Кос для одного неизменного значения выходной частоты ПЧ, необходимо было реализовать алгоритм последовательного определения значений Кос.оптим. для каждого значения выходной частоты ПЧ (из области существования автоколебаний) с интервалом 1 Гц. Причем, для ускорения цикла поиска расчет каждого последующего значения коэффициента начинался с половины значения предыдущего коэффициента.

Исследования на модели позволили положительно оценить эффективность предложенных алгоритмов по точности и быстроте поиска экстремума, а также сделать вывод об их перспективности при использовании в системе управления электропривода, реализованной на базе недорогих 8-и разрядных микроконтроллеров.

Третья глава посвящена технической реализации микроконтроллерной системы управления и разработке соответствующего программного обеспечения.

При разработке элементов аппаратной части микроконтроллерной системы управления была реализована концепция использования недорогих и сравнительно простых специализированных 8-разрядных микроконтроллеров, выдвинутая при постановке задач диссертации, и требование сохранить неизменной стоимость конечного изделия.

В результате проведенного анализа, с учетом всех требований к окончательной реализации был использован 8-ми разрядный микроконтроллер фирмы Motorola. Технические характеристики данного контроллера в полной мере позволяют реализовать скалярную систему управления электроприводом. На базе этого микроконтроллера был реализован встроенный в ПЧ модуль управления в одноплатном исполнении. Структура модуля управления , приведенна на рис.7. Модуль содержит всю необходимую для управления электроприводом периферию, позволяет выполнять настройку электропривода и реализовывать замкнутые системы регулирования.

Рис.7. Структура модуля управления ПЧ.

В главе приводятся алгоритмы разработанного программного обеспечения. Разработанное программное обеспечение выполняет следующие основные функции:

- осуществляет требуемое управления ключами инвертора;

- формирует желаемые тахограммы электропривода;

- осуществляет функцию самоподстройки ;

- реализует функции пользовательского интерфейса;

- осуществляет функции защиты.

Все перечисленные функции реализованы в виде программных модулей. Структуру взаимодействия модулей разработанного программного обеспечения иллюстрирует рис. 8.

Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям разработанной системы управления.

Приведено описание лабораторной установки, в которой использован асинхронный электродвигатель серии АИР мощностью 15 кВт и промышленный образец ПЧ серии «КЭУ». В результате проведенных исследований была подтверждена работоспособность алгоритмов управления, проверена точность результатов, полученных на модели, и подтверждена правильность выводов, сформулированных по результатам моделирования.

В главе приведены экспериментальные осциллограммы процесса поиска коэффициентов гибкой обратной связи (процесса адаптации) при изменении выходной частоты ПЧ. На рис.9 приведен пример осциллограммы, демонстрирующей процесс самодстройки системы управления на частоте 10 Гц.

Приведенные в четвертой главе результаты экспериментальных исследований подтверждают практическую ценность и пригодность результатов разработки для промышленного использования.

Рис.8. Структура взаимодействия модулей программного обеспечения

Задание ^^ 10 Гц , 1 с , Конец циюи адаптации

Рис. 9 Осциллограмма напряжения на звене постоянного в процессе самоподстройки коэффициента гибкой обратной связи для выходной частоты ПЧ 10 Гц

В заключении обобщены основные результаты работы.

В приложении приведены фрагменты программного обеспечения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ В работе получены следующие основные результаты:

1. Предложена математическая модель для эффективного синтеза микропроцессорной системы управления ПЧ с самоподстройкой коэффициента.

2. Показана возможность создания адаптивной системы управления с программной реализацией самоподстройки стабилизирующего контура для электропривода по схеме ПЧ-АД.

3. Сформулированы рекомендации по выбору оптимального алгоритма самоподстройкой стабилизирующего контура электропривода по схеме ПЧ-АД.

4. Обоснован выбор аппаратной реализации системы управления частотно-регулируемого электропривода общепромышленного применения.

5. Разработаны алгоритмы и рабочие программы адаптивного управления электроприводом.

5. Результаты синтеза и теоретических исследований подтверждены экспериментально и используются при организации промышленного выпуска преобразователей частоты серии "КЭУ".

Of, 09 - OfJ{

Основные 1.оло>,;еьи£, диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Никифоров А.Д. Использование средств разработки микроконтроллерных систем управления фирмы Моторола при создании программного обеспечения частотно-регулируемого электропривода./ Седьмая Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3-х т.-М.: МЭИ, 2001, Т.2, с. 129.

2. Никифоров А.Д. Микропроцессорная система управления частотно-регулируемого электропривода. /Восьмая Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3-х т.-М.: МЭИ, 2002, Т.2, 92 с.

3. Никифоров А.Д. Применение 8-разрядных микроконтроллеров класса "Motor Control" в системе управления частотно-регулируемого электропривода. //Электропривод и системы управления. - М., Моск. энерг. ин-т, 2003. - Труды МЭИ. Вып. 679. - С.74-84.

4. Никифоров А.Д. Исследование частотно-регулируемого электропривода с системой управления на базе восьмиразрядного микроконтроллера. /Десятая Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3-х т.-М.: Издательство МЭИ, 2004. Т.2.

5. Ладыгин А.Н., Никифоров А.Д. Адаптивная система управления частотно-регулируемого электропривода /Труды 15-ой Всероссийской конференции «Автоматизированный электропривод в 21 веке», сентябрь 2004, Магнитогорск, т.1, С.200-203.

6. Ладыгин А.Н., Никифоров А.Д. Исследование адаптивной системы управления частотно-регулируемого электропривода. //Электропривод и системы управления. - М., Моск. энерг. ин-т, 2004. - Труды МЭИ. Вып. 680. -С.64-71.

Подписано в печать Полиграфический центр МЭИ (ТУ) Красноказарменная ул., д. 13

П.л. 1,16

х"

ВВЕДЕНИЕ.

АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ИССЛЕДУЕМОЙ СИСТЕМЫ И

ГлэвэX

СИНТЕЗ ЕЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ.

1.1 Анализ и математическое описание силовой части системы.

1.2 Анализ структуры управляющей части системы и ее представление в модели.

1.3 Анализ подходов к реализации адаптивной системы.

Глава 2. СИНТЕЗ АЛГОРИТМА АДАПТАЦИИ.

2.1 Исследование диапазона рабочих частот ПЧ, в котором требуется самоподстройка гибкой обратной связи.

2.2 Исследование характера чувствительности системы к

9 значениям коэффициента гибкой обратной связи.

2.3 Исследование характера множества оптимальных коэффициентов обратной связи.

Глава 3. РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ АППАРАТНОГО И

ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ.

3.1 Выбор элементов модуля управления преобразователя частоты.

3.2 Разработка программного обеспечения.

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

РАЗРАБОТАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ.

Оптимизация режимов работы многих видов механизмов и устройств достигается при обеспечении возможности регулирования их скорости вращения в зависимости от технологических требований. Большинство общепромышленных механизмов (насосы, вентиляторы, транспортеры, подъемники, экструдеры и т.п.) оборудованы нерегулируемым асинхронным электроприводом и для них актуальным является замена его на частотно-регулируемый электропривод с преобразователем частоты (ПЧ).

Множество фирм, занятых разработкой и производством преобразователей частоты, придерживаются стратегий выпуска продукции с характеристиками, обеспечивающими универсальное применение, в том числе в самых высоких технологиях. В то же время, наиболее массовое распространение получили электроприводы, работающие в простейших режимах поддержания на заданном уровне определенного технологического параметра с достаточно низкими требованиями. В этих электроприводах, работающих в длительном режиме, целесообразно применение простейших ПЧ со скалярной системой управления, не имеющих аппаратной и программной избыточности, которые требуют минимальных затрат на производство и эксплуатацию.

Таким образом, в условиях российского рынка по-прежнему актуальной является задача производства простых объектно-ориентированных ПЧ, не требующих применения сложного дорогостоящего оборудования для своего изготовления. В частности, производство подобных ПЧ (разработанных на кафедре АЭП МЭИ) освоил Опытный завод МЭИ, который выпускает их мелкими заказными партиями под маркой «КЭУ» [24]. Блок управления этого ПЧ реализован на базе 8 разрядного микропроцессора, что в свою очередь позволяет значительно упростить и удешевить производство ПЧ при вполне конкурентоспособных его характеристиках.

ПЧ «КЭУ» построен по схеме «неуправляемый выпрямитель — фильтр звена постоянного тока - АИН с ШИМ» (функциональная схема на рис.1) и имеет скалярным управление.

Звено постоянного тока

Рис. 1.

Данный ПЧ ориентирован на применение в качестве электропривода общепромышленных механизмов с простыми требованиями к качеству регулирования, к которым можно отнести насосы, вентиляторы, транспортеры, мешалки и т.п., как правило, выполненных на основе асинхронных короткозамкнутых двигателей (АД), работающих в длительных режимах при сравнительно невысоких требованиях к быстродействию. Основные задачи регулирования при этом сводятся к оптимизации рабочих режимов в зависимости от технологических параметров, в том числе - с целью энергосбережения, и обеспечению плавности переходных процессов.

Из практики эксплуатации систем ПЧ - АД, построенных по подобной схеме (см. рис.1) со скалярной системой управления, известна склонность этих систем к раскачиванию (автоколебаниям). Принципиальная возможность раскачивания основных электрических и механических координат этого электропривода (напряжение на звене постоянного тока, токи статора, частота вращения и т.п.) физически объясняется наличием и взаимодействием в системе накопителей энергии равноценной мощности (силовой фильтр и двигатель).

Особенности режима автоколебаний системы ПЧ-АД в прошлом подробно изучались [41,42,45]. Показано, что степень устойчивости этой системы зависит от параметров силовой цепи и структуры системы управления. Было показано, что при оптимально выбранных (по минимуму стоимости) элементах силовой цепи обеспечить устойчивость можно применением дополнительных схемно-аппаратных средств коррекции сигналов в каналах регулирования частоты и напряжения. Известны и исследованы следующие способы подавления колебаний (стабилизации системы):

1. Способ устранения автоколебаний посредством гибкой обратной связи по току реактивного моста [49].

2. Способ подавления автоколебаний с задержанной жесткой обратной связью по току на входе инвертора [1].

3. Способ подавления автоколебаний с положительной обратной связью по напряжению инвертора [2].

4. Способ подавления автоколебаний с использованием низкочастотной составляющей в цепи постоянного тока автономного инвертора [11].

5. Способ подавления автоколебаний с помощью гибкой отрицательной обратной связи по току дросселя фильтра [18].

6. Способ подавления автоколебаний с помощью жесткой отрицательной обратной связи по току заряда конденсатора ЬС фильтра [5].

7. Способ подавления колебаний с помощью гибкой отрицательной обратной связи по напряжению конденсатора фильтра звена постоянного тока [43].

На практике наибольшее применение нашел способ коррекции с помощью гибкой отрицательной обратной связи по напряжению конденсатора фильтра звена постоянного тока (в нашем списке - №7). Именно этот способ использован в схеме «КЭУ» [7] Схема позволяет устранять колебания во всем диапазоне частот регулирования и не требует применения дополнительных датчиков тока, позволяя использовать только датчик напряжения звена постоянного тока, всегда имеющийся в системе и используемый также для осуществления функций защиты.

На рис. 2 приведена осциллограмма напряжения звена постоянного тока, иллюстрирующая влияние отрицательной гибкой обратной связи на устойчивость системы.

Рис. 2.

Процесс наладки ПЧ с такой системой управления требует знания и установки требуемого значения коэффициента гибкой обратной связи, при котором обеспечивается устойчивость. В настоящее время нет пригодных для практики методов расчета этого коэффициента. Сегодня процесс наладки является эмпирическим и заключается в экспериментальном нахождении требуемого значения коэффициента гибкой обратной связи, при котором амплитуда автоколебаний напряжения минимальна. Такой процесс наладки преобразователя частоты требует участия высококвалифицированного персонала и наличия измерительных приборов, позволяющих фиксировать колебания напряжения.

Все выше отмеченное позволяет сделать вывод об актуальности автоматизации процесса наладки системы управления рассматриваемого электропривода для обеспечения его устойчивости. Поэтому в данной работе ставится цель разработки адаптивной системы управления ПЧ с самоподстройкой контура гибкой отрицательной обратной связи по напряжению звена постоянного тока.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе были поставлены и решены следующие задачи:

- разработка математической модели системы управления электропривода;

- синтез адаптивной системы управления электропривода;

- разработка элементов аппаратной реализации системы управления;

- разработка алгоритмов и рабочих программ адаптивной системы управления электропривода;

- экспериментальное исследование разработанной системы управления преобразователя частоты.

Для решения выше поставленных задач в первой главе решается первая из сформулированных выше задач диссертации - разработка математической модели исследуемой системы, которая позволяет эффективно проводить синтез адаптивной системы.

В главе проведен анализ элементов силовой части системы и степени их влияния на устойчивость с целью выявления элементов и параметров, которыми нельзя пренебречь. Проведен анализ структуры управляющей части системы с целью полноценного отражения этой части в модели. Проведен предварительный общий обзор применимых в нашем случае методов адаптации с целью построения математической модели, которая не накладывает ограничений на процесс поиска структур и алгоритмов адаптации. Выбрана удобная и адекватная компьютерная программа, которая позволяет эффективно реализовать математическую модель и явилась удобным инструментом синтеза.

Во второй главе решается вторая из задач диссертации - синтез адаптивной системы управления с помощью разработанной математической модели исследуемой системы.

Представлены методика и результаты исследований качественных показателей с целью выявления характеристик системы управления.

Проведена разработка алгоритма самоподстройки коэффициента гибкой обратной связи и проверена его эффективность на математической модели.

Третья глава посвящена технической реализации микроконтроллерной системы управления и разработке программного обеспечения.

Четвертая глава посвящена экспериментальному исследованию разработанной системы управления. Получены экспериментальные осциллограммы процессов настройки коэффициентов гибкой обратной связи (процесса адаптации) при различных значениях выходной частоты ПЧ. Приведенные в работе осциллограммы подтверждают правильность выводов, полученных в результате моделирования.

В заключении обобщены основные результаты работы.

В приложении приведен фрагмент программного обеспечения.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Никифоров А.Д. Использование средств разработки микроконтроллерных систем управления фирмы Моторола при создании программного обеспечения частотно-регулируемого электропривода./ Седьмая Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3-х т.-М.: МЭИ, 2001, Т.2, с. 129.

2. Никифоров А.Д. Микропроцессорная система управления частотно-регулируемого электропривода. /Восьмая Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3-х т.-М.: МЭИ, 2002, Т.2, 92 с.

3. Никифоров А.Д. Применение 8-разрядных микроконтроллеров класса "Motor Control" в системе управления частотно-регулируемого электропривода. //Электропривод и системы управления. - М., Моск. энерг. ин-т, 2003. - Труды МЭИ. Вып. 679. - С.74-84.

4. Никифоров А.Д. Исследование частотно-регулируемого электропривода с системой управления на базе восьмиразрядного микроконтроллера. /Десятая Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3-х т.-М.: Издательство МЭИ, 2004. Т.2.

5. Ладыгин А.Н., Никифоров А.Д. Адаптивная система управления частотно-регулируемого электропривода /Труды 15-ой Всероссийской конференции «Автоматизированный электропривод в 21 веке», сентябрь 2004, Магнитогорск, т. 1,С.200-203.

6. Ладыгин А.Н., Никифоров А.Д. Исследование адаптивной системы управления частотно-регулируемого электропривода //Электропривод и системы управления. - М., Моск. энерг. ин-т, 2004. - Труды МЭИ. Вып. 680. - С.64-71.

Выводы по главе:

1. Получена количественная оценка диапазона выходных частот ПЧ, в котором возможен режим автоколебаний.

2. Показано, что функциональная зависимость амплитуды колебаний напряжения звена постоянного тока от коэффициента гибкой обратной связи имеет отчетливый экстремум в виде минимума амплитуды при оптимальном значении коэффициента.

3. Предложен алгоритм адаптации системы управления, основанный на пошаговом поиске оптимального значения коэффициента гибкой обратной связи.

4. Предложен принцип алгоритмической адаптации рассматриваемой системы управления, основанный на сочетании алгоритма самоподстройки системы при неизменной выходной частоте ПЧ и алгоритма перебора частот ПЧ, на которых производится самоподстройка.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ АППАРАТНОГО И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ 3.1. Выбор элементов модуля управления преобразователя частоты.

Выше, при постановке задач диссертации уже отмечалось, что разрабатываемая адаптивная система управления должна быть ориентированна на применение в электроприводе с объектноориентированным ПЧ, который не требует использования сложных технологий и оборудования для своего изготовления. Желательно, чтобы система управления допускала возможность реализации ее аппаратной части на базе 8-разрядного микропроцессора (именно такая реализация имеет прототип системы без адаптации [7]).

Поэтому процесс разработки элементов аппаратного и программного обеспечения должна содержать выбор наиболее эффективного процессороного ядра системы и оптимальной по критерию производительности архитектуры программного обеспечения.

Рассмотрим требования к микроконтроллеру модуля управления. Как уже было показано, система управления электропривода состоит из следующих элементов: источник питания для собственных нужд, цепи преобразования сигналов датчиков и собственно микроконтроллер. При этом выходы МК с сигналами управления ключами преобразователя непосредственно подключены ко входам драйверов силовых модулей.

При такой структуре система управления электропривода выполняет следующие функции:

• Функции управления ключами инвертора напряжения.

• Функции управления цепью заряда батареи конденсаторов в контуре постоянного тока при включении преобразователя в работу.

• Функции пользовательского интерфейса с пультом оперативного <4 управления, предназначенным для организации интерактивного взаимодействия с оператором, для настройки параметров преобразователя, выбора нужного режима работы, наблюдения пользователем за координатами привода и технологическими переменными и т.д.

• Функции интерфейса как с источниками аналоговых сигналов, так и с источниками импульсных сигналов, что позволит обрабатывать сигналы датчиков обратных связей, среди которых типовыми являются датчики напряжения и тока в цепи постоянного тока, датчики температуры двигателя и (или) преобразователя, а также технологические датчики и датчики скорости ротора различных типов.

Система управления электропривода основывается на специализированном микроконтроллере с интегрированным на кристалл процессором событий для прямого цифрового управления двигателями. Семейство этих микроконтроллеров получило название "микроконтроллеров управления движением" (Motion Control Family) или "микроконтроллеров управления двигателями" (Motor Control Family). Главное отличие МК класса "Motor Control" от МК общего назначения состоит в наборе встроенных периферийных устройств, а также в максимальной адаптации архитектуры центрального процессора и его системы команд к задачам управления в реальном масштабе времени, что предполагает решение задач управления в строго отведенные для этой цели весьма малые интервалы времени, быструю реакцию МК на внешние события по прерываниям, автономную работу периферийных устройств с минимальным использованием ресурсов центрального процессора. Создание внутри кристалла МК все более совершенных специализированных, именно для задач управления двигателями, периферийных модулей позволяет реализовать все алгоритмические задачи управления программно-аппаратными средствами только самого МК. Структурная схема МК класса "Motor Control" представлена на рис. 3.1.

Рис.3.1.

Специализированный МК класса "Motor Control" должен представлять собой единство трех составляющих:

• процессорного ядра с блоками памяти программ и данных;

• некоторого набора периферийных модулей, идентичных аналогичным модулям МК общего назначения. Это порты ввода / вывода и контроллеры последовательных интерфейсов. Модули используются для взаимодействия с устройствами общей автоматики, для создания пульта управления и блока индикации режимов работы привода, для подключения к промышленной информационной среде или устройству управления верхнего уровня;

• некоторого набора периферийных модулей, технические характеристики которых оптимизированы для реализации алгоритмов управления электроприводом. Это быстродействующий многоканальный модуль АЦП, универсальный многорежимный таймерный модуль и специализированный модуль ШИМ-генератора. Многорежимный таймерный модуль должен иметь функции автоматического контроля за изменением логических сигналов на входах портов ввода (режим входного захвата 1С - Input Capture) и аппаратного формирования заданного логического сигнала на выходах портов (режим выходного сравнения ОС - Output Compare). Количество каналов входного захвата и выходного сравнения должно быть не менее 3, желательно 6.8, причем наступления каждого из событий вызывает прерывание с собственным вектором обслуживания.

Процессорное ядро МК класса "Motor Control" в подавляющем большинстве моделей не является специально разработанным, оно заимствуется у МК общего назначения. Поскольку основные классификационные признаки МК -разрядность и архитектура процессорного ядра, то и "Motor Control" делят на группы 8, 16, 32-разрядных и МК на основе DSP. Независимо от принадлежности к той или иной группе, процессорное ядро МК класса "Motor Control" должно обладать следующими свойствами:

• быть одним из самых быстродействующих в группе;

• иметь команды аппаратного умножения и деления;

• иметь эффективную многовекторную систему прерываний, позволяющую обработать запрос за 1.5 мкс;

Специализацию микроконтроллера и возможность применения его в задачах управления электроприводом определяют в основном характеристики модуля ШИМ. Базовая функциональная структура модуля показана на рис. 3.2. % i о t 2 п ч

Теме ЕЮ tod

С кг по ндхюоинил И

В 2 х § и 5

--3 Г-! к

Сивтиик слоем ого иа оао Г

Входы тоциты

PVI41

-рукг

-PVM3 "PVK4

-»-PVWi

Рис.3.2.

Модуль ШИМ, ориентированный на управление трехфазными инверторами частотно - регулируемых электроприводов должен отвечать следующим основным требованиям.

• Генерировать шесть независимых или три комплиментарных пары ШИМ сигналов для управления ключами инвертора. В комплиментарном режиме ключи каждой фазы инвертора объединены в связанные пары. В любой момент времени в открытом состоянии находится только один ключ из пары, т.е. формируемые модулем сигналы управления ключами одной фазы взаимно инверсны. Именно такой алгоритм переключения вентилей характерен для способов формирования выходного напряжения методом ШИМ.

Обеспечивать независимый выбор полярности сигналов ШИМ для верхней и нижней группы ключей. Это позволит подключать к выходам МК любые типы драйверов управления силовыми ключами. В комплиментарном режиме работы реализовать вставку программируемого времени коммутационной паузы. При управлении верхним и нижним ключами одного плеча мостовой схемы нельзя допускать одновременно их открытого состояния, которое может привести к короткому замыканию источника питания и резкому возрастанию тока. Для предотвращения такой возможности при переключении между верхним и нижним ключами вводится коммутационная пауза, в течение которой оба ключа закрыты. Тем самым реализуется защита плеча инвертора от сквозного тока.

Обеспечивать коррекцию ширины импульса управления верхним и нижним ключами одной фазы для компенсации влияния "мертвого времени". Наличие коммутационной паузы при индуктивном характере нагрузки приводит к искажению планируемой формы напряжения на нагрузке. При вставке коммутационной паузы контроллер обычно распределяет ее поровну между верхним и нижним ключами. Однако из-за индуктивности нагрузки напряжение на интервале коммутационной паузы не равно нулю, а зависит от полярности протекающего тока. Это вызывает искажение в напряжении на нагрузке. Для компенсации искажений коммутационная паузы не должна распределяться между верхним и нижним ключами, и должна уменьшать длительность включения нижнего ключа при положительном знаке тока и уменьшать длительность включения верхнего ключа при отрицательном знаке тока. Модуль ШИМ должен иметь для этой цели специальные входы полярности тока и возможность выбора метода коррекции.

• Иметь аппаратные входы защиты с программируемым отключением выходов управления ключами. Сигнал со специального входа МК (от драйверов и дополнительных датчиков в силовой части инвертора) должен немедленно переводить сигналы управления вентилями в неактивное состояние.

• Нагрузочная способность каждого из шести каналов ШИМ должна обеспечивать непосредственное подключение к оптопаре драйвера управления ключом. Данное значение должно находиться в пределах 10.20 мА.

• Позволять реализовать два способа формирования ШИМ сигналов: двухстороннюю "центрированную" ШИМ модуляцию или одностороннюю "фронтовую".

Последнее требование следует пояснить более подробно (рис. 3.3). В случае двухсторонней ШИМ импульсы по различным каналам начинаются в один и тот же момент времени - в начале очередного периода ШИМ. Такая модуляция называется "фронтовой", так как положительные фронты всех ШИМ-сигналов синхронизированы по времени. Главным недостатком "фронтовой" модуляции является как раз одновременность переключения силовых ключей инвертора, что ухудшает гармонический состав формируемых выходных напряжений. В этом смысле использование "центрированной" модуляции позволяет разнести по времени моменты переключения силовых ключей различных каналов инвертора и тем самым существенно улучшить гармонический состав выходного напряжения. Как видно на рис.3.3, все выходные импульсы располагаются при этом симметрично относительно центра периода ШИМ.

История МК для управления двигателями началась с двух 8 - разрядных моделей: С504 от Infineon (ранее Siemens) и НС708МР16 от Motorola [39]. Оба

МК имели в своем составе модуль ШИМ-генератора, оптимизированный для управления типовыми схемами силовой электроники. Структура и технические характеристики ШИМ-генератора в сочетании с возможностями МК по хранению и выборке данных из таблиц позволяют эффективно применять эти МК для решения задач регулирования и формирования а> Б)

Рис.3.3.

Правильный выбор МК позволяет расширить функциональные возможности пультов управления. Текстовый вывод сообщений на ЖК-дисплей, цифровой ввод уставок, программное конфигурирование режимов работы превратили обычный пульт управления преобразователя частоты в многофункциональный интерфейс оператора, Именно эта функция в сочетании с низкой стоимостью позволяют 8-разрядным МК "Motor Control" (табл. 3.1.) сохранить свои позиции.

Заключение

В работе получены следующие основные результаты:

1. Предложена математическая модель для эффективного синтеза микропроцессорной системы управления ПЧ с самоподстройкой коэффициента.

2. Показана возможность создания адаптивной системы управления с программной реализацией самоподстройки стабилизирующего контура для электропривода по схеме ПЧ-АД.

3. Сформулированы рекомендации по выбору оптимального алгоритма самоподстройкой стабилизирующего контура электропривода по схеме ПЧ-АД.

4. Обоснован выбор аппаратной реализации системы управления частотно-регулируемого электропривода общепромышленного применения.

5. Разработаны алгоритмы и рабочие программы адаптивного управления электроприводом.

Результаты синтеза и теоретических исследований подтверждены экспериментально и используются при организации промышленного выпуска преобразователей частоты серии «КЭУ».

1.А., Кривицкий С.О., Эпштейн И.И., Частотно-регулируемый электропривод. Авт.свид. СССР. кл. 7/42, № 409347, заявлено 20.04.71, и 1648243/24-7, опубликовано 05.11.74. Бюллетень №48.

2. Альтшуллер И.А. и др. Способ управления частотно-регулируемым электроприводом. Авт.свид.СССР, кл. Н02р 5/34, № 434552, заявлено 02.12.72, №1852470/24-7, опубликовано 13.11.74. Бюллетень № 24.

3. Апьтшулер И. А., Эпштейн И. И. Устойчивость асинхронного электропривода с автономным инвертором напряжения // Электротехника. 1980. №6. С. 12 - 16.

4. Автоматизация моделирования электромеханических систем / A.B. Балуев, М.Ю. Дурдин, А.Р. Колганов, В.А. Хвостов.- Брянск: БИТМ, 1995.-92 с.

5. Богаченко Д. Д. Исследование и разработка частотно-регулируемого электропривода с автономным инвертором напряжения: Дисс. на соиск. учен, степени к.т.н. -М., 1980. 178 с. с прил.

6. Бычков М. Г. Модули ШИМ в микроконтроллерах фирмы Motorola для систем управления электроприводом //Chip News, 1997, №11-12, с.41-45.

7. Системы управления энергосберегающих электроприводов общепромышленных механизмов. Богаченко Д. Д., Кудрявцев А. В., Ладыгин А. Н. И др. // Электротехника. 2002. - №5. - С. 2 - 7.

8. Водорезов В.М., Иванова Е.А. Компьютерные системы моделирования электроприводов // Электротехника. 1996. - №7. - С. 48 - 51.

9. Глух Е. М., Зеленов В. Е. Защита полупроводниковых преобразователей. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1982. -152 с. ил.

10. Гультяев А.И. Визуальное моделирование в среде MATLAB: учебныйкурс СПб.: Питер, 2000 - 430 с.11 14. Дьяков и др. Электропривод, Авт. свид., кл. Н02/Р 7/74, №420070.заявлено 02.07.71, №1676868/24-7,опубликовано 10.09.74. Бюллетень № 10,СССР,

11. Зализняк В. П. Исследование на АВМ частотно- регулируемого асинхронного привода со звеном постоянного тока // Вестник Харьковского политехнического института. 1974. - № 85. - С.54 - 57.

12. Иванов В. В., Колпаков А. И. Применение IGBT // Электронные компоненты. 1996. - № 1(2). - С. 12 - 15.

13. Ивоботенко Б. А. Планирование эксперимента в электромеханике. — М. : Энергия, 1975. 184 с. с ил.

14. Исаев И.П., Иньков Ю.М., Маричев М.А. Вероятностные методы расчета полупроводниковых преобразователей. М.: Энергоатомиздат, 1982.-96 с.

15. Ильинский Н.Ф. Основы электропривода // -М.: изд-во МЭИ, 2000.-164 с.

16. Ильинский Н.Ф. Элементы теории эксперимента. 2-е изд., перераб. и доп - М.: МЭИ, 1983.-92 с.

17. Керимбаев А. А. Исследование автоколебаний в системе преобразователь частоты с автономным инвертором напряжения -асинхронный двигатель: Дисс. на соиск. учен, степени к.т.н. М., 1977. -186 с.

18. Ключев В. И. Теория электропривода. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1998. - 704 с. с ил.

19. Козаченко В.Ф. Руководство по применению 16-разрядных микроконтроллеров INTEL MCS-196/296 во встроенных системах управления. М.: Эком, 1997. 688 с.

20. Компенсация низкочастотных колебаний напряжения инвертора, питающего асинхронный двигатель. Пат. США, кл.321-18, 3/Н02,3670233, заявл. 25.09.70, опубл. 13.06.72.

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

22. Кривицкий С. О., Эпштейн И. И. Динамика частотно-регулируемых электроприводов с автономными инверторами. М.: Энергия, 1970. - 152 с.

23. Современные преобразователи частоты в электроприводе. «Приводная техника», 1998г., №3 Кудрявцев А.В, Ладыгин А.Н.

24. Ладыгин А.Н., Никифоров А.Д. Адаптивная система управления частотно-регулируемого электропривода /Труды 15-ой Всероссийской конференции «Автоматизированный электропривод в 21 веке», сентябрь 2004, Магнитогорск, т. 1, С.200-203.

25. Ладыгин А.Н., Никифоров А.Д. Исследование адаптивной системы управления частотно-регулируемого электропривода. //Электропривод и системы управления. М., Моск. энерг. ин-т, 2004. - Труды МЭИ. Вып. 680. - С.64-71.

26. Листенгартен Б. А. Использование метода планирования эксперимента при исследовании частотно-регулируемого асинхронного электропривода // За технический прогресс. 1973. - № 11. - С. 19 - 22.

27. Маркин В. В. Техническая диагностика вентильных преобразователей. -М.: Энергоатомиздат, 1985. 152 с. с ил.

28. Никифоров А.Д. Микропроцессорная система управления частотно-регулируемого электропривода. /Восьмая Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3-х т.-М.: МЭИ, 2002, Т.2, 92 с.

29. Никифоров А.Д. Исследование частотно-регулируемого электропривода с системой управления на базе восьмиразрядного микроконтроллера. /Десятая Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3-х т.-М.: Издательство МЭИ, 2004. Т.2.

30. Никифоров А.Д. Применение 8-разрядных микроконтроллеров класса "Motor Control" в системе управления частотно-регулируемого электропривода. //Электропривод и системы управления. М., Моск. энерг. ин-т, 2003. - Труды МЭИ. Вып. 679. - С.74-84.

31. Однокристальные микроЭВМ. М.: МИКАП, 1994. - 400 с. с ил.

32. Осипов О. И., Усынин Ю. С. Техническая диагностика автоматизированных электроприводов. -М.: Энергоатомиздат, 1991. -160 с. с ил.

33. Петров JI. П. Нелинейная модель для исследования динамики асинхронных электроприводов // Электричество. 1973. - № 8. - С.61 -65.

34. Поздеев А. Д. Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах. Чебоксары: Чувашский ун-т, 1998. - 172 с.

35. Проектирование бесконтактных управляющих логических устройств промышленной автоматики. -М.: Энергия, 1977. 384 с. с ил.

36. Ремизевич Т. В. Микроконтроллеры для встраиваемых приложений: от общих подходов к семействам НС 05 и НС 08 фирмы Motorola. - М.: ДОДЭКА, 2000. - 272 с.

37. Ремизевич Т.Н., Козаченко В.Ф. Микроконтроллеры для встраиваемых систем управления электроприводом. //Электронные компоненты. 2002. №7. С.83-88.

38. Сандлер А. С. Электрошпиндели для внутреннего шлифования. М.: Машиностроение, 1977. - 136 с.

39. Сандлер A.C., Сарбатов P.C., Керимбаев A.A., Богаченко Д.Д.

40. Автоколебания в разомкнутой системе преобразователь частоты -асинхронный двигатель. Труды МЭИ. Автоматизированный электропривод промышленных установок. Вып.223, 1975, с.26-30.

41. Сарбатов P.C., Богаченко Д.Д. Исследование автоколебаний в системе преобразователь частоты асинхронный двигатель частотными методами. Труды МЭИ. Вып. 477, 1980, с.25-29.

42. Сарбатов P.C., Богаченко Д.Д., Керимбаев A.A. Тиристорный электропривод переменного тока. Авт. свид. СССР, кл.2 Н02р 5/40, № 936331,заявлено 09.11.77. № 2540741/24-07,опубликовано 15.06.82. Бюллетень №22

43. Сташин В. В. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах. М.: Энергоатомиздат, 1990. -224 с.

44. Проблемы частотного управления асинхронными электроприводами (Чиликин М.Г., Сандлер A.C. и др. Электричество, 1976, № 5, с. 18-23.

45. Попков О.З. Основы преобразовательной техники. Неуправляемые выпрямители: Конспект лекций // -М.: Изд-во МЭИ, 2001. -64 с.

46. Розанов Ю.К. Основы силовой электроники // -М: Энергоатомиздат, 1992. -296 с.

47. Терехов В.М. Дискретные и непрерывные системы управления в электроприводах // -М.: Моск. энерг. ин-т, 1989. -80 с.

48. Чайка Д.В. Особенности построения микропроцессорной системы управления на базе 8-битного микроконтроллера для частотно-регулируемого электропривода. // Электропривод и системы управления. М., Моск. энерг. ин-т, 2001. - Труды МЭИ. Вып. 677. -С.93-100.

49. Шагурин И.И. Микропроцессоры и микроконтроллеры фирмы Моторола. М.: Радио и связь, 1998. 560 с.

50. Электропривод переменного тока с частотным управлением / Под ред.пб

51. Щукина Г. А. М.: МЭИ, 1989. - 76 с.

52. Электротехнический справочник: В 4 т. Т.4. Использование электрической энергии // Под общ. Ред. Профессоров МЭИ (гл. ред. А.И. Попов), М.: Издательство МЭИ, 2002. 696 с.

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

54. Яцук В.Г.,Петренко В.Ф. Способ устранения автоколебаний асинхронного двигателя. Авт. свид. СССР, кл.2 Н02р 7/42, №348153,заявлено 26.01.68. № 1213706/24-7,опубликовано 27.03.74.

55. Башарин A.B., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов. Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982. - 392 е., ил.

56. Устойчивость адаптивных систем: Пер. с англ./Андерсон Б., Битмид Р., Джонсон К. и др. М.: Мир, 1989. - 263 е., ил.

57. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением/Ю. А. Борцов, Н.Д. Поляхов, В.В. Путов. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1984. - 216 е., ил.