автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка и исследование автоматизированного электропривода на базе вентильного двигателя с нечетким регулятором скорости

На правах рукописи

КАРАНТАЕВ Владимир Геннадьевич

У

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА НА БАЗЕ ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ С НЕЧЕТКИМ РЕГУЛЯТОРОМ СКОРОСТИ

Специальность 05.09.03 - «Электротехнические комплексы и системы»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2006

Работа выполнена в Липецком государственном техническом университете.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Мещеряков Виктор Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Глинкин Евгений Иванович, кандидат технических наук, профессор Фролов Юрий Михайлович.

Ведущее предприятие:

федеральный научно-производственный Центр ЗАО НПК(О) «ЭНЕРГИЯ» (г. Воронеж).

Защита диссертации состоится «29» марта 2006 г. в 10е® в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.09 в Воронежском государственном техническом университете по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Автореферат разослан <2? » февраля 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

Кононенко К.Е.

го ос ь

Л 33 ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Пути развития автоматизированного электропривода связаны с разработкой новых и совершенствованием существующих систем электропривода переменного тока, к которым относится электропривод на основе вентильного двигателя.

Широкие перспективы при разработке унифицированных систем электроприводов открываются при использовании современной элементной базы, управляющих алгоритмов. Разработке автоматизированного адаптивного электропривода способствует активизация работ в области теории искусственного интеллекта, особенно таких разделов, как нейронные сети, нечеткая логика, адаптивные нечеткие логические системы вывода, применение которых в сочетании с современными промышленными контроллерами позволяет строить системы управления сложными нелинейными объектами, к которым относится вентильный двигатель. Применение современных цифровых контроллеров в конструкции комплектного электропривода, которым по существу является вентильный двигатель, позволит уйти от использования в системах управления микросхемотехники большой степени интеграции.

В электроприводах станков, конвейеров, прокатных станов, подвижного состава, имеющих сложную многомассовую механическую часть, работа которых сопровождается приложением различных видов нагрузки (ударный момент, момент резанья, момент сухого трения и др.), изменением температурных режимов работы, применение стандартных способов управления, расчет которых основан на применении физических параметров электрической машины, не обеспечивает необходимого качества регулирования. Применение адаптивных систем управления, основанных на методах теории искусственного интеллекта: нечеткой логике, адаптивных нейро-нечетких логических системах вывода, позволит сократить время разработки и внедрения электропривода, легко адаптировать систему управления для электродвигателей различных мощностей, улучшить динамику электропривода.

Выше изложенное позволяет сделать вывод об актуальности разработки новых систем автоматизированных электроприводов на основе вентильного двигателя.

Работа выполнена на кафедре электропривода Липецкого государственного технического университета в рамках программы Минобразования РФ "Разработка универсальных энергосберегающих систем электроприводов переменного тока для механизмов общепромышленного назначения ".

Цель работы: совершенствование систем автоматизированного электропривода с вентильным двигателем путем разработки новой системы автоматизированного управления с нечетким регулятором скорости, обеспечивающей улучшенные динамические характеристики электропривод;

Для достижения поставленной цели решались следую *"

¡ЗЖ

— исследование электромагнитных свойств синхронного двигателя, включенного по схеме вентильного двигателя при питании от источника напряжения;

— исследование электромагнитных свойств синхронного двигателя, включенного по схеме вентильного двигателя при питании от источника тока;

— исследование электромагнитных свойств режима электродинамического торможения вентильного двигателя;

— моделирование динамических режимов работы вентильного двигателя;

— моделирование замкнутых систем автоматизированного электропривода на основе вентильного двигателя;

— экспериментальные исследования свойств автоматизированного электропривода с вентильным двигателем;

— синтез замкнутых систем автоматизированного управления вентильным двигателем с нечетким регулятором скорости;

— исследование свойств адаптивных нейро-нечетких логических систем вывода (АМТО-систем).

Методы исследования. Поставленные в работе задачи решались методами математического моделирования нелинейных систем на ЭВМ с использованием численных методов решения, методами экспериментального подтверждения, методами структурно-топологического анализа теории автоматического управления.

Научная новизна:

— исследованы и сопоставлены электромеханические свойства синхронного двигателя, включенного по схеме вентильного двигателя при питании от источника тока и напряжения, отличающиеся от ранее проводимых анализом динамических свойств синхронного двигателя с магнитостатическим возбуждением;

— разработана методика синтеза нечеткого регулятора скорости замкнутой системы управления автоматизированным электроприводом с вентильным двигателем, оригинальность которой состоит в применении прямонаправленной многослойной сети для идентификации параметров нечеткого регулятора скорости;

— разработаны и исследованы математические модели замкнутых систем управления электроприводом подачи металлорежущих станков с нечетким регулятором скорости, применение которых позволяет учесть особенности динамических и статических режимов работы электропривода подачи.

Практическая значимость:

— разработана конструкция электропривода с вентильным двигателем на основе серийно выпускаемых ОБР-контроллеров и полупроводниковых инверторов. Применение в системе управления нечеткого регулятора скорости позволяет улучшить эксплуатационные, энергетические, динамические характеристики промышленного электропривода;

— предложена методика синтеза нечеткого регулятора скорости, построенного на основе адаптивных нечетких логических систем вывода, применение которых позволяет при наличии экспериментального стенда в промышленных условиях строить автоматизированную систему управления электроприводом, исходя из конкретных условий. На защиту выносится:

— результаты исследования систем вентильного двигателя при питании от источника тока и напряжения;

— результаты анализа и синтеза замкнутой системы управления вентильным двигателем;

— результаты математического моделирования замкнутых систем управления вентильным двигателем;

— результаты математического моделирования замкнутых систем управления вентильным двигателем с нечетким регулятором скорости;

— методика синтеза нечеткого регулятора скорости замкнутой автоматизированной системы управления электроприводом с вентильным двигателем.

Достоверность полученных результатов подтверждается математическим моделированием, экспериментом и сопоставимостью полученных результатов с положениями общей теории электропривода.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на международной научно-технической конференции «Теория и практика производства листового проката», посвященной памяти Сергея Леонидовича Коцаря, г. Липецк, 2003 г.; международном форуме по проблемам науки, техники и образования, г. Москва, 2003 г.; областной научно-практической конференции «Наука в Липецкой области: истоки и перспективы», г. Липецк, 2004 г.; всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергетика и энергосберегающие технологии», г. Липецк, 2004 г.; всероссийской научно-технической конференции «Энергосбережение и энергоэффективные технологии», г. Липецк, 2004 г.; юбилейной научно-технической конференции кафедры электропривода «Проблемы автоматизированного электропривода, информационных и электротехнических систем», г. Липецк, 2004 г.; международном форуме по проблемам науки, техники и образования, г. Москва, 2004 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ. Личный вклад автора. В работах, написанных в соавторстве, личный вклад автора заключается в следующем: в [2] составлена математическая модель двигателя переменного тока, проведен структурно-топологический анализ; в [5] предложена математическая модель вентильного двигателя для исследования динамических и энергетических свойств при изменении температуры обмоток статора электрической машины; в [6] предложена

математическая модель вентильного двигателя в осях проведен

структурно-топологический анализ синхронного двигателя при питании от

инвертора напряжения; в [7] составлена математическая модель электропривода подачи металлорежущего станка, исследованы динамические характеристики электропривода; в [8] составлена математическая модель электропривода подачи металлорежущего станка с технологической обратной связью, предложен способ синтеза нечеткого лингвистического регулятора; в [9] проведен структурно-топологический анализ линеаризованной двухмассовой электромеханической системы электропривода с вентильным двигателем; в [10] написаны глава 2 «Пакет математических программ matlab», и глава 3 «Построение систем управления вентильным двигателем с использованием нечетких лингвистических регуляторов», в [11] предложена методика построения нечеткого лингвистического регулятора скорости, построена математическая модель электропривода подачи станка с вентильным двигателем.

Структура и обьем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий обьем диссертации 184с., в том числе 160 с. основного текста, 104 рисунка, список литературы из 108 наименований, 5 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении определены решаемые в диссертации научно-технические проблемы и задачи, обоснована актуальность, показаны новизна и практическая ценность работы, выделены основные защищаемые положения.

В первой главе проведен анализ этапов исторического развития электропривода с вентилытым двигателем, в рамках которого освещены основные концептуальные схемотехнические решения и расчетные методики, свойственные каждому этапу. Описаны основные конструкционные типы применяемых синхронных двигателей. Перечислены достоинства двигателей с электромагнитным и магнитостатичеким возбуждением. Для станочного электропривода наиболее подходящими являются синхронные двигатели с магнитостатическим возбуждением. Для такого рода двигателей преимущество принадлежит электрическим машинам, имеющим конструкцию ротора с призматическими магнитами.

В силу широкого диапазона мощностей применяемых электроприводов с вентильным двигателем спектр используемой силовой электроники велик. В конструкциях электроприводов с вентильным двигателем применяются практически все типы полупроводниковых преобразователей. В электроприводах средней мощности, к которым относится станочный электропривод, преимущество отдается схемам со звеном постоянного тока с реализацией инвертора напряжения на ЮВТ или MOSFET силовых модулях.

В заключительной части главы рассмотрены основные методы управления вентильным двигателем. Описана возможность косвенного управления без датчика положения ротора. Для электропривода, в котором точность поддержания скорости и момента являются критичным параметром, такой способ управления нельзя признать приемлемым, поэтому по-прежнему

находят применение высокоточные датчики положения ротора, реализованные с помощью цифровых технологий. Для жестких систем электропривода применение принципа подчиненного регулирования координат можно считать оправданным, однако в многомассовых системах с упругостью и зазором данный принцип управления не реализует оптимального качества регулирования. Для сложных систем электроприводов с нелинейными объектами управления целесообразным является применение адаптивных способов управления. Концепция непосредственного цифрового управления позволяет применять на практике такие методы искусственного интеллекта как нечеткая логика и нейронные сети, которые подходят для построения систем автоматизированного управления сложными нелинейными объектами.

Во второй главе проведен анализ динамических систем электропривода с вентильным двигателем, имеющим магнитостатическое возбуждение.

Математическая модель вентильного электродвигателя базируется на методике обобщенной электрической машины. Для аналитичеких исследований наиболее подходящей является запись системы уравнений в координатах {х, у}.

Практический интерес представляет собой сравнение динамических свойств электромагнитных переходных процессов систем вентильного двигателя, построенных по принципу синхронный двигатель - источник напряжения, синхронный двигатель - источник тока при наличии демпферной обмотки на роторе. На рис. 1 показана структурная схема математической модели ВД в осях {х, у}. Использование структурно-топологических методов, в частности теоремы Мэйсона, позволяет определить передаточные функции между переменными систем, а так же выявить характеристические уравнения систем.

Характеристическое уравнение системы СД-ИН:

Т|р2+2Тэр + 1 +

где Т = ^

СД-ИН; 8 = -

га,

'8 *

18;

+ 2ЬБ =0,

(1)

к

- электромагнитная постоянная двигателя в системе

Я -Ь2

скольжение двигателя; 8к =--—-- —

Ь,(Ь,Ь2 -14)

критическое скольжение при питании двигателя от источника напряжения;

ь =

н

Корни характеристического уравнения:

г^2

+ 2Ьв

(2)

Характеристическое уравнение системы СД-ИТ:

Тэтр2+2Тэтр +1 + Ь

=0,

где Тэт = —--электромагнитная постоянная двигателя в системе СД-

ИТ; = — ■— критическое скольжение при питании двигателя от

источника тока.

Корни характеристического уравнения:

1 х- 8

хи =-« ± Я =-;г-± •

2эт Ь^эт

(4)

Сравнительный анализ корней характеристических уравнений (1) и (3) позволяет сделать следующие выводы:

1) динамические режимы работы систем СД-ИТ и СД-ИН сопровождаются колебательными переходными процессами;

2) при этом электромагнитная постоянная Тэт > Тэ - это свидетельствует о том, что в разомкнутых системах СД-ИТ и СД-ИН колебательность будет выше у систем первого типа, при этом надо отметить, что Тэ растет с увеличением мощности электрической машины;

3) исходя из предыдущего пункта, можно сказать, что в системах СД-ИТ должны применяться СД, в которых конструкционными особенностями заложена минимизация электромагнитной постоянной Тэт;

4) повышенная колебательность систем электропривода с ВД, реализованных по принципу СД-ИТ, должна быть компенсирована применением системы автоматического управления с оптимальной настройкой регуляторов.

Проведен анализ вентильного двигателя с магнитостатическим возбуждением без демпферной обмотки на роторе.

Характеристическое уравнение такой системы имеет вид:

Ь2р2 + 2К)Ь1р + Ь2©2 + Л2 = 0. ф

Корни характеристического уравнения: И.

р, 2 = -а ± .¡£2 = —+ 2L1jL1ю,.

Ь> (6)

Таким образом, можно сделать вывод о том, что динамика электромагнитных переходных процессов в вентильном двигателе с магнитостатическим возбуждением характеризуется колебательным переходным процессом с затухающими колебаниями. При малых частотах вращения динамические свойства ВД близки к динамическим свойствам электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения.

Рис.1. Структурная схема вентильного двигателя в осях {х, у}

На основании составленной математической модели было проведено математическое моделирование ВД на ЦВМ.

Для обобщенного анализа более удобно рассматривать математические модели ВД, представленные в относительных единицах. В качестве базовых величин примем:

гь=к,; ч=—; ть юь=°>с; "ь=имФ>

гь 1

где гь - базисное сопротивление, ¡ь - базисный ток, иь - базисное

напряжение, - базисное потокосцепление, ть - момент базисный, соь -

базисная скорость вращения, п - число фаз, р - число пар полюсов.

Относительные переменные запишутся в виде:

' ~" ?---т » "в' т> ' X я

1ь Юк ть Я, Мь

и . \ ш т а>ьЬ, 1аь . .

■ ■ -• —; со. =—; т. =—; = -£-±; Тга. =7^; и =^-соь.

ч

_ . гр т-- •

иа» — Ча» + V ®' ^"Чя* > сН[ ,

иц, = 1,ч. + Т5. - а>. • Т5.1Ы. + со.; т. = 1,ч.;

т. -тс, = 1т. —• где иа,, и ,,

'и*' Чц* напряжение, токи в обмотках статора по осям

М-

Результаты математического моделирования показывают, что оптимальным углом установки ДПР является угол равный 90°. Изменение постоянной времени запаздывания в канале обратной связи по положению, увеличение температуры обмоток электрической машины влечет за собой ухудшение динамических и энергетических свойств вентильного двигателя.

В третьей главе синтезирована система подчиненного управления электроприводом с ВД при настройке на модульный оптимум.

Показаны достоинства и недостатки этого метода управления, предложена методика синтеза нечеткого регулятора скорости, основанная на применении метода построения адаптивных нейро-нечетких логических систем заключений (АМЧБ), который позволяет использовать достоинства нечетких логических систем и искусственных нейронных сетей.

На рис. 2 приведена структурная схема беспоисковой адаптивной системы управления ВД, на рис. 3 структурная схема системы автоматического управления ВД. В качестве регулятора скорости может быть применен нечеткий регулятор скорости (НРС).

Рис.3. Функциональная схема системы автоматического управления

На первом этапе реализации НРС строится адаптивная нейронная сеть, после обучения которой получаем законченный нейроконтроллер. Используя эквивалентность нечетких систем тапа Сугено прямонаправленным нейронным сетям, строится нечеткая логическая система. В рамках подтверждения полученных математических результатов была составлена модель электропривода с ВД в математическом пакете МайаЬ.

Первый этап - фаззификация, который реализуется автоматически при обучении нейронной сети. Входное нечеткое множество «Ошибка по скорости Б» представлено в виде:

Рис.4. Нечеткое входное множество «Ошибка по скорости»

В области следствия использовалась лингвистическая переменная «задание на ток 1ч».

База нечетких логических правил запишется: Если 8 = 1п1тП, то 1ч = оиИтП = -0.48,

Если в = 1п1п^2, то 1ч = оиИтЙ = -0.48,

Если Б = 1п1п^3, то 1ч = 01й1т£3 = -0.48,

Если Б = 1п1тГ4, то I, = оиПпЛ = -0.48,

Если в = 1п1п^5, то 1ч = оиПтб = 0.48, Если Б = 1п1т£6, то 1Ч = outlmf6=0.48.

Второй этап - определяются значения весовых коэффициентов: а^Цштй®- (8)

Третий этап - дефаззификация, которая проводилась по следующей формуле:

£«. Л-

4 =

1-1

к

1-1

(9)

Реализация электропривода с гибкими обратными связями по регулируемым координатам позволит улучшить динамические характеристики «жесткого электропривода».

В качестве входного нечеткого множества первой входной переменной НРС представлено нечеткое множество «Ошибка по скорости Б», которое нормируется по требуемым режимам работы. В качестве входного нечеткого множества второй входной переменной НРС - «Ускорение А».

Охсшш оереыентя «Ошибка по скорости* 8

Рис.5. Нечеткое входное множество «Ошибка по скорости»

Входная шрсмниая «Ускорение» А

Рис.6. Нечеткое входное множество «ускорение»

В области следствия использовалась лингвистическая переменная «задание на ток 1ч».

База нечетких логических правил запишется: Если 8 = 1п1т£ 1, то 1ч = оийтА = 0,

Если Б = 1п1тГ 2, то 1ц = оШ1п^2 = 0.6146,

Если в = 1п1п^3, то 1ч =оЩ1шВ= 1.243,

Если в = 1п1п^4, то = огй1т£* = 1.872,

Если Б = 1п1тГ5, то I, = от1ш£5 = 2.5,

Если 8 = 1п1т51 и А = тП, то 1ч = оЩ1т£5 = 2.5,

Если в = 1п1тП и А = тП, то 1ч = оиИтП = 0.

Второй этап - определяются значения весовых коэффициентов:

а1 =М-1п1тл(3); (10)

а2 = ^шгг (Ю; О1)

«3 =^1п1гагз(8); (12)

<*4 ^ШиТ*®; О3)

аз-Ьити®; (14>

«6=^1п1«п(8)ЛЦшП(А); (15)

а7 = ЦштП (®)Л ИшП (А); (16) Третий этап - дефаззификация, которая проводилась по следующей фор-

муле:

2>.-Хф

1„ =-

(17)

Ч к

1«,

1=1

Для улучшения динамических свойств электропривода в работе предложено использовать гибкую обратную связь по скорости. При реализации гибкой обратной связи использовалось реальное дифференциальное звено с передаточной функцией:

= (18) 10р + 1

Математическое моделирование линеаризованной модели электропривода ВД и модели, основанной на системе нелинейных дифференциальных уравнений, при использовании НРС дало идентичные результаты. Применение НРС при изменении физических параметров электропривода позволяет улучшить динамику работы электропривода.

На рис. 7 приведены сравнительные результаты математического моделирования электропривода с вентильным двигателем при изменении электромагнитной постоянной электрической машины.

0,35 »¿О 0,25

0,10 0,05 0

/ г—-1—« :4::1г 1 1 .4.

— 1 1 -.! ! ■ 1.

0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0.14 0,16

Рис.7. Сравнительные результаты моделирования переходных процессов М(1:), со(1:) режима пуска ЭП с ВДМС = М^, Тэ = 2.5 • Т^

На рис.8 приведены сравнительные результаты моделирования пуска двухмассовой электромеханической системы с зазором.

Рис.8. Сравнительные результаты моделирования переходных процессов СО 2 режима пуска двухмассовой упругой системы ЭП с ВД

Обощенный анализ двухмассовой нелинейной системы электропривода с вентильным двигателем показал, что применение НРС позволяет улучшить динамику электропривода в целом, логарифмический декремент затухания колебаний скорости второй массы при применении нечеткого лингвистического регулятора в 4 раза больше, чем при использовании стандартного П -регулятора скорости.

В четвертой главе проведен анализ энергетических характеристик электропривода с ВД, перечислены требования, предъявляемые к электроприводам подачи металлорежущих станков, составлена математическая модель механической части электропривода подачи металлорежущего станка, построена нагрузочная диаграмма работы ЭП, кривая оптимального регулирования подачи, проведено сравнительное математическое моделирование режимов работы электропривода подачи при использовании П -регулятора скорости и нечеткого регулятора скорости, составлена математическая модель электропривода подачи при использовании обратной связи по мощности резанья, проведено сравнительное моделирование.

В рамках проведенных экспериментальных работ на ОАО Липецкий завод «Центролит» на горизонтально-фрезерном станке 6П13Ф20 были получены осциллограммы режима пуска и торможения электропривода подачи по координате х.

Математическое описание механической части электропривода подачи металлорежущего станка имеет вид:

М1-Мс1-М12=1Е1 ёю, 1Г; (19)

М12~МС2 _МС2 (20)

Мё2 = (32 -со2 ; (21)

МС2 =|мС2Цпш2; (22)

Мс,=0! •«>,; (23)

М12=С12(Ф1-Ф2ПР); (24)

Ми=М12+Р12 — "Ф2пр). <11 ' (25)

®2пР=УподР"1; (26)

Ф2пр=82Р_1; (27)

со, =—1; (28)

1 ск

^Ф2„Р (29)

М, =Р, р. (30)

где

М, — момент двигателя; ~ суммарный приведенный момент инерции поступательно-движущейся второй массы; - суммарный момент инерции первой массы; Мг - горизонтальная составляющая момента резанья; Рг -горизонтальная составляющая суммарной силы резанья; со, - скорость вращения вала двигателя; упод - скорость поступательного движения стола (скорость подачи); ю2пр - приведенная угловая скорость движения стола; (р, -угловые перемещения вала двигателя; 82 - поступательное перемещение стола; <р2пр ~ приведенные угловые перемещения стола; с12 - суммарная жесткость механической передачи.

На рис. 9, рис. 10 приведены результаты сравнительного моделирования режимов пуска, рабочих подач, фрезерования, полученные по математической модели электропривода подачи с вентильным двигателем при использовании в качестве регулятора скорости пропорционального регулятора и нечеткого регулятора. Использование НРС позволяет снизить общую потребляемую мощность, улучшить динамику электропривода подачи.

t,, oe

50 100 ISO 200 250 » loo 1» 200

Рис.9. Общая потребляемая мощность Рис.10. Сравнительные результаты электроприводом подачи фрезерного моделирования переходных процессов

станка в различных режимах работы C02llp, (t) режимов работы ЭП подачи

фрезерного стайка

На рис. 11 приведена экспериментальная осциллограмма пуска электропривода подачи горизонтально фрезерного станка 6П13Ф20.

® > рад/с

.Wvj»4 'Jj Wf-M'

Рис.11. Экспериментальная осциллограмма режима пуска электропривода подачи

Как видно из рис. 11 динамика , электропривода подачи станка сопровождается' затухающими колебаниями с частотой около 20-25 Гц. Эти колебания являются собственными колебаниями упругой системы станок -приспособление - инструмент - деталь, частота лежит в диапазоне более низком, чем полоса пропускания автоматизированного электропривода. Собственные колебания системы являются серьезным препятствием при улучшении производительности, качества, точности металлообработки

В рамках практической реализации- -полученных результатов был построен автоматический электропривод на серийно выпускаемой элементной базе. Поскольку предложенные алгоритмы управления электродвигателем являются нелинейными, было предложено для их формирования применить контроллер, построенный на специализированном цифровом контроллере фирмы Texas Instruments TMS 320LF2407. Интегрированные высокоскоростные порты связи позволили внедрить электропривод в автоматизированную систему управления фрезерным станком 6П13Ф20. Структурная схема предлагаемого электропривода показана на рис. 12.

Выпрряггель г-^-

Рис.12. Структурная схема электропривода

Основные результаты работы: По результатам проведенных теоретических и экспериментальных

исследований в области автоматизированного электропривода с вентильным

двигателем можно сделать следующие выводы:

1. Развиты положения теории динамической устойчивости синхронного двигателя при питании от источника напряжения и тока, включенного по схеме вентильного двигателя на основе структурно-топологических методов анализа. Проведен сравнительный анализ этих систем для условий работы металлорежущих станков, который показал, что лучшими динамическими показателями обладает вентильный двигатель, построенный по схеме источник напряжения - синхронный двигатель.

2. Проведенные исследования особенностей режима динамического торможения вентильного двигателя с магнитостатическим возбуждением позволили сделать вывод о том, что переходные электромагнитные процессы по своим свойствам близки к динамике электромагнитных процессов электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения.

3. Предложена методика синтеза нечеткого регулятора скорости, обеспечивающего лучшие динамические показатели по сравнению с традиционной системой подчиненного управления.

4. Разработана математическая модель замкнутой системы автоматического управления с нечетким регулятором скорости, применение которого в сложных электромеханических системах электроприводов позволяет улучшить их регулировочные характеристики.

5. Проведены экспериментальные исследования автоматизированного электропривода подачи металлорежущего станка, которые показали, что работа электромеханической системы электропривода подачи сопровождается упругими колебаниями в диапазоне частот 20-25 Гц, подавление которых возможно с применением в автоматизированной системе управления электроприводом нечеткого регулятора скорости.

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Карантаев В.Г. Использование теории обобщенной электрической машины для исследования динамических режимов вентильных двигателей малой мощности. Сборник трудов молодых ученых, посвященный 30-летию научно-исследовательского сектора Липецкого Государственного Технического Университета // Липецк: ЛГТУ, 2003. -

2. Мещеряков В.Н. Структурно-топологический анализ векторной модели двигателя переменного тока. Теория и практика производства листового проката. Сборник научных трудов. Часть 2 / В.Н. Мещеряков, В.Г. Карантаев // Липецк: ШТУ, 2003. - с.81-86.

3. Карантаев В.Г Синтез фаззи-регулятора для электропривода на базе вентильного двигателя. Труды Международного Форума по проблемам науки, техники и образования. Том 2 / Под редакцией: В. П. Савиных, В.В. Вишневского // М.: Академия наук о земле, 2003. - с.31-34.

4. Карантаев В.Г. Использование последовательной оптимизации контуров управления для синтеза системы автоматического управления вентильным двигателем. Сборник докладов всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергетика, энергосберегающие технологии». Часть 2 // Липецк: ЛГТУ, 2004. - с. 116-118.

5. Мещеряков В.Н. Исследование динамических и энергетических свойств вентильного двигателя при изменении температуры обмоток статора электрической машины. Сборник статей научно-технической конференции^ посвященной 30-летию кафедры электропривода Липецкого Государственного Техничеркого Университета. Материалы научно-технической конференции 2 июля 2004 г./ В.Н. Мещеряков, В.Г. Карантаев // Липецк: ЛГТУ, 2004. - с. 8-11.

6. Мещеряков В.Н. Структурно-топологический анализ векторной модели вентильного двигателя / В.Н. Мещеряков, В.Г. Карантаев // Изв. вузов. Электромеханика, 2004, № 3. С.25-29.

7. Мещеряков В.Н Модель электропривода подачи металлорежущего станка с вентильным двигателем. Сборник докладов всероссийской научно-технической конференции «Энергосбережение и энергоэффективные технологии - 2004». Ч асть 2 / В.Н. Мещеряков, В.Г. Карантаев // Липецк, ЛГТУ, 2004.-с. 53-58.

8. Мещеряков В.Н. Разработка Риггу-регулятора для электропривода станка с технологической обратной связью / В.Н. мещеряков, В.Г. Карантаев // Приборы и системы: управление контроль диагностика. 2004, л» 11. - С.

9. Мещеряков В.Н. Анализ двухмассовой электромеханической системы электропривода с вентильным двигателем. Промышленная информатика: Межвуз.сб.^на^ч. тр. / В.Н. Мещеряков, В.Г. Карантаев // Воронеж: ВГТУ,

Ю.Мещеряков В.Н. Использование математического аппарата нечеткой логики для построения систем управления автоматизированными электроприводами: учеб. пособие / В.Н. Мещеряков, В.Г. Карантаев, П.Н. Левин. - Липецк: ЛГТУ, 2005. - 86 с.

п Мещеряков В.Н., Карантаев В.Г. Синтез нечеткого лингвистического регулятора скорости для электропривода подачи металлорежущего станка. Труды Международного Форума по проблемам науки, техники и образования. Том 2 / Под редакцией: В. П. Савиных, В.В. Вишневского // М.: Академия наук о земле, 2004. - с. 111-114,

Подписано в печать 27. 02.2006г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 133. Липецкий государственный технический университет Типография ЛГТУ 398600 г. Липецк, ул. Московская, 30

¿00 Kfl

ВВЕДЕНИЕ.

1. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

С ВЕНТИЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ.

1.1 Конструктивные особенности электрических машин применяемых в электроприводе с вентильным двигателем.

1.2 Типы полупроводниковых преобразователей, применяемых при построении вентильного двигателя.

1.3 Классические и новые способы управления вентильным двигателем.

ВЫВОДЫ.

2. ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ КАК ЭЛЕМЕНТ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ.

2.1 Системы управления электроприводом с вентильным двигателем.

2.2 Структурно-топологический анализ векторной модели синхронного двигателя, включенного по схеме вентильного двигателя при питании от источника напряжения.

2.3 Структурно-топологический анализ векторной модели синхронного двигателя, включенного по схеме вентильного двигателя при питании от источника тока.

2.4 Исследование режима пуска и электродинамического торможения вентильного двигателя с магнитостатическим возбуждением методами структурно-топологического анализа.

2.5 Исследование динамических режимов вентильного двигателя на основе математической модели.

ВЫВОДЫ.

3. ЗАМКНУТЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ С ВЕНТИЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ.

3.1 Анализ динамики системы подчиненного управления вентильным двигателем.

3.2 Методика синтеза регулятора скорости на основе нейро-нечетких адаптивных систем вывода.

3.3 Замкнутая система управления с использованием нечеткого

Ч # регулятора скорости.

3.4 Анализ двухмассовой электромеханической системы электропривода с вентильным двигателем.

3.5 Модель системы автоматизированного управления электроприводом с вентильным двигателем, обобщенной двухмассовой механической частью с зазором.

ВЫВОДЫ.

4. СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОДАЧИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА С

ВЕНТИЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ.

4.1 Математическое описание механической части электропривода подачи металлорежущего станка.

4.2 Математическая модель электромеханической системы электропривода подачи горизонтально-фрезерного станка с нечетким регулятором скорости.

4.3 Экспериментальные исследования системы управления электроприводом подачи.

4.4 Энергетика электропривода с вентильным двигателем.

ВЫВОДЫ.

В современном производстве наметились основные тенденции развития: экономичность, надежность, унификация, максимальная автоматизация применяемых технологий. В равной мере это касается промышленного электропривода как составной части промышленных агрегатов.

Анализ материалов научно-технических конференций, семинаров и публикаций в научных журналах, посвященных промышленному электроприводу, показывает, что перспективы развития автоматизированного электропривода связаны с разработкой новых и совершенствованием существующих систем электропривода переменного тока, к которым относится электропривод на основе вентильного двигателя.

Широкие перспективы при разработке унифицированных систем электроприводов открываются при использовании современной элементной базы, управляющих алгоритмов. Способствует разработке автоматизированного адаптивного электропривода активизация работ в области теории искусственного интеллекта, особенно таких разделов, как нейронные сети, нечеткая логика, адаптивные нечеткие логические системы вывода, применение которых в сочетании с современными промышленными контроллерами позволяет строить системы управления сложными нелинейными объектами, к которым относится вентильный двигатель.

В электроприводах со сложной мнргомассовой механической частью, сложными видами нагрузки (ударный момент, момент резания и др.) применение адаптивных систем управления, основанных на методах теории искусственного интеллекта, дает наилучшие результаты. В ряде случаев при работе электропривода в составе автоматизированных поточных линий, автоматизированных роботизированных комплексов, где регулярные профилактические работы затруднительны, при работе в условиях агрессивной внешней среды применение коллекторных машин постоянного тока является затруднительным. Поэтому целесообразной представляется их замена на электрические машины переменного тока, не уступающие по электромеханическим и регулировочным свойствам в системах автоматизированного электропривода, вентильные электрические машины являются такой альтернативой.

Выше изложенное позволяет сделать вывод об актуальности разработки новой системы, автоматизированного электропривода на основе вентильного двигателя.

Объектом исследования являются системы электроприводов с вентильным двигателем.

Цель работы: совершенствование систем автоматизированного электропривода с вентильным двигателем путем разработки новой системы автоматизированного управления с нечетким регулятором скорости, обеспечивающей улучшенные динамические характеристики электропривода.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: исследование электромагнитных свойств синхронного двигателя, включенного по схеме вентильного двигателя при питании от источника напряжения; исследование электромагнитных свойств синхронного двигателя, включенного по схеме вентильного двигателя при питании от источника тока; исследование электромагнитных свойств режима электродинамического торможения вентильного двигателя; моделирование динамических режимов работы вентильного двигателя; моделирование замкнутых систем автоматизированного электропривода на основе вентильного двигателя; экспериментальные исследования свойств автоматизированного электро привода с вентильным двигателем; синтез замкнутых систем автоматизированного управления вентильным двигателем с нечетким регулятором скорости; исследование свойств адаптивных нейро-нечетких логических систем вывода (ANFIS-систем).

Методы исследования. Поставленные в работе задачи решались методами математического моделирования нелинейных систем на ЭВМ с использованием численных методов решения, методами экспериментального подтверждения, методами структурно-топологического анализа теории автоматического управления.

Научная новизна: исследованы и сопоставлены электромеханические свойства синхронного двигателя, включенного по схеме вентильного двигателя при питании от источника тока и напряжения, отличающиеся от ранее проводимых анализом динамических свойств синхронного двигателя с магнитостатиче-ским возбуждением; разработана методика синтеза нечеткого регулятора скорости замкнутой системы управления автоматизированным электроприводом с вентильным двигателем, оригинальность которой состоит в применении прямо-направленной многослойной сети для идентификации параметров нечеткого регулятора скорости; разработаны и исследованы математические модели замкнутых систем управления электроприводом подачи металлорежущих станков с нечетким регулятором скорости, применение которых позволяет учесть особенности динамических и статических режимов работы электропривода подачи.

Практическая значимость: разработана конструкция электропривода с вентильным двигателем на основе серийно выпускаемых DSP-контроллеров и полупроводниковых инверторов. Применение в системе управления нечеткого регулятора скорости, позволяет улучшить эксплуатационные, энергетические, дина/ мические характеристики промышленного электропривода; предложена методика синтеза нечеткого регулятора скорости, построенного на основе адаптивных нечетких логических систем вывода, применение которых позволяет при наличии экспериментального стенда в промышленных условиях строить автоматизированную систему управления электроприводом, исходя из конкретных условий;

Достоверность полученных результатов подтверждается математическим моделированием, экспериментом и сопоставимостью полученных результатов с положениями общей теории электропривода. Реализация результатов работы

Диссертация выполнена на кафедре электропривода Липецкого государственного технического университета в рамках программы Министерства образования и науки РФ «Разработка универсальных энергосберегающих систем электроприводов переменного тока для механизмов общепромышленного назначения».

Результаты внедрены в учебный процесс и используются в дипломном проектировании.

Разработанный электропривод внедрен на промышленном предприятии в рамках проводимой реконструкции (Приложение 2). На защиту выносится: результаты исследования систем вентильного двигателя при питании от источника тока и напряжения; результаты анализа и синтеза замкнутой системы управления вентильным двигателем; результаты математического моделирования замкнутых систем управления вентильным двигателем; результаты математического моделирования замкнутых систем управления вентильным двигателем с нечетким регулятором скорости; методика синтеза нечеткого регулятора скорости замкнутой автоматизированной системы управления электроприводом с вентильным двигателем.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на международной научно-технической конференции «Теория и практика производства листового проката», посвященной памяти Сергея Леонидовича Коцаря, г. Липецк, 2003 г.; международном форуме по проблемам науки, техники и образования, г. Москва, 2003 г.; областной научнопрактической конференции «Наука в Липецкой области: истоки и перспекти вы», г. Липецк, 2004 г.; всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергетика и энергосберегающие технологии», г. Липецк, 2004 г.; всероссийской научно-технической конференции «Энергосбережение и энергоэффективные технологии», г. Липецк, 2004 г.; юбилейной научно-технической конференции кафедры электропривода «Проблемы автоматизированного электропривода, информационных и электротехнических систем», г. Липецк, 2004 г.; международном форуме по проблемам науки, техники и образования, г. Москва, 2004 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и 5 приложений. Общий объем диссертации 184 страницы, в том числе 160 страниц основного текста, 104 рисунка, 3 таблицы, список литературы из 108 наименований.

ВЫВОДЫ

1. Проведены исследования синтезированной модели электропривода подачи фрезерного станка в течение всего цикла работы. Применение нечеткого регулятора скорости позволило построить электропривод, имеющий улучшенные динамические свойства по сравнению со стандартно применяемыми.

2. Составлена и исследована модель электропривода с технологической обратной связью, применение нечеткого регулятора скорости в системе управления позволяет значительно улучшить динамику работы электропривода в целом.

3. Предложена конструкция автоматизированного электропривода на основе серийно выпускаемого цифрового сигнального процессора, полупроводни

ДР,„,о.е. q, о.е.

APj^

ШУ/у

Г / ---- -- 1 i 5 \ / v 1 t, о.е. кового преобразователя и цифрового датчика положения ротора, конструкция апробирована на фрезерном станке модели 6П13Ф20. 4. Сравнительный анализ показал, что применение системы подчиненного управления для управления вентильным двигателем позволяет улучшить энергетические показатели электропривода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам проведенных теоретических и экспериментальных исследований в области автоматизированного электропривода с вентильным двигателем можно сделать следующие выводы:

1. Развиты положения теории динамической устойчивости синхронного двигателя при питании от источника напряжения и тока, включенного по схеме вентильного двигателя на основе структурно-топологических методов анализа. Проведен сравнительный анализ этих систем для условий работы металлорежущих станков, который показал, что лучшими динамическими показателями обладает вентильный двигатель, построенный по схеме источник напряжения - синхронный двигатель.

2. Проведенные исследования особенностей режима динамического торможения вентильного двигателя с магнитостатическим возбуждением позволили сделать вывод о том, что переходные электромагнитные процессы по своим свойствам близки к динамике электромагнитных процессов электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения.

3. С помощью математических моделей вентильного двигателя в координатных осях {d,q} были исследованы особенности динамических режимов работы электропривода с вентильным двигателем.

4. Предложена методика синтеза нечеткого регулятора скорости, обеспечивающего лучшие динамические показатели по - сравнению с традиционной системой подчиненного управления.

5. Разработана математическая модель замкнутой системы автоматического управления с нечетким регулятором скорости, применение которого в сложных электромеханических системах электроприводов позволяет улучшить их регулировочные характеристики.

6. Проведены экспериментальные исследования автоматизированного элек тропривода подачи металлорежущего станка, которые показали, что работа электромеханической системы электропривода подачи сопровождается упругими колебаниями в диапазоне частот 20-25 Гц, подавление которых возможно с применением в автоматизированной системе управления электро/ приводом нечеткого регулятора скорости.

1. Автоматизированный электропривод / под общ. ред. Н.Ф. Ильинского, М.Г. Юнькова// М.: Энергоатомиздат, 1990. 544 с.

2. Адволоткин Н.П. Управляемые бесконтактные двигатели постоянного тока / Н.П. Адволоткин, В.Т. Гращенков, Н.И. Лебедев // Л.: Энергоатомиздат, 1980.- 160 с.

3. Альтшуллер М.И. Регулируемый электропривод с вентильным двигателем для погружных насосов нефтяных скважин / М.И. Альтшуллер, Б.В. Аристов, А.А. Афанасьев и др. // Электротехника, 2001, №2. С. 20-24.

4. Абрамов Б.И. Частотно-управляемые электроприводы на базе высоковольтных преобразователей / Б.И. Абрамов, А.С. Дрожжин, А.С. Дронов и др. // Электротехника, 2001, №1. С. 6-11.

5. Аракелян А.К. Вентильные электрические машины и регулируемый электропривод / А.К. Аракелян, А.А. Афанасьев // М.: Энергоатомиздат, 1997. -Т.1. 509 Q.

6. Аракелян А.К. Вентильный электропривод с синхронным двигателем и зависимым инвертором / А.К. Аракелян , А.А. Афанасьев, М.Г Чиликин // М.: Энергия, 1977.-224 с.

7. Балагуров В.А. Бесконтактные двигатели.постоянного тока с постоянными магнитами / В.А. Балагуров, В.М. Гридин, В.К. Лозенко // М.: Энергия, 1975. 127 с.

8. Осин И.П. Электрические машины / И.П. Осин, Ю.Т. Шакарян // М.: Высшая школа, 1990.-303 с.

9. Дубенский А.А. Бесконтактные двигатели постоянного тока // М.: Энергия, 1967.-144 с.

10. Ю.Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины // М.: Высшая школа, 1990. -415 с.

11. П.Михайлов О.П. Автоматизированный электропривод станков и промышленных роботов // М.: Машиностроение, 1990. 304 с.

12. Михайлов О.П. Динамика электромеханического привода металлорежущих станков // М.: Машиностроение, 1989. 224 с.

13. Михайлов О.П. Перспективы развития автоматизированного электропривода металлорежущих станков // Электричество, 1985, №10. С. 11-17.

14. Аракелян А.К. Оптимизация переходных процессов систем автоматического регулирования электропривода с вентильным двигателем по быстродействию методами нелинейного программирования / А.К. Аракелян, С.В. Ананьев // Электротехника, 2004, №4. С. 32-37.

15. Башарин А.В. Управление электроприводами / А.В. Башарин, В.А. Новиков, Г.Г. Соколовский // Л.: Энергоатомиздат Ленингр. отд., 1982. 392 с.

16. Косулин В.Д. Вентильные электрические двигатели малой мощности для промышленных роботов // Л.: Энергоатомиздат, 1988. 182 с.

17. Лебедев Н.И. Вентильные электрические машины / Н.И. Лебедев, В.М. Гандшу, Я.И. Явдошак // СПб.: Наука, 1996. 352 с.

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

19. Экспериментальное исследование двухфазных нереверсивных вентильно-индукторных двигателей //Электротехника. 2003. - № 2. - С. 44-47.

20. Голландцев Ю. А. Вентильные индукторно-реактивные двигатели // СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ "Электроприбор", 2003. - 148 с.

21. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин; Учеб. для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. // М.: Высш. шк., 2001. - 327с.

22. Копылов И.П. Электромеханическое преобразование энергии в вентильных двигателях / И.П. Копылов, В.П. Фрумин // М.: Энергоатомиздат, 1986. 166 с.

23. Важнов А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока // Л.: Энергия. Ленингр. отд., 1980. 256 с.

24. Вейнгер A.M. Регулируемый синхронный электропривод // М.: Энергоатомиздат, 1985.-224 с.

25. Постников В.А., Семисалов В.В. Исследование динамических режимов шаговых и вентильных двигателей малой мощности на базе модели обобщенной синхронной машины / В.А. Постников, В.В. Семисалов // Электричество, 2002, №5.-С. 53-60.

26. Аракелян А.К. Развитие теории электромеханических систем с синхронным двигателем, питаемым от преобразователя с зависимым инвертором тока // Дис. . д-ра техн. наук в форме науч.докл. 05.09.03, Чебоксары, 1999. 63 с.

27. Орлов И.Н. Бесконтактный электропривод летательных аппаратов/ И.Н. Орлов, В.Н. Тарасов /Под редакцией B.C. Павлихина // М.: МЭИ, 1992. 111 с.

28. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем Matlab 6.0 // СПб.: Корона принт, 2001. 320 с.

29. Сакае Ямамура Спирально-векторная теория электрических машин // Электротехника, 1996, №10. С. 7-15.

30. Прокофьев С.Н. Усовершенствование системы управления вентильным тяговым приводом / С.Н. Прокофьев, С.В. Волконовский // Вестник ВНИИЖТ, 2003, №1.-С. 15-19.

31. Логинов А. Применение DSP микроконтроллеров в управлении вентильными двигателями без датчика положения ротора / А. Логинов, И. Фадеев // Электронные компоненты, 2003, № 4. С.48 -49.

32. Михалев А.С. Следящие системы с бесконтактными двигателями постоянного тока / А.С. Михалев, В.П. Миловзоров // М.: Энергия, 1979. 160с.

33. S. Belerke Enhanced Control of an Alternating Current Motor Using Fuzzy Logic and a TMS320 Digital Signal Processing / S. Belerke, R. Konlgbauer, C. von Al-trock Enhanced // Application report. Texas Instruments Inc, 1996. 66 p.

34. DSP solutions for BLDC Motor, BPRA055 // Texas Instruments Europe, 1997. -20 p.

35. Виноградов А.Б. Новая серия высококачественных адаптивно-векторныхасинхронных электроприводов с IGBT инвертором напряжения / А.Б. Вино/градов, И.Ю. Колодин, Д.А. Монов // Изв. ВУЗов. Электромеханика, 2003, №1. С. 31-41.

36. Бут Д.А. Анализ и расчет синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Электричество, 1996, №7. С. 36-42. 4.2.

37. Бут Д.А. Анализ и расчет синхронных машин с возбуждением от постоянных магнитов // Электричество, 1996, №6. С. 25-32. 4.1.

38. Нестерин В.А. Бездатчиковый вентильный электропривод вентилятора ото-пителя автомобиля / В.А. Нестерин, Н.В. Донской, О.А. Серков и др. // Электротехника,2001, №2. С. 27-30.

39. Лебедев A.M. Следящие электроприводы станков с ЧПУ / A.M. Лебедев, Р.Т. Орлова, А.В. Пальцев // М.: Энергоатомиздат, 1988. 223 с.

40. Бернштейн А.Я. Тиристорные преобразователи в электроприводе / А.Я. Бернштейн, Ю.М. Гусяцкий, А.В. Кудрявцев и др./ под ред. Сарбатова Р.С. // М.: Энергия, 1980.-328 с.

41. Москаленко В.В. Современные системы автоматизированного электропривода // М.: Высшая школа, 1980. 96 с.

42. Джюджи Л.Д. Силовые полупроводниковые преобразователи частоты: Теория, характеристики, применение. Пер. с анг. / Л.Д. Джюджи, Б.П. Пелли // М.: Энергоатомиздат, 1983.-400 с.

43. Глазенко Т.А. Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного тока// Л.: Энергия. Ленингр. отд., 1973. 304 с.

44. Петров Л.П. Тиристорные преобразователи напряжения для асинхронного электропривода / Л.П. Петров, О.А. Андрющенко, В.И. Капинос // М.: Энергоатомиздат, 1986. 200 с.

45. Флоренцев С.Н. Состояние и перспективы развития развития приборов сиIловой электроники на рубеже столетий: Анализ рынка // Электротехника, 1999, №4. С.2-10.

46. Воронин П.А. Силовые полупроводниковые ключи: семейства, характеристики, применение // М.: Додэка, 2001. 384 с.

47. Прянишников В.А. Электроника: курс лекций // СПб.: Корона принт, 2000. -416 с.

48. Пересада С.М., Король С.В. Широтно-импульсная модуляция в электроприводе переменного тока//

49. Шенфельд Р. Автоматизированные электроприводы / Р. Шенфельд, Э. Хаби-гер // JL: Энергоатомиздат, 1985. 464 с.

50. Герман-Галкин С.Г. Цифровые электроприводы с транзисторными преобразователями / С.Г. Герман-Галкин, В.Д. Лебедев, Б.А. Марков и др. // Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд., 1986.-248 с.

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

52. Аракелян А.К. Определение положения ротора в высокоскоростных бездат-чиковых вентильно-индукторных электроприводах / А.К. Аракелян, Т.Г.

53. Глухенький // Электричество, 2003, №4.- С.27-30.

54. Попович Н.Г. Управление следящим электроприводом постоянного тока на основе косвенной оценки угловой скорости / Н.Г. Попович, С.М. Пересада // Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика. Вестник ХГПУ, 1999. С. 43 - 48.

55. Рудаков BJB. Асинхронные электроприводы с векторным управлением / В.В. Рудаков, И.М. Столяров, В.А. Дартау // Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд., 1987.- 136 с.

56. Ключев В.И. Теория электропривода // М.: Энергоатомиздат, 1998. 704 с.

57. Изосимов Д.Б. Алгоритмы векторной широтно-импульсной модуляции трехфазного автономного инвертора напряжения / Д.Б. Изосимов, С.В. Байда // Электротехника, 2004, №4. С. 21 -31.

58. Беляев А.Н. Проектирование адаптивных автоматических регуляторов возбуждения с помощью нейронечеткого моделирования / А.Н. Беляев, С.В. Смоловик // Электричество, 2003, №3. С. 2-9.

59. Владимирова Е.С. Синтез фаззи-регулятора для позиционных и следящих электроприводов // Электротехника, 2000, №9. С. 9-14.

60. Терехов В.М. Стабилизация движения тихоходных электроприводов на основе Fuzzy-логики / В.М. Терехов, А.С. Барышников // Электричество, 1996, №8.-С. 61-64.

61. Терехов В;М. Некоторые аспекты применения фаззи-управления в электроприводах / В.М. Терехов, Е.С. Владимирова // Электричество, 1996, №8. С.

62. Чермалых А.В. Фаззи-управление асинхронным электроприводом с тири-сторным регулятором тока ротора и задающей моделью / А.В. Чермалых, В.В. Кузнецов // Электротехника, 2003, №4. С. 12-17.

63. Зайцев А.И. Сравнительная оценка синтеза нечетких и классических алгоритмов управления электроприводами: Межвузовский сборник научных трудов / А.И. Зайцев, Г.Л. Муравьев, В.Л. Сташнев // Воронеж, 2000. С. 412.

64. Клепиков В.Б. Применение методов нейронных сетей и генетических алгоритмов в решении задач управления электроприводами / В.Б. Клепиков, С.А. Сергеев, К.В. Махотило // Электротехника, 1999, № 5. С. 2-6.

65. Сташнев B.JI. Разработка методов адаптивного нечеткого регулирования для электроприводов перемещения электродов дуговых сталеплавильных печей. Автореф. дис. канд. тех. наук. // Н. Новгород, 2002. 18 с.

66. Matsunaga N. Fuzzy hybrid control for DC servo motor. Trans. Inst. Electrical Eng. / N. Matsunaga, S. Kawaji // Japan, 1991. p. 195-200.

67. Кудрявцев B.C. Применение нечетких лингвистических регуляторов для управления сложными динамическими объектами // Дис.канд.тех.наук: 05.13.06. Екатеринбург, 2003. 147 с.

68. Махотило К.В. Разработка методик эволюционного синтеза нейросетевых компонентов систем управления //. Дис.канд.тех.наук: 05.13.06. Харьков, ХГПУ, 1998, — 189 с.

69. Комашинский В.И. Нейронные сети и их применение в системах управления и связи / В.И. Комашинский, Д.А. Смирнов // М.: Горячая линия Телеком, 2002. - 94 с.

70. Рутковская Д. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы: Пер. с польск. И.Д. Рудинсокого /■ Д. Рутковская, М. Пилиньский, Л. Рутковский // М.: Горячая линия Телеком, 2004. - 452 с.

71. Барский А.Б. Нейронные сети: распознавание, управление, принятие решений // М.: Финансы и статистика, 2004. 176 с.

72. Борцов Ю.А. Автоматизированный электропривод с упругими связями / Ю.А. Борцов, Г.Г. Соколовский // СПб.: Энергоатомиздат, 1992.-288 с.

73. Заде Л. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений // М.: Мир, 1976. 165 с.

74. Леоненков А.В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH // СПб.: БХВ-Петербург, 2003. 736 с.

75. Блюмин C.JI. Нечеткая логика: алгебраические основы и приложения: Монография / С.Л. Блюмин, И.А. Шуйкова, П.В. Сараев, И.В. Черпаков // Липецк: ЛЭГИ, 2002. 111 с.

76. Кудинов Ю.И. Моделирование технологических и экологических процессов: Монография / Ю.И. Кудинов, А.Г. Венков, А.Ю. Келина // Липецк: ЛЭГИ, 2001.- 131 с.

77. Блюмин С.Л. Модели и методы принятия решений в условиях неопределенности: Монография / С.Л. Блюмин, И.А. Шуйкова // Липецк: ЛЭГИ, 2001. -139 с.

78. Mamdani Е.Н. Application of fuzzy algorithms for control of simple dynamic plant//Proc. IEEE 121, 1974.-p. 1585-1588.

79. Sugeno M. Industrial Application of Fuzzy Control // Elsevier Science, Amsterdam, 1985.

80. Kosko B. Fuzzy Systems as Universal Approximators // IEEE Transactions on computers, Vol. 43, No 11, 1994.-p. 1239-1333.

81. Castro J.L. Fuzzy logic controllers are universal approximators // IEEE Trans. Systems Man Cybernetetic, 25(4), 1995. p. 629-635.

82. Kalaykov I. DSP-based fast fuzzy logic controllers / I. Kalaykov, B. Iliev, R. Tervo // Texas Instruments Inc., 2001. 5 p.

83. Fuzzy logic: an overview of the latest control methodology // Texas Instruments Inc., 2001.- 5p.

84. Application notes. Order by SPRU 440 // USA, Texas Instruments, 2000. 28 p.

85. Jyh-Shing Roger Jang, C.-T Sun. Functional Equivalence between Radial Basis Function Networks and Fuzzy Inference Systems, Department of Electrical Engineering and Computer Science University of California, Berkeley, CA 94720, 1996, 5 p.

86. Wermters S., Sun R., Hybrid Neural Systems. Springer, Heidelberg, Germany, 2000.

87. D. Nauck. Neuro-Fuzzy system: review and prospects, Fifth European Congresson Intelligent Techniques and Soft Computing, Aachen, Sep. 8-11, 1997, pp. 1044-1053.

88. Столов Л.И. Моментные двигатели с постоянными магнитами / Л.И. Столов, Б.Н. Зыков // М.: Энергия, 1977. 112 с.

89. Мещеряков В.Н. Структурно-топологический анализ векторной модели двигателя переменного тока. Теория и практика производства листового проката. Сборник научных трудов. Часть 2 / В.Н. Мещеряков, В.Г. Карантаев // Липецк: ЛГТУ, 2003. С. 81-86.

90. Мещеряков В.Н. Структурно-топологический анализ векторной модели вентильного двигателя / В.Н. Мещеряков В.Г. Карантаев // Изв. вузов. Электромеханика, 2004, № 3. С. 25-29.

91. Мещеряков В.Н. Динамика электромеханических систем подъемно-транспортных механизмов с асинхронным электроприводом. Монография // Липецк: ЛГТУ, 2002. 120 с.

92. ВМ/ВМ Series Brushless Motors. User's manual // Aerotech Inc., WWW. Aero-tech.com, p/n: EDA 135(V1.3).-p.31.

93. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В.А. Елисеева, Д.В. Шинянского // М.: Энергоатомиздат, 1983. 616 с.

94. Дьяконов В. Математические пакеты расширения MATLAB. Специальный справочник / В. Дьяконов, В. Круглов // СПб.: БХВ-Петербург, 2001 -480с.

95. Дьяконов В. Matlab 6/6.1/6.5 + Simulink 4/5 в математике и моделировании. Полное руководство пользователя // М.: Солон-Пресс, 2003 576 с.

96. Борцов Ю.А. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением / Ю.А. Борцов, Н.Д. Поляхов, В.В. Путов // Д.: Энергоатомиз-дат. Ленингр. отд., 1984.-216 с.

97. Андреев Г.И. Электроприводы главного движения металлообрабатывающих станков с ЧПУ / Г.И. Андреев, М.А. Босинзон, А.И. Кондриков // М.: Машиностроение, 1979. 152 с.

98. М.М. Тверской Автоматическое управление режимами обработки деталей на станках // М.: Машиностроение, 1982. 208 с.

99. Шапарев Н.К. Методика исследования динамики электропривода станка с технологической обратной связью // Изв. ВУЗов. Электромеханика, 1983, №8.-С. 58-63.

100. Magnet Synchronous Motor Digital Signal Processing Solution for Permanent. Application note: BPRA 044 // Texas Instruments Inc., 1997. 25 p.

101. Механические динамические характеристики электропривода с вентильнымдвигателем

102. Рис. П. 1.1. Механическая динамическая характеристика пуска электропривода свентильным двигателем-0,15-0,10- 0,05-елоо), о.е.400,05 -0,10-0,150.{>00,£0 о1. М, о.е.

103. Рис.П.1.2. Механическая динамическая характеристика пуска, реверса электропривода с вентильным двигателем Мс = Мномсо, о.е.