автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Разработка и исследование методов коммутационно-логического управления передаточными характеристиками широтно-импульсных преобразователей

на правах рукописи

КУВШИНОВ АНДРЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ КОММУТАЦИОННО-ЛОГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАТОЧНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Специальность 05.13.05 — Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

АВТОРЕФЕРАТ

и

Ульяновск 2009

003467142

Работа выполнена на кафедре «Радиотехника» Поволжского государственного университета сервиса

Научный руководитель

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор

Абрамов Геннадий Николаевич

доктор технических наук, профессор

Киселев Сергей Константинович

кандидат технических наук, профессор

Ефимов Александр Владимирович

Ведущая организация

Ульяновский филиал института радиотехники и электроники им. В. А.Котельникова РАН

Защита диссертации состоится «Айу> 2009 г. в на

заседании диссертационного совета Д212.227.01 при Ульяновском государственном техническом университете по адресу: 432027 г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32, Ульяновский государственный технический университет, главный корпус, аудитория 211.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ульяновского государственного технического университета.

Автореферат разослан « /У» аГ^^З 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.т.н., профессор

М.К.Казаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность темы. Широтно-импульсные преобразователи (ШИП) находят широкое применение в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры промышленного и бытового назначения, промышленном электроприводе, электротехнологических установках. Отличительной особенностью большинства разновидностей ШИП является существенная нелинейность регулировочных характеристик (РХ) и, как следствие, передаточных характеристик (ПХ) «информационный вход - силовой выход». Указанное обстоятельство ограничивает диапазон и точность регулирования выходного напряжения, снижает помехоустойчивость ШИП.

Устранение перечисленных недостатков осуществляется принудительным формированием ПХ требуемого вида. На практике критерием принудительного формирования обычно служит линеаризация ПХ, методам которой посвящены ряд работ, как отечественных (Исхаков A.C., Обухов С.Г., Чаплыгин Е.Е., Кипенский A.B.), так и зарубежных исследователей (Prodic А., Maksimovich D., Vladimirov Peterchev А.).

Однако проблема линеаризации ПХ решена только для сетевых ШИП с относительно низкой частотой (до 500 Гц) коммутации вентилей, позволяющей использовать микропроцессорное управление. В автономных преобразователях с высокочастотной (до 1 МГц) широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) микропроцессорное управление встречает серьезные затруднения, поскольку продолжительность межкоммутационных интервалов в ШИП соизмерима с продолжительностью машинных циклов микропроцессора. Кроме того, вид РХ существенно изменяется при переходе из режима непрерывного тока в режим прерывистого тока, не позволяя линеаризовать ПХ во всем диапазоне регулирования выходного напряжения. Указанные обстоятельства делают актуальными задачи разработки и исследования методов управления передаточными характеристиками ШИП, а также их практическую реализацию.

Цель и задачи работы. Цель диссертационной работы - расширение диапазона и увеличение точности регулирования выходного напряжения, повышение помехоустойчивости, высокочастотных ШИП за счет применения методов коммутационно-логического управления передаточными характеристиками «сигнал управления - выходное напряжение». Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Исследовать степень влияния вида РХ на помехоустойчивость, диапазон, точность регулирования выходного напряжения ШИП.

2. Разработать способ управления ПХ на основе ШИМ с функциональной разверткой опорного сигнала, формируемой с помощью континуальных логических операций.

3. Обосновать выбор логико-алгебраического аппарата для моделирования процессов формирования широтно-импульсных сигналов, базовые операции которого аппаратурно воспроизводиться соответствующим элементным базисом.

4. Разработать методику логико-алгебраического моделирования алгоритмов ШИМ, позволяющих формировать заданную ПХ с учетом параметров реальной РХ и режима работы ШИП.

5. Разработать методику формализованного синтеза контроллера передаточных характеристик ШИП на основе отображения логико-алгебраических моделей в электрические схемы посредством воспризводящего элементного базиса.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использованы логико-алгебраический аппарат булевой алгебры, импликативной алгебры выбора (ИАВ), методы теории электрических цепей, теории графов, классической теории автоматического управления.

Научная новизна.

1. Показано, что ШИМ с функциональной разверткой опорного сигнала позволяет, в отличие от известных методов ШИМ с линейной разверткой, управлять ПХ «сигнал управления - выходное напряжение» путем изменения вида функциональной зависимости на периоде модуляции.

2. Впервые предложены коммутационно-логические методы управления ПХ на основе аппарата ИАВ, позволяющего моделировать и аппаратурно воспроизводить с частотой повторения до 1 МГц функциональную развертку опорного сигнала по уравнениям ПХ и РХ высокочастотных ШИП.

3. Разработан новый способ управления ШИП, основанный на коммутационном программировании функциональной развертки опорного сигнала по критерию формирования заданной передаточной характеристики и позволяющий расширить на (10+40)% диапазон и увеличить до (3+5)% точность регулирования выходного напряжения (патент РФ 2350007).

4. Разработана методика формализованного синтеза контроллера передаточных характеристик на основе отображения логико-алгебраической модели в однородную, регулярную сеть одно канальных реляторов, удобную для реализации в интегральном исполнении.

Практическая ценность.

1. Разработаны быстродействующие одноканальные реляторы, позволяющие многократно (не менее 10+20 раз) воспроизводить бинарные операции ИАВ на периоде модуляции продолжительностью не более 1 мкс.

2. Определены условия функционирования одноканального релятора в режиме широтно-импульсного модулятора, обеспечивающего управление силовым транзистором с емкостью изолированного затвора до 5,0 нФ.

3. Предложен способ формирования широтно-импульсных сигналов, обеспечивающий устойчивость ШИП к импульсным помехам, воздействующих на сигнал управления, с кратностью до 4+5, скважностью более 10 (патент РФ 2341016).

4. Разработана методика выбора арности многоместных операций при синтезе логико-алгебраических моделей, позволяющая определять с учетом параметров реальной РХ количество одноканальных реляторов в составе контроллера передаточных характеристик, обеспечивающее заданную точность (не менее 5%) формирования выбранной ПХ.

На защиту выносятся:

1. Методы логико-алгебраического моделирования алгоритмов ШИМ в базис бинарных и многоместных операций импликативной алгебры выбора.

2. Принцип коммутационного программирования континуальных сигналов и способ коммутационно-логического управления передаточными характеристиками ШИП.

3. Методы формализованного на основе логико-алгебраических моделей синтеза контроллера передаточных характеристик в элементном базисе одноканальных реляторов.

4. Способ повышения помехоустойчивости канала формирования широтно-импульсных сигналов.

5. Коммутационно-логические методы линеаризации передаточных характеристик типовых ШИП с учетом реальных регулировочных характеристик.

Апробация результатов работы. Материалы, составляющие основу диссертации, обсуждались на: Всероссийской НТК «Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии» (Тольятти, 2004г.); V Городская НПК «Наука - сервису города» (Тольятти, 2005г.); Международной конференции «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроинформатика в науке и технике» (Ульяновск, 2005,2006); Международной «Конференции по логике, информатике, науковедению» (Ульяновск, 2007 г.); X Международной конференции по мягким вычислениям и измерениям SCM'2007 (Санкт-Петербург, 2007 г.); Второй НПК «Наука - промышленности и сервису» (Тольятти, 2008г.); VIII Международной НПК «Моделирование. Теория, методы и средства» (Новочеркасск, 2008 г.).

Реализация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы использованы для модернизации систем бесперебойного электропитания телекоммуникационного оборудования фирмы ЗАО «Инфопак» (г. Тольятти), для разработки и изготовления учебно-лабораторных стендов по дисциплинам «Электропреобразовательные устройства РЭС», «Электропитание и элементы электромеханики», «Цифровые устройства и микропроцессоры» специальностей «Радиотехника», «Аудиовизуальная техника», «Бытовая радиоэлектронная

аппаратура» Поволжского государственного университета сервиса, а также при выполнении фундаментальной НИР «Разработка логико-алгебраических методов анализа и синтеза непрерывно-дискретных систем силовой электроники» (код ВНТИЦ 020302362 0339. Регистрационный номер 10.02.2007 06466), проводимой в Поволжском государственном университете сервиса в 2007-2008 г.г. по заданию Федерального агентства по образованию.

Публикации. Материалы и результаты диссертационной работы нашли отражение в следующих публикациях: 13 статей и тезисов докладов, включая _1 статью в издании, рекомендованном ВАК РФ и 2 патента РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 201 с. машинописного текста, содержит введение, четыре главы, заключение, приложения, список литературы из 124 наименований, 53 страниц рисунков, 9 таблиц.

Личный вклад автора. Все основные научные и практические результаты, выводы и рекомендации получены автором впервые и лично. В работах, выполненных в соавторстве, автор является инициатором (выдвигал идею, формулировал задачу, определял пути ее решения). Все работы по внедрению и практическому использованию результатов научных исследований проведены под руководством и личном участии автора.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы основная цель и задачи работы, определены методы исследования, подчеркнута научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приведены сведения о результатах практического использования выполненных исследований.

В первой главе рассмотрена постановка задачи управления передаточными характеристиками ШИП.

Показано, что практическая реализация алгоритмов ШИМ сводится к выполнению логической операции сравнения сигнала управления 8У с

периодической разверткой опорного сигнала 80(1) = Б0(1 + Т). В результате на каждом периоде модуляции Т формируется выходной ШИМ-сигнал, который несет информацию только о величине сигнала управления и, соответственно, величине выходного ивых напряжения ШИП. Проведен анализ РХ, отражающих зависимость выходного напряжения ивых = Б(у) от относительной длительности у = ти/Т выходного ШИМ-сигнала, которая в свою очередь формируется в процессе аналого-временного преобразования у = ^8у) «высоты» сигнала управления Бу в «ширину» импульса. Показано, что в режиме программного управления, относительная длительность у должна изменяться во всем диапазоне значений 0 < у < 1,0, а РХ описываться системой уравнений, включающей уравнение для режима прерывистого тока, уравнение для режима непрерывного тока и условие их «смыкания». Определены особенности РХ типовых ШИП.

Преобразователь постоянного напряжения (1111Н) понижающего типа при 0 < < 0,5 функционирует как в режиме прерывистого тока в сглаживающем дросселе, так и в режиме непрерывного тока (здесь ть=Ь/(11н-Т) -нормированное значение постоянной времени ППН; Ь - индуктивность сглаживающего дросселя; 11н - сопротивление нагрузки). Поэтому РХ имеет кусочно-изломный характер (рис. 1) с точкой смыкания уКР = (1-2-ть) двух участков, нелинейного в режиме прерывистого тока при у < укр и линейного в режиме непрерывного тока при у > укр.

Рис. 1.

1 - режим прерывистого тока при ть = 0,05, укр, = 0,9;

2 - режим прерывистого тока при ть = 0,1, у кр 2 = 0,8;

3 - режим прерывистого тока при = 0,2, укр3 = 0,6;

4 - режим непрерывного тока при ть > 0,5.

0,4 0,6 0,8 1,0 у

Показано, что ППН повышающего типа функционирует либо в режиме прерывистого тока (ти < 0,074) либо в режиме непрерывного тока (ть > 0,074).В режиме прерывистого тока РХ практически линейна при у > (0,1 + 0,2), но в режиме непрерывного тока существенно нелинейна и имеет ярко выраженный максимум с координатами

где г^ = гь /11н; Гр = гс /Ян; гь,гс - сопротивление потерь сглаживающих дросселя и конденсатора.

В результате РХ на интервале [0,у]ШХ] является монотонно возрастающей, а на интервале [утах,1,0] - монотонно убывающей. Теряется однозначность РХ, поэтому для реализации режимов глубокого регулирования необходимо вводить ограничение на величину у (у <утах) и, соответственно, диапазон регулирования выходного напряжения. Снижаются также точность регулирования и помехоустойчивость ШИП, поскольку даже незначительные изменения у сопровождаются на отдельных участках РХ существенными изменениями выходного напряжения.

Показано, что передаточная характеристика ШИП определяется не только

топологией и параметрами, обычно неконтролируемыми, силовой схемы, режима функционирования, но и видом развертки опорного сигнала. При линейной развертке опорного сигнала ПХ, как видно из (1) повторяет вид функциональной зависимости РХ и все указанные выше недостатки последней.

Предложено для управления ПХ использовать функциональную развертку опорного сигнала. Получены уравнения 80(т) = ^"'^(т)], определяющие необходимую функциональную развертку на периоде модуляции для любого типа ШИП с известной РХ по критерию формирования заданной ПХ вида (1). (Здесь

ивых^у^М

(О

х = - локальное время в пределах каждого периода Т модуляции; ЧГ' обратная функция, удовлетворяющая условию Ч/"'[Ч/(8У)]= 8У).

Обоснована процедура формирования функциональной развертки 80( путем последовательного выбора нужного по величине отсчета Б0(1 • Ат) I фиксированный интервал времени Лт = 1 / п. В результате, реализация аналог временного преобразования у = ДБу) сводится к выполнению только логически операций сравнения и альтернативного выбора. Это позволяет таюк осуществлять комбинаторные перестановки дискретных отсчетов I соответственно, коммутационное программирование функциональной развертк опорного сигнала непосредственно на периоде модуляции, т.е. в режим реального времени. Обоснован выбор логико-алгебраического (ЛА) аппарат ИАВ, базовые операции которой осуществляют сравнение и альтернативны! выбор континуальных и дискретных переменных и аппаратурно воспроизводите! элементным базисом реляторов.

Вторая глава посвящена разработке методов логико-алгебраическог моделирования алгоритмов ШИМ с линейной и функциональной разверткам! опорного сигнала в базисе бинарных и многоместных операций ИАВ.

Исследованы основные свойства бинарных операций ИАВ-дизъюнкции (V и ИАВ-конъюнкции (А)

У(у„у2) = у, -1(х, -х2) + у2 -1(х2 -х,), (2)

А(У I ,У2) = У г 1(х2 - Х1) + У г ■ 1(*| - *2) > (3)

которые определены на двухэлементных множествах предметных У = {у,,у2} и предикатных Х = {х,,х2} переменных и осуществляют процедуру альтернативного выбора одной предметной переменной (либо у,, либо у2) по отношению сравнения предикатных (х, и х2) переменных. (Здесь 1(х) - единичная функция, равная 1 при х > 0 и 0 при х < 0). Представлены многоместные, п-арные, операции ИАВ-дизъюнкции (V) и ИАВ-конъюнкции (А)

^(Ур.-чУП) = У] "а| +У2 "а2 •••"'*Уп 'ап' (4)

Л(у,.....У„) = У1-й,+у2-о2+... + уп-ап, (5)

которые определены на n-элементном множестве Y = {ууп} предметных переменных и m-элементном множестве X = {х, ,...,хп1} предикатных переменных. Многоместные ИАВ-операции (4), (5), благодаря

п п

комплементарное™ составных весовых коэффициентов и ^Го^ = 1

U1 Ы

осуществляют альтернативный выбор одной предметной переменной у, из множества Y по отношениям попарного сравнения предикатных переменных х( и x-j на множестве X

vvv V V V V V

Oli = Il2* Il3* ... • Ilm' br Ъг ... • bm-... • I(m-I)m , (6)

V V

где Iij есть либо 1у = 1(х^х^), либо Ij; =1(х^х;); ai есть либо а,, либо

Показано, что бинарные ИАВ-операции (2), (3) при отождествлении предикатных переменных х, = S0(t), х2 = Sy и предметных переменных у, = UM, у2 = 0 или у, = UM, у, = -UM служат JIA-моделью однополярной

SWhm = V(UM ,0) = UM • I [S0(t) - Sy] = bl{1 + Sign [S0(t) - Sy ]}, SmnM = A(UM ,0) = UM • {1 - I [S0(t) - Sy ]} = ^L{l - Sign [S0(t) - Sy ]},

(7)

(8)

или двухполярной ШИМ

Яшим = V(UM,-им) = им • {2 • I КО) - Эу]-1} = им ■ 81ёп[800) - Бу ],

8шим=Л(им-«м) = им-{1-2-1[8о(0-8у]}=им-818п[8у-8о(1)], причем 8ШИМ и

^шим являются взаимно-инверсными ШИМ-последовательностями с одинаковой амплитудой им импульсов.

Обоснован принцип коммутационного программирования континуальных сигналов путем комбинаторных перестановок предметных переменных (составных весовых коэффициентов) при неизменной последовательности составных весовых коэффициентов (предметных переменных). Необходимыми условиями, вытекающими из теоремы дискретизации Котельникова-Шеннона,

являются отождествление предметных переменных с дискретными отсчетами континуального сигнала и формирование составных весовых коэффициентов

, . [1 при 0 < сог1 < я/2,

п /о '' (9)

[О при 71/2<сос1:<оо.

с учетом граничной частоты сос = 2 • п ■ спектра континуального сигнала, что не противоречит алгоритму (6).

На основе принципа коммутационного программирования разработаны ЛА-модели функциональной развертки опорного сигнала на периоде модуляции

БоЮ = У[Боа ■ Дх)] = ¿щ/п - X) ■ 11(1 - 1)/п - т]- БоО ■ Дт), (10) ¡=1

Б0(т) = Л[8о0 • Ат>] = Х1(1/г.-т)-1[а - 1)/п - т]. Бо0 • Дт), (11)

¡=1

арность которых определяется спектром развертки и периодом модуляции п = 2 ■ ^ • Т, а последовательность дискретных отсчетов у, = 80(1 • Ах) = УР~'|р(1 ■ Ах)] вычисляется с равным шагом Дт = 1/п.

Система ЛА-моделей (7), (8) и (10), (11), составленных в базисе бинарных (2), (3) и многоместных (4), (5) ИАВ-операций соответственно, отражает обобщенную структуру (рис. 2) контроллера передаточных характеристик (КПХ), которая может быть трансформирована в электрическую схему посредством воспроизводящего указанные операции элементного базиса одноканальных реляторов.

ШИП

Рис. 2.

Третья глава посвящена формализованному синтезу КПХ в элементном базисе одноканальных реляторов, воспроизводящих бинарные ИАВ-операции.

Разработаны быстродействующие одноканальные реляторы на аналоговых компараторах и коммутаторах. Предложена методика оптимального выбора топологии и динамических параметров аналоговых коммутаторов для использования в качестве переключательного канала одноканального релятора. ЛА-модели (7), (8) при указанных условиях отождествления предметных и предикатных переменных, отображаются в электрические схемы включения одноканальных реляторов в качестве широтно-импульсных модуляторов с однополярной (рис. 3 а) и двухполярной (рис. 3 б) ШИМ. Разработан и исследован с помощью имитационной БР1СЕ-модели одноканальный релятор, совмещающий функции широтно-импульсного модулятора и драйвера силовых транзисторов ШИП.

Рис. 3.

Предложен новый способ повышения помехоустойчивости широтно-импульсных модуляторов (рис. 4), основанный на фильтрации сигнала управления 8У селекторной ИАВ-функцией

О, при 8У < ит111 Бу.прии^ву <итах, О, при > 1Гтах

(12)

и альтернативного выбора либо выходного сигнала Ъ реляторного селекторного фильтра БР, либо выходного сигнала традиционного фильтра нижних частот (ФНЧ) при формировании выходной ШИМ-последовательности

с ■ , тт [импри80(т)>(8уу8у)

§шим ^(у,,у2) = им-1[80(т)-(8у У8у)]=

[Опри80(т) <(8У у8у)

Зшим = Л(у1(у2) = им.1[(ву у§у)-80(т)]=

|импри 80(т) < (8У vSy) [0при8о(т)>(8у У§у)

где и„,п,итах - нижняя и верхняя границы допустимого диапазона значений сигнала управления.

1 141-2

\

Этим

Рис. 4.

В результате обеспечивается повышение помехоустойчивости без ухудшения динамических характеристик ШИП, причем эффективность разработанного способа тем выше, чем больше скважность импульсных помех, воздействующих на сигнал управления.

Разработан новый способ управления широтно-импульсным преобразователем, основанный на коммутационном программировании функциональной развертки опорного сигнала по критерию формирования заданной ПХ. Разработана методика преобразования системы ЛА-моделей (7), (8), (10), (11), (12), (13) в структурные реляторные схемы функциональных блоков КПХ (рис. 5).

ЭР

1г

I:

ФНЧ

1*1.1

— ЗД 1 БМ

»-{

А-ЗУП- >\.1|*1-

МС

Рис. 5.

Ситуационный мультиплексор ЯМ и коммутационная матрица МС реализуют процедуры коммутационного программирования функциональной развертки 80(т) опорного сигнала, обеспечивающей необходимый вид передаточной характеристики ШИП. Выходной широтно-импульсный модулятор (ЯЬ2) обеспечивает необходимую нагрузочную способность для непосредственного управления силовыми транзисторами ШИП. Все функциональные узлы КПХ, за исключением ФНЧ, реализуются в базисе одноканальных реляторов. В этой связи КПХ представляет собой однородную регулярную структуру одноканальных реляторов, обеспечивающую возможность аппаратурной реализации в виде заказных БИС.

Четвертая глава посвящена разработке методики формирования заданной передаточные характеристики ШИП.

Показано, что ПХ должны удовлетворять требованиям монотонности, однозначности и ограниченности, позволяющих обеспечить безопасный уровень выходного напряжения даже при произвольной величине сигнала управления из-за воздействия импульсных помех. Приведены примеры типовых ПХ (рис. 6), удовлетворяющих указанным требованиям. Получены уравнения функциональных разверток опорного сигнала для режимов прерывистого и непрерывного токов типовых ШИП, позволяющие определять предметные

переменные (дискретные отсчеты) для ЛА-моделей алгоритмов коммутационного программирования выбранной ПХ.

Разработана методика определения арности ЛА-моделей функциональной

развертки опорного сигнала путем численного решения уравнения

N.. .

(14)

вытекающего из равенства Парсеваля, относительно количества N удерживаемых гармоник при предварительно заданной допустимой энергии 5ы+1 всех отбрасываемых гармоник. Тогда граничная частота спектра функциональной развертки определится ^ = а величина арности ЛА-модели составит

п = 2К[. (Здесь Б0 ,80 - эффективное и среднее значения функциональной

развертки опорногр сигнала соответственно)

Рис. 6.

Разновидности типовых передаточных характеристик:

1 - линейная,

2 - синусоидальная,

3 - гиперболическая,

4 - сигмоидальная (логистическая),

5 - экспоненциальная,

6 - сигмоидальная (рациональная).

(к„л)

чо -3,0 -2,0 -1,0

1,0 20 3,0 4,0

Предложена методика оценки арности п = 1/Дт ЛА-моделей (10), (11) непосредственно по величине интервала Дт следования дискретных отсчетов если предварительно задается точность ЛА-моделирования.

Рассмотрены примеры линеаризации ПХ типовых ШИП с нелинейными РХ за счет использования функциональной развертки опорного сигнала. В частности, для линеаризации ПХ ППН понижающего типа при ть < 0,5 функциональная развертка опорного сигнала при односторонней ШИМ с модуляцией среза должна формироваться в соответствии с системой уравнений

80(х) =

_1___2

Кп 1+ 11 +

1 (1-х)2

1 '

при

(1-уко)<т<1,0-

режим прерывистого тока

, (15)

КП

(1 — т) при 0 < Т < (1 — у ) — режим непрерывного тока

где Кп - коэффициент передачи ППН по напряжению.

Форма опорного сигнала с функциональной разверткой, определенной по (15) при ти = 0,1 и укр = 0,8, показана на рис. 7.

Проведена оценка арности (п=45), обеспечивающей логико-алгебраическое моделирование (10), (11) функциональной развертки (15) с точностью до 5%, и определяющей количество одноканальных реляторов в составе блока коммутационного программирования КПХ.

непрермний го, преры.ный

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1.0

Рис. 7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена задача повышения помехоустойчивости, расширения диапазона и увеличения точности регулирования выходного напряжения высокочастотных ШИП за счет применения методов коммутационно-логического управления передаточными характеристиками «сигнал управления -выходное напряжение».

Основные результаты работы можно сформулировать следующим образом:

1. Показано, что ШИМ с функциональной разверткой опорного сигнала позволяет, в отличие от известных методов ШИМ с линейной разверткой, управлять ПХ «сигнал управления - выходное напряжение» путем изменения вида функциональной зависимости на периоде модуляции и расширять за счет этого на (10+40)% диапазон регулирования выходного напряжения ШИП с нелинейной РХ.

2. Впервые предложены коммутационно-логические методы управления ПХ на основе аппарата ИАВ, позволяющего моделировать и аппаратурно воспроизводить с частотой повторения до 1 МГц функциональную развертку опорного сигнала по уравнениям ПХ и РХ высокочастотных ШИП.

3. Разработана методика логико-алгебраического моделирования функциональной развертки опорного сигнала многоместными (п-арными) операциями ИАВ, обеспечивающая увеличения точности моделирования до (3+5)% путем выбора соответствующей арности (п) логических операций и позволяющая осуществлять путем комбинаторных перестановок п предметных переменных коммутационное программирование п! разновидностей функциональных разверток.

4. Разработана схемотехника быстродействующих одноканальных реляторов, воспроизводящих бинарные операции ИАВ с частотой до 5 МГц и совмещающих функции широтно-импульсного модулятора и драйвера силовых транзисторов ШИП с емкостью затвора до 5 нФ.

5. Разработан новый способ формирования широтно-импульсных сигналов, обеспечивающий благодаря реляторному селекторному фильтру помехоустойчивость ШИП к воздействию на сигнал управления импульсных помех с кратностью до 4 + 5 и скважностью более 10.

6. Разработан новый способ управления ШИП, обеспечивающий благодаря коммутационному программированию функциональной развертки опорного сигнала по критерию формирования заданной ПХ увеличение на (10+40)% диапазона и до (3+5)% точности регулирования выходного напряжения.

7. Разработана методика формализованного синтеза КПХ на основе отображения JIA-моделей в однородную, регулярную сеть одноканальных реляторов, совместимую благодаря возможности изменения размерности без нарушения исходной структуры со всеми известными разновидностями ШИП и удобную для реализации в интегральном исполнении.

8. Разработана методика выбора арности многоместных операций при синтезе ЛА-моделей, позволяющая определять с учетом параметров реальной РХ и заданной точности формирования выбранной ПХ количество одноканальных реляторов в составе контроллера передаточных характеристик.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Публикации в изданиях из перечня ВАК

1. Кувшинов Андрей А., Абрамов Г.Н., Кувшинов Алексей А. Логико-алгебраический метод управления выходными характеристиками широтно-импульсных преобразователей // Известия вузов. Электромеханика. - 2007. - № 3. - с. 35 - 41.

2. Патент РФ 2341016 МКИ Н03К7/08. Способ формирования широтно-импульсного сигнала / А. А. Кувшинов, Г.Н. Абрамов, A.A. Кувшинов. - Опубл. 10.12.2008, Бюл. № 34.

3. Патент РФ 2350007 МКИ Н02М1/08. Способ широтно-импульсного управления статическим преобразователем / Ан.А. Кувшинов, Г.Н. Абрамов, A.A. Кувшинов. - Опубл. 20.03.2008, Бюл. №8.

Публикации в других изданиях

4. Кувшинов A.A., Кувшинов Ан.А. Логико-алгебраическое моделирование и синтез программируемых ШИМ-контроллеров в базисе операций предикатной алгебры выбора // Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии: Труды Всероссийской научно-технической конференции. - Тольятти, ТГУ, 2004. - Ч. 1. - с. 38 - 41.

5. Кувшинов Ан.А., Кувшинов A.A. Синтез программируемых ШИМ-контроллеров методом логико-алгебраического моделирования // Наука-сервису города: Сб. научных трудов V городской научно-практической конференции. - Тольятти: Изд-во ТГАС, 2005. - с. 101 - 103.

6. Кувшинов A.A., Абрамов Г.Н., Кувшинов Ан.А. Помехоустойчивый реляторный ШИМ-контроллер // Информатика, системы искусственного интеллекта и моделирование технических систем: Труды международной конференции «Континуальные алгебраические

логики, исчисления и нейроииформатика в науке и технике - КЛИН-2005» (г. Ульяновск, 17 -19 мая 2005 г.) / Под общей ред. Л.И. Волгина. - Ульяновск: УлГТУ, 2005. - Том 2. - с. 59 - 65.

7. Кувшинов Ан.А. Синтез одноканальных реляторов методом монтажного объединения типовых электронных компонентов II Приборостроение и электроника: Труды международной конференции «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроииформатика в науке и технике - КЛИН-2006» (г. Ульяновск, 16-18 мая 2006 г.) / Под общей ред. Л.И. Волгина. - Ульяновск: УлГТУ, 2006. - Том 5. - с. 91 - 96.

8. Кувшинов A.A., Абрамов Г.Н., Кувшинов Ан.А. Аналого-аналоговые преобразования континуальных сигналов на основе коммутационных перестановок дискретных отсчетов // Приборостроение и электроника: Труды международной конференции «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроииформатика в науке и технике - КЛИН-2006» (г. Ульяновск, 16-18 мая 2006 г.) / Под общей ред. Л.И. Волгина. - Ульяновск: УлГТУ, 2006. -Том 5.-с. 104-111.

9. Кувшинов A.A., Абрамов Г.Н., Кувшинов Ан.А. Синтез реляторных ШИМ-контроллеров для коммутационного программирования регулировочных характеристик полупроводниковых преобразователей // Информационно-измерительная техника: тр. ун-та. Межвуз. сб. науч. тр. - Вып. 31 / под ред. профессора Е.А. Ломтева. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2007.-с. 173- 190.

10. Кувшинов Ан.А., Абрамов Г.Н. Разработка имитационной модели реляторного ШИМ-контроллера в стандарте SPICE // Синтез, анализ и диагностика электронных цепей: Труды международной «Конференции по логике, информатике, науковедению - КЛИН-2007» (г. Ульяновск, 17 - 18 мая 2007 г.). - Ульяновск: УлГТУ, 2007. - Том 3. - с. 149 - 156.

11. Кувшинов A.A., Абрамов Г.Н., Кувшинов Ан.А. Структурный синтез статических преобразователей на основе отображения коммутационных функций в логико-алгебраические модели / X международная конференция по мягким вычислениям и измерениям SCM'2007. -Санкт-Петербург: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2007. - Сборник докладов. - Том 1. - с. 140 - 143.

12. Кувшинов Ан.А. Контроллер передаточных характеристик широтно-импульсных преобразователей // Наука-промышленности и сервису: сборник статей второй научно-практической конференции. Ч. II / Тольяттинский гос. ун-т. сервиса. - Тольятти: Изд-во ТГУС, 2008.-с. 58-63.

13. Кувшинов Ан.А., Абрамов Г.Н., Кувшинов A.A. Общие принципы логико-алгебраического моделирования статических преобразователей // Моделирование. Теория, методы и средства: Материалы VIII Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 7 апр. 2008г.: В 2ч./Юж-Рос. гос. техн. ун-т. (НПИ). - Новочеркасск: Лик, 2008. - 4.1. - с. 17-24.

Подписано в печать 01.04.09 Формат 60x84/16. Усл. печ. л.1,1 Тираж 100 экз. Заказ № 547.

Отпечатано в ООО Типография "Полиар". ИНН 6320005665. г. Тольятти, ул. Родины, 36А.

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАТОЧНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ.

1.1. Особенности применения ШИМ в статических преобразователях.

1.2. Разновидности регулировочных характеристик широтно-импульсных преобразователей.

1.3. Принцип управления передаточными характеристиками широтно-импульсных преобразователей.

1.4. Логические операции для управления передаточными характеристиками.

1.5. Выводы.

ГЛАВА 2. ЛОГИКО-АЛГЕБРАИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ ШИМ.

2.1. Базовые операции импликативной алгебры выбора.

2.2. Многоместные ИАВ-операции.

2.3. Методика логико-алгебраического моделирования импульсных последовательностей.

2.4. Логико-алгебраическое моделирование типовых алгоритмов ШИМ.

2.5. Принцнп коммутационного программирования континуальных сигналов

2.6. Логико-алгебраическая модель ШИМ с функциональной разверткой опорного сигнала.:.

2.7. Обобщенная логико-алгебраическая модель контроллера передаточной характеристики.

2.8. Выводы.

ГЛАВА 3. ФОРМАЛИЗОВАННЫЙ СИНТЕЗ КОНТРОЛЛЕРА ПЕРЕДАТОЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК В ЭЛЕМЕНТНОМ БАЗИСЕ РЕЛЯТОРОВ.

3.1. Синтез широтно-импульсного модулятора на одноканальном реляторе.

3.2. Реляторный широтно-импульсный модулятор с функцией драйвера силовых транзисторов.

3.3. Имитационная модель реляторного широтно-импульсного модулятора в стандарте SPICE.

3.4. Реляторный широтно-импульсный модулятор с повышенной помехоустойчивостью.

3.5. Синтез реляторного ШИМ-контроллера передаточной характеристики с программируемой формой опорного сигнала.

3.6. Выводы.

ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ЗАДАННОЙ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ.

4.1. Особенности передаточных характеристик широтно-импульсных преобразователей.

4.2. Разновидности функциональных разверток опорного сигнала.

4.3. Выбор арности логико-алгебраических моделей функциональной развертки опорного сигнала.

4.4. Примеры формирования передаточных характеристик.

4.5. Выводы.

Актуальность темы. Широтно-импульсные преобразователи (ШИП) находят широкое применение в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры промышленного и бытового назначения, системах автомобильной электроники, промышленном электроприводе, электротехнологических установках. Отличительной особенностью большинства разновидностей ШИП является существенная нелинейность регулировочных характеристик и, как следствие, передаточных характеристик «информационный вход - силовой выход». Указанное обстоятельство ограничивает диапазон и точность регулирования выходного напряжения, снижает помехоустойчивость ШИП.

Устранение перечисленных недостатков осуществляется принудительным формированием передаточной характеристики ШИП требуемого вида. На практике критерием принудительного формирования часто выбирается линеаризация передаточной характеристики, методам которой посвящены ряд работ, как отечественных (Исхаков А.С., Обухов С.Г., Чаплыгин Е.Е., Кипенский А.В.), так и зарубежных исследователей (Prodic A., Maksimovich D., Vladimirov Peterchev А.).

Однако проблема линеаризации передаточных характеристик решена только для сетевых ШИП с относительно низкой частотой (до 500 Гц) коммутации вентилей, определяемой частотой питающего напряжения. В автономных преобразователях с высокочастотной (до 1 МГц) широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) микропроцессорное управление встречает серьезные затруднения, поскольку продолжительность межкоммутационных интервалов ШИП соизмерима с продолжительностью машинных циклов. Кроме того, вид регулировочной характеристики существенно изменяется при переходе из режима непрерывного тока в режим прерывистого тока, не позволяя линеаризовать передаточную характеристику во всем диапазоне регулирования выходного напряжения. Указанные обстоятельства делают актуальными задачи разработки и исследования методов управления передаточными характеристиками ШИП, а также их практическую реализацию.

Цель и задачи работы. Цель диссертационной работы - расширение диапазона и увеличение точности регулирования выходного напряжения, повышение помехоустойчивости высокочастотных ШИП за счет применения методов коммутационно-логического управления передаточными характеристиками «сигнал регулирования - выходное напряжение». Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Исследовать влияние вида регулировочной характеристики на помехоустойчивость, диапазон, точность регулирования выходного напряжения ШИП.

2. Разработать способ управления передаточными характеристиками на основе ШИМ с функциональной разверткой опорного сигнала, формируемой с помощью континуальных логических операций.

3. Обосновать выбор логико-алгебраического аппарата для моделирования процессов формирования широтно-импульсных сигналов, базовые операции которого должны аппаратурно воспроизводиться соответствующим элементным базисом.

4. Разработать методику логико-алгебраического моделирования алгоритмов ШИМ, позволяющих формировать заданную передаточную характеристику с учетом параметров реальной регулировочной характеристики и режима работы ШИП.

5. Разработать методику формализованного синтеза контроллера передаточных характеристик ШИП на основе отображения логико-алгебраических моделей в электрические схемы посредством воспроизводящего элементного базиса.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использованы логико-алгебраический аппарат булевой алгебры, импликативной алгебры выбора (ИАВ), методы теории электрических цепей, теории графов, классической теории автоматического управления.

Научная новизна.

1. Показано, что ШИМ с функциональной разверткой опорного сигнала позволяет, в отличие от известных методов ШИМ с линейной разверткой, управлять передаточной характеристикой «сигнал управления — выходное напряжение» путем изменения вида функциональной зависимости на периоде модуляции.

2. Впервые предложены коммутационно-логические методы управления передаточными характеристиками на основе аппарата ИАВ, позволяющего моделировать и аппаратурно воспроизводить с частотой повторения до 1 МГц функциональную развертку опорного сигнала по уравнениям передаточной и регулировочной характеристик высокочастотных ШИП.

3. Разработай новый способ управления ШИП, основанный на коммутационном программировании функциональной развертки опорного сигнала по критерию формирования заданной передаточной характеристики и позволяющий расширить на (104-40)% диапазон и увеличить до (34-5)% точность регулирования выходного напряжения (патент РФ 2350007).

4. Разработана методика формализованного синтеза контроллера передаточных характеристик на основе отображения логико-алгебраической модели в однородную, регулярную сеть одноканальных реляторов, удобную для реализации в интегральном исполнении.

Практическая ценность.

1. Разработаны быстродействующие одноканальные реляторы, позволяющие многократно (не менее 10^-20 раз) воспроизводить бинарные операции ИАВ на периоде модуляции продолжительностью не более 1 мкс.

2. Определены условия функционирования одноканального релятора в режиме широтно-импульсного модулятора, обеспечивающего управление силовым транзистором с емкостью изолированного затвора до 50 нФ.

3. Предложен способ формирования широтно-импульсных сигналов, обеспечивающий устойчивость ШИП к импульсным помехам, воздействующих на сигнал управления, с кратностью до 4-^5 скважностью более 10 (патент РФ 2341016).

4. Разработана методика выбора арности многоместных операций при синтезе логико-алгебраических моделей, позволяющая определять с учетом параметров реальной регулировочной характеристики количество одноканальных реляторов в составе контроллера передаточных характеристик, обеспечивающее заданную точность (не менее 5%) формирования выбранной передаточной характеристики.

На защиту выносятся:

1. Методы логико-алгебраического моделирования алгоритмов ШИМ в базисе бинарных и многоместных операций импликативной алгебры выбора.

2. Принцип коммутационного программирования континуальных сигналов и способ коммутационно-логического управления передаточными характеристиками ШИП.

3. Методы формализованного на основе логико-алгебраических моделей синтеза контроллеров передаточных характеристик в элементном базисе одноканальных реляторов.

4. Способ повышения помехоустойчивости канала формирования широтно-импульсных сигналов.

5. Коммутационно-логические методы линеаризации передаточных характеристик типовых ШИП с учетом реальных регулировочных характеристик.

Апробация результатов работы. Материалы, составляющие основу диссертации, обсуждались на следующих конференциях:

• Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии» (21-24 сентября 2004 года). - Тольятти, 2004г.;

• V Городская научно-практическая конференция «Наука - сервису города» (19-20 апреля 2005 года). - Тольятти, 2005г.;

• Международная конференция «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроинформатика в науке и технике» (17-19 мая 2005 года). — Ульяновск, 2005 г.;

• Международная конференция «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроинформатика в науке и технике» (16-18 мая 2006 года). — Ульяновск, 2006 г.;

• Международная «Конференция по логике, информатике, науковедению» (17-18 мая 2007 года). - Ульяновск, 2007 г.;

• X Международная конференция по мягким вычислениям и измерениям SCM'2007 (25-27 июня 2007 года). - Санкт-Петербург, 2007 г.;

• Вторая научно-практическая конференция «Наука — промышленности и сервису» (23-24 марта 2008 года). - Тольятти, 2008г.;

• VIII Международная научно-практическая конференция «Моделирования. Теория, методы и средства (7 апреля 2008 года). — Новочеркасск, 2008 г.;

Реализация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы использованы для модернизации систем бесперебойного электропитания телекоммуникационного оборудования фирмы ЗАО «Инфопак» (г. Тольятти), для разработки и изготовления учебно-лабораторных стендов по дисциплинам «Электропреобразовательные устройства РЭС», «Электропитание и элементы электромеханики», «Цифровые устройства и микропроцессоры» специальностей «Радиотехника», «Аудиовизуальная техника», «Бытовая радиоэлектронная аппаратура» Поволжского государственного университета сервиса, а также при выполнении фундаментальной НИР «Разработка логико-алгебраических методов анализа и синтеза непрерывно-дискретных систем силовой электроники» (код ВНТИЦ 020302362 0339. Регистрационный номер

10.02.2007 06466), проводимой в Поволжском государственном университете сервиса в 2007-2008 г.г. по заданию Федерального агентства по образованию.

Публикации. Материалы и результаты диссертационной работы нашли отражение в следующих публикациях: 13 статей и тезисов докладов, включая J статью в издании, рекомендованном ВАК РФ и 2 патента РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 193 с. машинописного текста, содержит введение, четыре главы, заключение, список литературы из 124 наименований, два приложения, 53 страницы рисунков и 9 таблиц.

Основные результаты работы можно сформулировать следующим образом:

1. Показано, что ШИМ с функциональной разверткой опорного сигнала позволяет, в отличие от известных методов ШИМ с линейной разверткой, управлять передаточной характеристикой «сигнал управления -выходное напряжение» путем изменения вида функциональной зависимости на периоде модуляции и расширять за счет этого на (10^-40)% диапазон регулирования выходного напряжения ШИП с нелинейной регулировочной характеристикой.

2. Впервые предложены коммутационно-логические методы управления передаточными характеристиками на основе аппарата ИАВ, позволяющего моделировать и аппаратурно воспроизводить с частотой повторения до 1 МГц функциональную развертку опорного сигнала по уравнениям передаточной и регулировочной характеристик высокочастотных ШИП.

3. Разработана методика логико-алгебраического моделирования функциональной развертки опорного сигнала многоместными (п-арными) операциями ИАВ, обеспечивающая увеличения точности моделирования до (3-7-5)% путем выбора соответствующей арности (п) логических операций и позволяющая осуществлять путем комбинаторных перестановок п предметных переменных коммутационное программирование п! разновидностей функциональных разверток.

4. Разработана схемотехника быстродействующих одноканальных реляторов, воспроизводящих бинарные операции ИАВ с частотой до 5 МГц и совмещающих функции широтно-импульсного модулятора и драйвера силовых транзисторов ШИП с емкостью затвора до 5 нФ.

5. Разработан новый способ формирования широтно-импульсных сигналов, обеспечивающий благодаря реляторному селекторному фильтру помехоустойчивость ШИП к воздействию на сигнал управления импульсных помех с кратностью до 4-ь5 и скважностью более 10.

6. Разработан новый способ управления ШИП, обеспечивающий благодаря коммутационному программированию функциональной развертки опорного сигнала по критерию формирования заданной передаточной характеристики увеличение на (10ч-40)% диапазона и до (3-г5)% точности регулирования выходного напряжения.

7. Разработана методика формализованного синтеза КПХ на основе отображения JIA-моделей в однородную, регулярную сеть одноканальных реляторов, совместимую благодаря возможности изменения размерности без нарушения исходной структуры со всеми известными разновидностями ШИП и удобную для реализации в интегральном исполнении.

8. Разработана методика выбора арности многоместных операций при синтезе JIA-моделей, позволяющая. определять с учетом параметров реальной регулировочной характеристики и заданной точности формирования выбранной передаточной характеристики количество одноканальных реляторов в составе контроллера передаточных характеристик.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена задача повышения помехоустойчивости, расширения диапазона и увеличения точности регулирования выходного напряжения высокочастотных ШИП за счет применения методов коммутационно-логического управления передаточными характеристиками «сигнал управления — выходное напряжение».

1. Аванесов В.М. Релейное управление следящими статическими преобразователями. 4.1. Структуры систем управления: анализ и синтез // Электричество. - 2000. - № 10. - с. 45 - 53.

2. Аракелян А.К., Солодов К.В., Шаварин Н.И. Оптимизация работы автономного инвертора тока в частотно-регулируемом асинхронном электроприводе // Электротехника. 2002. - №1. - с. 19-24.

3. Андриянов А.И. Михальченко Г.Я. Сравнительная характеристика различных видов широтно-импульсной модуляции по топологии областей существования периодических режимов // Электричество. 2004. - № 12.-е. 46-54.

4. Белов Г. А., Алексеев А.А., Нестеров А.В. Расчет процессов в широтно-импульсном корректоре коэффициента мощности // Электричество. 2004. - № 9. - с. 48 - 56.

5. Беркович Е.И. Непрерывнозначная логика в задачах макроэлектроники. В кн.: Повышение конкурентоспособности радиоэлектронной аппаратуры: Опыт, результаты, проблемы. Сб. статей. Вып. 5. Таллин: Валгус, 1988. - с. 165 - 201.

6. А. с. 811487 (СССР) МКИ Н02Р13/16. Способ одноканального управления преобразователем и устройство для его осуществления / О.Г. Булатов, А.И. Пономаренко. Заявлено 25.04.79; Опубл. 07.03.81, Бюл. № 9.

7. Булатов О.Г., Пономаренко А.И. Одноканальные системы управления на основе физических моделей вентильных преобразователей // Электротехника. 1982. - № 2. - с. 56-60.

8. Булгаков А.А. Обобщенная модель вентильных преобразователей // Электричество. 1993. - № 3. - с. 25-31.

9. А. с. 881962 (СССР) МКИ Н02Р13/16, G05F1/66. Способ стабилизации выходной мощности тиристорного регулятора / С.Г.

10. Большаков, П.И. Голубев и др. Заявлено 09.06.75; Опубл. 15.11.81, Бюл. № 42.

11. А. с. 1249662 (СССР) МКИ Н02М1/08. Способ формирования широтно-импульсного сигнала / С.А. Бронов, В.А. Забуга и др. Заявлено 24.12.84; Опубл. 07.08.86, Бюл. № 29.

12. Быков Ю.М., Василенко B.C. Помехи в системах с вентильными преобразователями. — М.: Энергоатомиздат, 1986. 152 с.

13. Волгин Л.И., Матчак А.Т. Информационно-измерительные задачи силовой преобразовательной техники // Изв. вузов. Электромеханика. — 1980. № 7. - с. 760-761.

14. Волгин Л.И. Предикатная алгебра выбора и ее модификации (основы теории и элементный базис) // Опыт, результаты, проблемы: Повышение конкурентоспособности радиоэлектронной аппаратуры. Сб. статей. — Таллин, 1986,Вып. 4.-с. 64-104.

15. Волгин Л.И., Ефимов А.В., Зарукин А.И. Аналоговые логические элементы // Радиотехника. 1987. - № 10. - с. 23-26.

16. Волгин Л.И. Реляторные предикаторы для систем управления и регулирования. В кн.: Методы и средства аналоговой и цифровой обработки информации. Сб. научн. трудов. - Таллин: АН ЭССР, 1988. - с. 11 -29.

17. Волгин Л.И. Синтез устройств для обработки и преобразования информации в элементном базисе реляторов. — Таллин: Валгус, 1989. — 180 с.

18. Волгин Л.И. Интегральные реляторные микросхемы КФ1100СКЗА,Б. Типовые включения и применение // Электронная промышленность. — 1991. — Вып. 8.-с. 77-80.

19. Волгин Л.И. Реляторный генератор типовых нелинейных функций // Изв. вузов. Электромеханика. 1991. - № 11. - с. 68 - 74.

20. Волгин Л.И. Реляторные генераторы предикатных и непрерывнологических функций // Электронное моделирование. 1992. - № 6. - с. 24 - 29.

21. Волгин Л.И. Реляторные гистероны // Приборы и системы управления. 1995. - № 5. - с. 20 - 23.

22. Волгин Л.И. Элементный базис реляторной схемотехники. — Тольятти: Изд-во ПТИС, 1999. 71 с.

23. Волгин Л.И. Континуальные логико-алгебраические исчисления, совместимые с двузначной булевой логикой // Информационные технологии. 2000. - № 8. - с. 27-33.

24. Волгин Л.И. ЛА-метасистема алгебраических логик, порождаемых функцией-аксиомой взвешенных степенных средних // Научно-технический калейдоскоп. Серия «Приборостроение, радиотехника и информационные технологии». Ульяновск, 2001. - № 2. - с. 5 - 14.

25. Волгин Л.И., Зарукин А.И. Развитие элементного базиса реляторной схемотехники // Датчики и системы. 2002. - № 3. - с. 2 - 8.

26. Волгин Л.И. Метасистема взаимоотношений алгебраических логик и сопутствующих исчислений, порождаемых функцией-аксиомой взвешенных степенных средних // Информационные технологии. — 2002. № 7. - с. 20 — 28.

27. Волгин Л.И., Климовский А.Б. Импликативная алгебра выбора как основа информационных технологий и систем управления в континуальной области // Проблемы управления. — 2003. № 4. — с. 2 — 5.

28. Волгин Л.И. Алгебраические логики: взаимоотношения, законы и свойства // Информационные технологии. Приложение. — 2003. № 6. — с. 2 — 24.

29. Волгин Л.И. Алгебраические логики: элементы теории, взаимоотношения, реляторная схемотехника. — Ульяновск: УлГТУ, 2005. -257 с.

30. Волович Г.И. Динамика вентильных источников вторичного электропитания постоянного тока. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 192 с.

31. Воронин П.А. Силовые полупроводниковые ключи. М.: Изд-во «Додэка-ХХ1», 2001. - 381 с.

32. Глазенко Т.А., Синицин В.А., Толмачев В.А. Сравнительный анализ динамических характеристик транзисторных широтно-импульсных преобразователей // Электротехника. 1988. - № 3. - с. 70 - 75.

33. Глазенко Т.А., Гизатуллин Р.Х. Универсальные характеристики квазистационарного режима работы повышающего ШИП и методика его проектирования // Техническая электродинамика. — 1989. № 6. - с. 52 - 61.

34. А. с. 481113 (СССР) МКИ Н02Р13/16, Н02М1/08. Способ временной задержки управляющих импульсов / В.Н. Гребенчук, В.Ф. Шапошников. -Заявлено 28.03.72; Опубл. 15.08.75, Бюл. № 30.

35. Денисов А.И., Димаров С.А. Импульсные преобразователи в системах электропитания. Киев: Техника, 1978. - 184 с.

36. Долбня В.Т., Кипенский А.В., Король Е.И. Линеаризация регулировочной характеристики преобразователя переменного напряжения при различных способах широтно-импульсного регулирования // Вестник НТУ «ХПИ». 2002. - Вып. 1. - с. 55 - 68.

37. Забродин Ю.С., Добровольский А.Н., Кулешова Н.А., Люков И.А. Способы реализации широтно-импульсного регулирования в автономных инверторах напряжения // Электротехника'. 1984. - № 11. - с. 38 - 42.

38. А. с. 562912 (СССР) МКИ Н02Р13/16. Способ управления вентильными преобразователями / В.И. Завьялов, Г.М. Мустафа, Ю.К. Розанов, Н.А. Угреников. Заявлено 05.02.76; Опубл. 25.06.77, Бюл. № 23.

39. Заездный А.А. Гармонический синтез в радиотехнике и электросвязи. -Л.: Энергия, 1971.-528 с.

40. Зверев Г.Н. Оценка точности логических приближений и границ применения классической и неклассических логик в системах моделирования и принятия решений // Информационные технологии. 1999. - № 12. — с. 12 -19.

41. Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники: Учеб. пособие. — Изд. 2-е, испр. и доп. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. - 664 с.

42. Изосимов Д.Б., Рыбкин С.Е., Шевцов С.В. Симплексные алгоритмы управления трехфазным автономным инвертором напряжения с ШИМ // Электротехника. 1993. - № 12. - с. 14 - 20.

43. Изосимов Д.В., Рыбкин С.Е. Улучшение качества энергопотребления полупроводниковыми преобразователями с ШИМ // Электричество. — 1996. -№4.-с. 48-55.

44. Изосимов Д.Б., Байда С.В. Алгоритмы векторной широтно-импульсной модуляции трехфазного автономного инвертора напряжения // Электротехника. 2004. - № 4. - с. 21 - 27.

45. Источники вторичного электропитания / В.А. Головацкий, Г.Н. Гулякович, Ю. И. Конев и др.; Под редакцией Ю.И. Конева. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1990. - 280 с. .

46. Исхаков А.С., Миргородский С.В. Устойчивость широтно-импульсного преобразователя с дискретным усреднением сигнала обратной связи // Электротехника. 1989. - № 6. - с. 32 - 34.

47. Исхаков А.С., Обухов С.Г., Ушаков А. В. Управление внешней характеристикой источника электропитания // Электричество. 1990. - № 11 - с. 67 - 70.

48. Казанцев Ю.М., Чернышев А.И., Лекарев А.Ф. Формирование квазискользящих процессов в импульсных преобразователях с ШИМ // Электричество. 1993. - № 12. - с. 45 - 49.

49. Пат. № 2050575 (РФ). Способ автоматического управления с широтно-импульсным регулированием / Ю.М. Казанцев, А.Ф. Лекарев, В.В. Лапаев. Опубл. в Б.И., 1995. - № 35.

50. Казанцев Ю.М. Релейно-импульсное управление в полупроводниковых преобразователях // Электричество. 1998. № 3. - с. 58 — 63.

51. Карпенко А.С. Многозначные логики. М.: Наука, 1997. - 223 с.

52. Келехаев Б.Г. Нелинейные преобразователя и их применение: Справочник. Москва: Солон-Р, 1999. - 304 с.

53. Кипенский А.В. Компенсация влияния нестабильности напряжения питающей сети на регулировочную характеристику выпрямителя средствами микропроцессорного управления // Электротехника. — 1999. № 5. - с. 67 -71.

54. Козаченко В.Ф. Метод программной реализации дискретных управляющих автоматов во встроенных системах управления // Электричество. 2003. - № 8. - с. 56 - 67.

55. Коломбет Е.А. Микроэлектронные средства обработки аналоговых сигналов. -М.: Радио и связь, 1991.-376 с.

56. Комаров Н.С. Условия существования вынужденных колебаний в понижающем импульсном стабилизаторе с ШИМ-П // Техническая электродинамика. 1988. - № 2. - с. 12-19.

57. А. с. 660187 (СССР) МКИ Н02Р13/16. Способ управления тиристорным преобразователем / Ф. Д. Кочубиевский, В.Ш. Кочубиевская. -Заявлено 01.03.77; Опубл. 30.04.79, Бюл. № 16.

58. Кувшинов Ан.А. Синтез одноканальных реляторов методом монтажного объединения типовых электронных компонентов // Приборостроение и электроника: Труды международной конференции

59. Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроинформатика в науке и технике КЛИН-2006» (г. Ульяновск, 16-18 мая 2006 г.) / Под общей ред. Л.И. Волгина. - Ульяновск: УлГТУ, 2006. - Том 5. - с. 91 - 96.

60. Кувшинов Андрей А., Абрамов Г.Н., Кувшинов Алексей А. Логико-алгебраический метод управления выходными характеристиками широтно-импульсных преобразователей // Известия вузов. Электромеханика. 2007. -№ З.-с. 35-41.

61. Патент РФ 2341016 МКИ Н03К7/08. Способ формирования широтно-импульсного сигнала / А. А. Кувшинов, Г.Н. Абрамов, А.А. Кувшинов. -Опубл. 10.12.2008, Бюл. № 34.

62. Патент РФ 2350007 МКИ Н02М1/08, Н03К8/08. Способ широтно-импульсного управления статическим преобразователем / Ан.А. Кувшинов, Г.Н. Абрамов, А.А. Кувшинов. Заявлено 26.02.2008. - Опубл. 23.03.2009, Бюл.№ 8.

63. Левин В.И. Непрерывно-логические методы в теории автоматов и цифровой технике // Информационные технологии. 2000. - № 8. — с. 22 — 27.

64. Левин В.И. Непрерывная логика // Информационные технологии. -2000. № 11. - Приложение, с. 2 - 24.

65. Лившиц А.Г. Нелинейная аппроксимация регулировочных характеристик электросварочной машины для компенсации колебаний сетевого напряжения // Электротехника. 1988. - № 8. - с. 69 - 72.

66. Лихоманов A.M., Дмитриев Б.Ф., Бизяев А.А., Бусько В.В. Синтез структур и параметров сглаживающих фильтров для широтно-импульсных систем преобразования энергии // Электричество. — 2005. №5. — с. 47 - 51.

67. Ловчиков А.Н., Носкова Е.Е. Анализ и синтез широтно-импульсных систем // Электротехника. 1988. - № 12. - с. 38 - 42.

68. А. с. 1228194 (СССР) МКИ Н02М1/08. Адаптивный регулятор / Е.Н. Логачев, Ю.И. Мережко. Заявлено 27.05.83; Опубл. 30.04.86, Бюл. № 16.

69. Малафеев С.И., Мамай B.C. Широтно-импульсный преобразователь интегрирующего типа // Электротехника. 1993. № 2. - с. 48 - 51.

70. Малафеев С.И. Аналого-цифровые устройства управления тиристорами // Электротехника. 1995. - № 1. - с. 50 - 53.

71. Мастяев Н.З., Мыцык Г.С., Пикулин В.П. Определение передаточных характеристик преобразователей частоты со звеном постоянного тока // Электротехника. 1972. - № 4. - с. 4 - 10.

72. Мелешин В.И. Транзисторная преобразовательная техника. Москва: Техносфера, 2006. - 632 с.

73. Мищенко В.А. Метод селектирующих функций в нелинейных задачах контроля и управления. М.: Сов. радио, 1973. - 184 с.

74. Мощные транзисторные устройства повышенной частоты // А.А. Алексанян, Р.Х. Бальян, М.А. Сивере и др. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989.- 176 с.

75. Мустафа Г.М. Метод приближенного анализа импульсно-моделированных инверторов с синусоидальным выходным напряжением // Электротехника. 1987. - № 10. - с. 2 - 8.

76. Мустафа Г.М. Расчет импульсно-модулированных инверторов с синусоидальным выходным напряжением // Электротехника. — 1988. — № 2. -с. 57-62.

77. Мыцык Г.С. Модификации амплитудно-импульсной модуляции второго рода в преобразовательной технике // Электротехника. 1979. - № 9. -с.8-11.

78. Обухов С.Г., Чаплыгин Е.Е., Миронов В.А. Классификационные критерии систем управления вентильными преобразователями // Электротехника. 1982. - № 2. - с. 9 - 12.

79. А. с. 888328 (СССР) МКИ Н02Р13/16. Способ широтно-импульсной модуляции / А.Н. Пискарев, А.И. Игнатченко и др. Заявлено 17.05.79; Опубл. 07.12.81, Бюл. № 45.

80. Поспелов Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. — М.: Энергия, 1974.-368 с.

81. Потапчук М. Управление ШИМ на основе микроконтроллера AT90S1200 // Схемотехника. 2003. - № 11. - с. 22 - 23.

82. Разевиг В.Д. Пакет схемотехнического моделирования PSPICE5. — М.: Физматлит, 1994.

83. Розанов Ю.К., Завгородний П.Н. Применение нечеткой логики в силовой электронике (аналитический обзор) // Электротехника. 1997. - № 11.-с. 24-30.

84. Седов А.В. Интерполяция и фильтрация сигналов в многоскоростных микропроцессорных системах моделирования, контроля и управления // Известия вузов. Электромеханика. 2003. - № 4. - с. 45 - 50.

85. Патент 2020709 РФ, МКИ Н02М5/27. Программируемый преобразователь переменного напряжения / В.И. Сенысо, B.C. Смирнов и др. -Заявлено 22.01.92; Опубл. 30.09.94, Бюл. № 18.

86. Патент 2126694 РФ. Способ динамической широтно-импульсной модуляции / С.Н. Сидоров. Опубл. 1998. - № 21. '

87. Сидоров С.Н. Алгоритмы управления двухоперационными вентилями в преобразователях с непосредственной связью // Электротехника. -2001. -№ 5.-с. 6 11.

88. Соболев JI.B. Прямой синтез переходных характеристик преобразователей постоянного напряжения // Электротехника. — 1992. № 6, 7.-с. 52-57.

89. Сокол Е.И., Архиереев И.П., Кипенский А.В., Король Е.И. Улучшение показателей и характеристик однофазных полупроводниковых преобразователей переменного напряжения // Электротехника. 2003. - № 3. -с. 66-69.

90. А. с. 1624631 (СССР) МКИ Н02М7/12, 7/48. Способ формирования управляющих импульсов в одноканальных системах фазового управления вентильным преобразователем / Э.З. Тимощк, З.М. Литинский и др. — Заявлено 26.04.88; Опубл. 30.01.91, Бюл. № 4.

91. А. с. 513464 (СССР) МКИ Н02Р13/16, Н03К7/10. Способ управления фазой импульсов в системах с широтно-импульсной модуляцией / В.А. Тышко. Заявлено 27.04.02; Опубл. 05.05.76, Бюл,№ 17

92. Флоренцов С.Н., Аванесов В.М. Управление силовыми транзисторами с изолированным затвором // Электротехника. 2000. - № 12. -с. 1 - 14.

93. Цыпкин Я.З. Теория линейных импульсных систем. — Москва: Гос. изд-во физ-мат. лит., 1963. — 968 с.

94. Цытович Л.И. Развертывающие преобразователи для систем управления вентильными электроприводами и технологической автоматики: Автореф. дис. д-ра техн. наук / Уфимский Гос. Авиационный техн. ун-т. -Уфа, 1996.-40 с.

95. Чаплыгин Е.Е. Фазовое управление вентильными преобразователями на базе восьмиразрядных микропроцессоров // Электричество. — 1990. № 9. -с. 51-57.

96. Чаплыгин Е.Е., Бруякина З.В. Микропроцессорное управление выпрямителем с параметрическими обратными связями // Электричество. — 1994.-№ 2.-с. 51-56.

97. Чаплыгин Е.Е. Микропроцессорное управление автономными инверторами напряжения с ШИМ // Электричество. — 1994. № 9. - с. 63 — 68.

98. Ш.Чаплыгин Е.Е., Малышев Д.В. Спектральные модели автономных инверторов напряжения с широтно-импульсной модуляцией // Электричество. 1999. - № 8. - с. 60 - 66.

99. ArBetter В., Maksimovic D. Feedforward pulse width modulators for switching power converters // IEEE Transactions on Power Electronics, Volume 12, No. 2, March, 1997.

100. Beccuti G., Papafotio G., Morari M. Explicit model predictive control of the boost DC-DC converter // Preprints of the 2nd IF AC conf. on Analysis and Design of Hybrid Systems (Alghero, Italy), 7-9 June 2006, pp. 315-320.

101. Gupta Т., Boudreaux R.R., Nelms R.M., Hung J.Y. Implementation of a fuzzy controller for dc-dc converters using an inexpensive 8-b microcontroller // IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 44, no. 5, October 1997, pp. 661 669.

102. Muhammad H. Rashid, Hasan M. Rashid. SPICE for Power Electronics and Electric Power (second edition) // USA, FL33487, Boca Ration, 2006. p. 552.

103. Nabae A., Takahashi I., Akagi H. A neutral-point-clamped PWM-inverter // IEEE Transactions on Industry Applications, 1981, vol. IA, no. 5, pp. 518 523.

104. Prodic A., Maksimovic D. Digital PWM controller and current estimator for a low-power switching converter // IEEE Workshop on Computers in Power Electronics, COMPEL 2000, Blacksburg, VA, July 16- 18, 2000.

105. Shin-Liang Jung, Ying-Yu Tzou. Discrete Sliding-Mode Control of a PWM Inverter for Sinusoidal Output Waveform Synthesis with Optimal Sliding Curve // IEEE Transactions on Power Electronics, 1996, vol. 11, no. 4.

106. Sira-Ramirez H., Silva-Ortigoza R. On the Resonant Converter: A Hybrid-Flatness Approach // Departmento de Ingenieria Electrica, C1NVESTAV-TPN, Avenida IPN, 2508, Col. San Pedro Zacatenco, A.P. 14740 Mexico, D.F., Mexico.

107. Trescases O., Tung W. Variable Output, Soft-Switching DC/DC Converter for VLSI Dynamic Voltage Scaling Power Supply Applications // 2004 35th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference, Aachen, Germany, 2004, pp. 4149-4155.

108. Veas D.R., Dixon J.W., Ooi B.T. A Novel Load Current Control Method for Leading Power Factor Voltage Source PWM Rectifier // IEEE Transactions on Power Electronics, 1994, vol. 9, no. 2, pp. 153 159.

109. Vladimirov-Peterchev A. Digital Pulse-Width Modulation Control in Power Electronic Circuits: Theory and Applications // Electrical Engineering and Computer Sciences University of California at Berkley, Technical Report No. UCB/EECS-2006-22, p. 163.

110. Zeller J., Zhu M., Stimac Т., Gao Z. Nonlinear digital controlthimplementation for a DC-DC power converter // Proceedings of IECEC'01, 36 Intersociety Energy Conversion Engineering Conference, July 29 — August 2, 2001, Savannah, Georgia.