автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Разработка следящего синхронно-синфазного электропривода для обзорно-поисковых систем

ООЗиьхь^о

КАТРИЧ Павел Анатольевич

РАЗРАБОТКА СЛЕДЯЩЕГО СИНХРОННО-СИНФАЗНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ДЛЯ ОБЗОРНО-ПОИСКОВЫХ СИСТЕМ

Специальность 05 09 03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003062626

КАТРИЧ Павел Анатольевич

РАЗРАБОТКА СЛЕДЯЩЕГО СИНХРОННО-СИНФАЗНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ДЛЯ ОБЗОРНО-ПОИСКОВЫХ СИСТЕМ

Специальность 05 09 03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Омском государственном техническом университете на кафедре «Электроснабжение промышленных предприятий»

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Бубнов Алексей Владимирович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Щерба Виктор Евгеньевич

кандидат технических наук, доцент Руппель Алексей Александрович

Ведущая организация

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС)

Защита диссертации состоится 17 мая 2007 г в 15 час на заседании диссертационного совета Д 212 178 03 в Омском государственном техническом университете по адресу 644050, г Омск, пр Мира, 11, ауд 6-340

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного технического университета

Автореферат разослан « » апреля 2007 г

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета Д 212 178 03

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук,

доцент

А Н Кириченко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Автоматический анализ визуальной информации является одним из важнейших направлений в развитии науки и техники Высокие достижения в области электропривода, оптики и микропроцессорной техники сделали возможным создание автоматических обзорно-поисковых систем (ОПС), решающих широкий круг информационных задач получение, сбор, обработка, преобразование, запоминание и представление одномерной, двухмерной и трехмерной информации

Перспективной разновидностью ОПС являются системы, содержащие узел оптико-механической развертки (ОМР) Данные системы обладают высокой чувствительностью в широком диапазоне воспринимаемых длин волн, высокой угловой разрешающей способностью в большом поле обзора, высокой скоростью сканирования, возможностью создания многоканальных устройств, построенных на одном электроприводе Оптико-механические ОПС широко используются в авиационной и космической технике, робототехнике, в системах восприятия и визуализации трехмерной информации, устройствах автоматического визуального контроля продукции, лазерной локации и др

Электропривод ОПС должен обладать высокой точностью, стабильностью и надежностью работы, малыми энергопотреблением и габаритами Кроме того, особую актуальность при построении ОПС приобретают вопросы повышения точности и быстродействия согласованной работы электроприводов, когда наряду с высокой точностью поддержания уровней частоты вращения двух или нескольких механически не связанных валов требуется также жесткая привязка их заданного взаимного углового положения, то есть синфазность их вращения Наиболее полно данным требованиям отвечает синхронно-синфазный электропривод (ССЭ), представляющий собой совокупность управляемого задающего генератора и одного или нескольких электроприводов с фазовой синхронизацией, построенных на основе принципа фазовой автоподстройки частоты вращения (ФАПЧВ) Синхронно-синфазные электроприводы обладают высокими точностными показателями в широком диапазоне регулирования угловой скорости (точность регулирования по углу достигается порядка единиц угловых секунд, по угловой скорости - порядка 0 001% в диапазоне изменения угловой скорости от сотни до нескольких тысяч оборотов в минуту)

В настоящее время наибольшее распространение получили ССЭ, в которых процессы синхронизации и фазирования последовательно стыкуются во времени Во время возникающих при перестройке частоты режимов несинфазной работы в этих системах происходит потеря информации о сканируемом объекте Данное обстоятельство не является существенным в системах стабилизации скорости, когда частота вращения электропривода на длительном интервале времени остается неизменной Однако, в ряде ОПС существует необходи-

мость частой перестройки частоты вращения электропривода, что приводит к значительным потерям информации В космической и авиатехнике, в частности, это обусловлено постоянным изменением расстояния между сканирующим объектом и исследуемой поверхностью и скорости их взаимного перемещения

В связи с этим является актуальной задача разработки следящего ССЭ, который обеспечивает переход с одной частоты вращения на другую без искажения изображения сканируемого ОПС объекта До настоящего времени недостаточно полно исследованы вопросы построения следящих синхронно-синфазных электроприводов, отсутствуют четкие рекомендации по выбору структуры и параметров их систем управления, недостаточно проработаны компьютерные имитационные модели, позволяющие проводить анализ происходящих в электроприводе процессов Разработка и исследование следящих ССЭ позволит улучшить точностные, динамические и эксплуатационные характеристики электропривода, а также уменьшить потери информации при его использовании в ОПС

Целью работы является разработка алгоритмов работы и исследование следящего синхронно-синфазного электропривода для обзорно-поисковых систем

Для достижения указанной цели в диссертационной работе поставлены следующие задачи

1) исследовать влияние структуры и параметров регулятора угловой скорости на точностные и динамические показатели следящего ССЭ и сформировать рекомендации по их выбору,

2) провести анализ влияния уровня токоограничения электродвигателя на динамику ССЭ,

3) провести сравнительный анализ существующих способов построения следящих синхронно-синфазных электроприводов и разработать способ регулирования ССЭ с улучшенными динамическими и точностными характеристиками

- усовершенствовать способ фазирования с пошаговым доворотом вала электродвигателя с целью повышения его быстродгйствия, сформировать рекомендации по выбору параметров фазирующего регулятора,

- разработать алгоритм функционирования частотно-задающего блока, обеспечивающего работу следящего ССЭ в широком диапазоне частот с заданной точностью,

4) разработать компьютерную имитационную модель следящего ССЭ,

5) подтвердить выдвинутые теоретические положения путем компьютерного моделирования и экспериментальных исследований

Основные методы научных исследований При теоретическом исследовании режимов втягивания контура ФАПЧВ в синхронизм со входным частотным сигналом и режимов фазирования использовался метод фазовой плоскости Синтез регулятора угловой скорости ССЭ проводился модальным методом Исследование процессов, происходящих в ССЭ, проводилось с примене-

нием основ теории автоматического управления, теории цепей, теории оптимального управления, теории электрических машин, методов математического моделирования Основные расчетные соотношения получены с применением преобразований Лапласа, дифференциального и интегрального исчисления Теоретические положения и разработанные технические решения проверялись путем моделирования в среде МАТЬАВ и экспериментально

Научная новизна работы Решение поставленных задач определило научную новизну диссертационной работы, которая заключается в следующем

1 Разработан способ регулирования следящего ССЭ, позволяющего исключить потери информации в ОПС при перестройке частоты вращения

- усовершенствован способ фазирования с пошаговым доворотом вала электродвигателя, разработаны рекомендации по выбору параметров фазирующего регулятора, реализующего данный способ,

- разработан алгоритм функционирования частотно-задаюшего блока, обеспечивающего работу следящего ССЭ в широком диапазоне частот с заданной точностью

2 Сформированы рекомендации по выбору структуры и параметров регулятора угловой скорости следящего ССЭ с учетом токоограничения электродвигателя

3 Разработан алгоритм работы программы, моделирующей многозначную статическую нелинейность, входящую в состав модели логического устройства сравнения электропривода, и на его основе реализован 51М1ЛЛ1ч1К-блок для использования в среде МАТЬАВ

4 Разработана компьютерная имитационная модель следящего ССЭ, позволяющая исследовать различные способы фазирования и управления электроприводом

Практическая ценность работы.

1 Использование разработанного способа регулирования следящего ССЭ позволяет улучшить информационные показатели ОПС, построенных на его основе

2 Использование разработанных рекомендаций по выбору структуры и параметров регулятора угловой скорости и фазирующего регулятора следящего ССЭ позволяет улучшить его точностные, динамические и эксплуатационные характеристики, упростить его проектирование

3 Разработанный БIМ и Ь1N К-б л о к, моделирующий работу многозначной статической нелинейности, входящей в состав модели логического устройства сравнения, может применяться при моделировании электроприводов с дискретным управлением и представляет интерес как для исследовательских целей, так и для учебного процесса

4 Разработанный алгоритм работы частотно-задающего блока может применяться при построении электроприводов с дискретным управлением

Реализация результатов работы. Результаты теоретических исследований вошли в электронный учебник «Системы прецизионного электропривода», который используется в ГОУ ВПО «Омский государственный технический университет» (ОмГТУ) при проведении занятий по дисциплине специализации «Системы прецизионного электропривода» со студентами специальности 210106 «Промышленная электроника»

Рекомендации по выбору структуры и параметров регулятора контура ФАПЧВ и алгоритм работы частотно-задающего блока ССЭ использованы при выполнении НИОКР в ФГУП «Омский научно-исследовательский институт приборостроения», г Омск

Публикации. Апробация работы. По результатам выполненных исследований опубликовано 14 научных работ, в том числе статья в журнале «Известия вузов Электромеханика», статья в журнале «Известия Томского политехнического университета», 2 статьи в журнале «Омский научный вестник», 3 работы депонированы в ВИНИТИ, 3 разработки зарегистрированы в ОФАП

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях

- научно-практическая конференция «Энергетика на рубеже веков» г Омск, 2003,

- V Международная научно-техническая конференция «Динамика систем, механизмов и машин», г Омск, 2004,

- III Всероссийская научно-практическая конференция «Автоматизированный электропривод и промышленная электроника в металлургической и горно-топливной отраслях», г Новокузнецк, 2006

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, выполнена на 151 странице основного текста, содержит 78 рисунков и 3 таблицы, библиографический список из 121 наименования и приложения на 10 страницах Общий объем диссертации - 161 страница

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и основные задачи работы, характеризуется научная новизна и практическая ценность результатов исследований Приведены сведения о структуре, объеме и содержании диссертации

В первой главе выполнен обзор существующих способов построения обзорно-поисковых систем, показана перспективность и определены области применения оптико-механических ОПС

На основе анализа показателей назначения узла оптико-механической развертки ОПС определены требования к используемому в нем электроприво-

ду Для получения неискаженного изображения и минимальных потерь информации при перестройке частоты сканирования строк в узле оптико-механической развертки ОПС необходимо использовать следящий ССЭ

Рассмотрены особенности и основные режимы работы ССЭ (рис 1, где ЧЗБ - частотно-задающий блок, КФ - контур фазирования, ФР - фазирующий регулятор, ФАПЧВ - контур фазовой автоподстройки частоты вращения, ЛУС - логическое устройство сравнения, РС — регулятор угловой скорости, БДПТ -бесконтактный двигатель постоянного тока, БИД - блок импульсных датчиков, ИДЧ - импульсный датчик частоты вращения, ИДП - импульсный датчик положения ротора)

Сигнал управления БДПТ поступает от регулятора угловой скорости (РС), входящего в состав контура регулирования угловой скорости, работающего по принципу импульсной фазовой автоподстройки частоты вращения (ФАПЧВ) Основным информационным узлом этой подсистемы является логическое устройство сравнения (ЛУС), работающее в режиме фазового сравнения импульсов входной частоты /оп, формируемых на выходе частотно-задающего блока (ЧЗБ), и импульсов ИДЧ/,С при малых угловых ошибках и реализующее релейный алгоритм сравнения входных частот при значительных частотных рассогласованиях В качестве ЛУС обычно используется импульсный частотно-фазовый дискриминатор (ИЧФД)

Для обеспечения синфазного режима работы ССЭ (рис I) служит внешний контур фазирования (КФ) В нем реализуется алгоритм последовательной стыковки во времени процессов синхронизации и фазирования, когда на интервале вхождения электропривода в синхронизм с помощью ЛУС контролируется только знак отклонения синхронно-синфазного электропривода по частоте вращения Основным

узлом КФ является фазирующий регулятор (ФР), обеспечивающий формирование частотных сигналов на входе контура ФАПЧВ в соответствии с реализуемым алгоритмом фазирования ССЭ

Рис 1 Структурная схема

Разделение во времени процессов синхронизации и фазирования реализуется с помощью ЛУС, на дополнительном выходе которого формируется сигнал индикации синхронного режима (С) После прихода этого сигнала на вход ФР с помощью импульсного датчика положения (ИДП) измеряется отклонение начальной фазы вращения вала от заданного значения /гоп, и начинается цикл работы ФР

Рассмотрены особенности использования бесконтактного двигателя постоянного тока и принципа фазовой автоподстройки частоты вращения в ССЭ, а также существующие способы фазирования ССЭ, отмечены их недостатки На основании проведенных исследований выявлены научно-технические задачи, которые необходимо решить при построении следящего ССЭ для ОПС

Во второй главе проведено исследование влияния структуры и параметров регулятора угловой скорости на точностные и динамические показатели контура фазовой автоподстройки частоты вращения ССЭ (рис 2, где НЭ - многозначная статическая нелинейность, входящая в состав модели логического устройства сравнения (ЛУС), НЭ2, НЭ1, - нелинейные элементы, характеризующие уровни токоограничения электродвигателя в пропорциональном режиме работы (/тах) и режимах насыщения ЛУС (/„), РЭ - релейный элемент, ШИМ - широтно-импульсный модулятор, ФНЧ - фильтр нижних частот, (Рр(р) - передаточная функция регулятора угловой скорости, Ч',„ - максимальная величина потокосцепления постоянных магнитов ротора с обмотками БДПТ, М„л - электромагнитный момент электродвигателя, А/„ - момент нагрузки на валу электродвигателя, J - момент инерции ротора БДПТ с нагрузкой, е - угловое ускорение, ш - угловая скорость, ф0 = 2т: - угловое расстояние между метками ИДЧ (2- количество меток ИДЧ))

Рис 2 Структурная схема контура фазовой автоподстройки частоты вращения

Проанализировано влияние основных возмущающих воздействий на точностные показатели электропривода и сформированы рекомендации по выбору структуры и параметров регулятора угловой скорости Показана целесообразность использования регуляторов, содержащих в своей структуре форсирующее звено и фильтр нижних частот и обеспечивающих апериодический (критиче-

ский) вид переходных процессов в контуре ФАПЧВ в пропорциональном режиме работы электропривода

а) пропорционально-дифференциальный регулятор с фильтром нижних

частот (ПДф-регулятор) (р) = к

(-Г , Л

. где Тд =л/з/юс, Гф =1/(Зл/Зюс),

/ф Р + 1)

сос = /ф0 (Гд и 7ф- постоянные времени дифференцирующего звена и

фильтра. о)с - частота среза линеаризованной в пропорциональном режиме работы системы регулирования, е„, - максимальное ускорение электропривода, к-коэффициент усиления регулятора)

б) пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор с фильт-

, 7„Тир2 +Т„р +1

ром нижних частот (ПИДф-регулятор) IV (р) = к—-, где

(Тфр + \)Тир

Гд =1 5/юс, 7ф = 1/(4юс), Ти = 4/юс, юс = ^¡2кг„, /<р0 (/"„- постоянная времени интегрирующего звена)

Получены соотношения (таблица 1), позволяющие определить максимально допустимые шаг А/10П и темп /аол изменения задающей частоты при которых динамическая угловая ошибка электропривода не превышает допустимого для работы ОПС значения Дадоп (рад )

Таблица 1

регулятор ПДФ ПИДф

Д/доп>Гц 0 9ДадопЛ/^3е,„/я1

/дои = Гц/с 0 5Аалоп к :2 е,„ / п2 0 55Дадоп к 21 е„, / п2

Проведен качественный анализ влияния уровня токоограничения электродвигателя на динамику электропривода С использованием компьютерного моделирования контура ФАПЧВ исследовано влияние коэффициента усиления регулятора угловой скорости к на качество переходных процессов в системе, получены зависимости времени синхронизации /с электропривода от величины к (рис 3, где тс =/сЛ/ср0/2еш - приведенное значение времени синхронизации электропривода, /*-/та,/7н - приведенный к номинальному уровень токоограничения электродвигателя) Сформированы рекомендации по практическому выбору величины к Показана целесообразность использования в ССЭ в качестве электродвигателей БДПТ с 2-4-кратной перегрузочной способностью

а б

Рис 3 Зависимость времени синхронизации электропривода от величины коэффициента усиления регулятора угловой скорости (а - ПДф-регулятор, б - ПИДф-регулятор)

Третья глава посвящена разработке способа регулирования следящего синхронно-синфазного электропривода Обзор известных способов регулирования ССЭ для ОПС показал, что они не позволяют обеспечить одновременно высокую точность работы ОПС в установившемся режиме и возможность перестройки частоты вращения электропривода без превышения допустимой угловой ошибки, что ведет к потере и искажению информации о сканируемом объекте

Разработан способ регулирования следящего ССЭ, заключающийся в том, что в процессе работы электропривода выходной сигнал ЧЗБ /оп изменяется ступенчато таким образом, что возникающая при отработке этого воздействия динамическая угловая ошибка электропривода не превышает заданного допустимого значения, заведомо меньшего ширины линейной зоны ЛУС В этом случае ЛУС всегда будет оставаться в режиме фазового сравнения, и фазирование в следящем ССЭ необходимо выполнять лишь один раз при его запуске При этом целесообразным является испопьзование наиболее технически просто реализуемого способа с пошаговым доворотом вала электродвигателя

С целью повышения быстродействия усовершенствован способ фазирования с пошаговым доворотом вала электродвигателя Разработан модифицированный вариант фазирующего регулятора, реализующего данный способ, отличающийся простотой практической реализации и позволяющий в 1 4-2 раза сократить время фазирования (рис 4, где ИВИ - источник возмущающих импульсов, ЭЗ - элемент задержки, ОВ - одновибратор) Отличительной особенностью данного способа является формирование возмущающих импульсов^, на выходе ОВ через интервал задержки т3, задаваемый ЭЗ, после перехода ЛУС в пропорциональный режим работы Сигнал П пропорционального режима работы ЛУС может быть получен непосредственно с выхода индикации состояния ЛУС

Рис 4 Функциональная схема синхронно-синфазного электропривода с пошаговым доворотом вала электродвигателя (модифицированный вариант)

Разработан алгоритм работы частотно-задающего блока, обеспечивающего требуемые характеристики следящего ССЭ в широком диапазоне частот Структурная схема ЧЗБ представлена на рис 5, где ГВЧ - кварцевый генератор высокой частоты/г, ДЧ1 и ДЧ2 - делители частоты, построенные на основе счетчиков импульсов Делитель частоты ДЧ1 имеет переменный коэффициент деления N, изменение которого приводит к изменению частоты задающего сигнала/ол =//,¥, и, как следствие, частоты вращения электропривода Делитель частоты ДЧ2 имеет постоянный коэффициент деления, и на его выходе формируются импульсы задания начального положения вала электродвигателя Р\т

Рис 5 Структурная схема частотно-задающего блока

В области высоких частот вращения (при малом значении коэффициента деления ¡V) при изменении N на единицу, изменение выходной частоты ЧЗБ /0„ значительно и превышает допустимое значение А/яол Данное обстоятельство существенно ограничивает диапазон работы следящего ССЭ Расширить его путем использования кварцевого генератора/г более высокой частоты не всегда возможно, поскольку создание высокостабильного генератора, работающего на частоте выше нескольких сотен мегагерц, в настоящее время затруднительно

п

Рис 6 Алгоритм работы частотно-задающего блока

Разработанный алгоритм изменения коэффициента пересчета N делителя частоты позволяет осуществить изменение частоты вращения следящего ССЭ в широком диапазоне при использовании недорогих серийно выпускаемых кварцевых генераторов Предлагается использовать промежуточные значения частоты вращения, соответствующие дробным значениям коэффициента деления Л' Их предлагается получать на интервале между коэффициентами деления Ы, и Л', 1 путем поочередного переключения между Л', и А', , Если частота этих переключений значительно превышает частоту среза замкнутой системы регулирования а>с, то частота вращения электропривода равна

60/; 60/

п «-=-^,

- Л',ср

где Л', ср - среднее значение коэффициента деления, /оп ср - среднее значение опорной частоты

Порядок операций, осуществляемых в частотно-задающем блоке можно представить в виде алгоритма, представленного на рис 6, где п. - заданная час-

тота вращения ССЭ (об/мин), к, - возможное количество дробных значений Л' на интервале (;V, mm, A',mm+1), п - фактическая частота вращения ССЭ

В четвертой главе приведены результаты компьютерного имитационного моделирования работы следящего синхронно-синфазного электропривода в приложении SIMULINK программного пакета MATLAB и экспериментальных исследований электропривода

При создании компьютерной модели ССЭ существует необходимость аналитического описания (для последующего программирования) многозначной статической нелинейности НЭ (см рис 2), входящей в состав модели ЛУС, и отсутствующей в стандартных библиотеках прикладных математических программ Возможные траектории движения рабочей точки по характеристике нелинейного элемента представлены на рис 7

Рис 7 Траектории движения рабочей точки по характеристике многозначной статической нелинейности

Разработан алгоритм работы (рис 8) и реализован ЗЕУНЛЛМК-блок, моделирующий работу многозначной статической нелинейности Входная величина х соответствует Да, выходная величина у соответствует у, п - номер участка характеристики НЭ1, на котором находится рабочая точка (определяется как округленное значение */сро), Л1 - параметр, определяющий режим работы электропривода в момент запуска программы Индексы / и (; - 1) определяют значение переменной в настоящий момент времени и предыдущее ее значение соответственно

В приложении БМЦЦЫК программного пакета МАТЬАВ разработана компьютерная имитационная модель следящего ССЭ, позволяющая реапизовы-вать различные способы фазирования электропривода, задавать различные уровни токоограничения БДПТ в пропорциональном режиме работы и режимах насыщен™ ЛУС и исследовать работу системы при воздействии различного вида управляющих сигналов и возмущений

Рис 8 Алгоритм работы блока «Многозначная статическая нелинейность»

Рис 9 Компьютерная модель следящего синхронно-синфазного электропривода

Модель следящего ССЭ с ПДф-регулятором представлена на рис 9, где блок «nonlinear» в соответствии с разработанным алгоритмом (рис 8) моделирует НЭ, блок «FR» моделирует работу фазирующего регулятора, «CHZB» -частотно-задающий блок, к - коэффициент усиления регулятора угловой скорости, T_d и T_f - постоянные времени форсирующего звена и фильтра, e m -максимальное угловое ускорение вала электропривода, блоки «BDPT» и «ICHFD» моделируют соответственно передаточные функции БДПТ и интегра-

частоты вращения с ]250 на 1248.5 об/мин (что вызывает изменениеот 100 до 99,9 кГц с шагом 20 Гц) представлены на рис. И, где (и - угловая скорость, Да - нормированная угловая ошибка, а-угол поворота вала электропривода.

и,, оСУ>кш

0 0.04 0,08 0.12 0.16 м. рад/с

С

0,04 0.08 0.12 0.16 (,с

«, рад

0,04 ООН 0.12 0.16

0.04 0.08 0.12 0.16

Рис. 11. Временные диаграммы работы следящего синхронно-синфазного электропривода

Проведены экспериментальные исследования разработанного в соответствии с предлагаемым алгоритмом опытного образца ЧЗБ с частотой кварцевого генератора/ = 400кГи (рис. 12, где сигнал А получен при поочередном переключении коэффициента деления ДЧ I между значениями /V, = 9 и Л1',-. I - 10 {/'„„ ^ = 42.11 кГц); сигнал В - При Л' = 10 </„„ - 40 кГц); Т - период совпадения фаз импульсных сигналов А и Б).

А-Б-

шиштшлшш!^

1ШШ1МШШ11М11и

Рис, 12. ОсциллоГраммы выходных сигналов частотно-задающего блока

частоты вращения с 1250 на 1248 5 об/мин (что вызывает изменение/оп от 100 до 99 9 кГц с шагом 20 Гц) представлены на рис 11, где ш - угловая скорость, Да - нормированная угловая ошибка, а - угол поворота вала электропривода

п об/мин

12^0

1249 1248

0 0 04 0 08 0 12 0 16 о рад/с

Да 0

-0 01 -0 02

I с

0

и рад

0 04 0 08 0 12 0 16

I с

Рис 11 Временные диаграммы работы следящего синхронно-синфазного электропривода

Проведены экспериментальные исследования разработанного в соответствии с предлагаемым алгоритмом опытного образца ЧЗБ с частотой кварцевого генератора/г = 400кГц (рис 12, где сигнал А получен при поочередном переключении коэффициента деления ДЧ1 между значениями /V, = 9 и N,+1 = 10 (/ОПСр = 42 11 кГц), сигнал В - при Л' = 10 (/оп = 40 кГц), Т - период совпадения фаз импульсных сигналов А и Б)

а/ 5У

А-Б-

т

У

Рис 12 Осциллограммы выходных сигналов частотно-задающего блока

Полученные результаты компьютерного моделирования и экспериментальных исследований подтверждают достоверность основных теоретических положений диссертационной работы

В приложении приведены тексты программ, описывающих работу разработанных для моделирования ССЭ блоков «nonlinear» и «FR», а также материалы о внедрении результатов диссертационной работы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основными результатами научных исследований, выполненных автором, являются

1 Проведен обзор существующих способов построения обзорно-поисковых систем, определены области применения оптико-механических ОПС и требования к используемому в них электроприводу

2 В результате анализа влияния структуры и параметров регулятора угловой скорости на точностные и динамические показатели следящего ССЭ сформированы рекомендации по их выбору Получены соотношения, позволяющие определить максимально допустимые шаг и темп изменения задающей частоты в следящем ССЭ

3 Проведен анализ динамики ССЭ с учетом токоограничения электродвигателя Исследовано влияние величины коэффициента усиления регулятора к на качество переходных процессов в системе, получены зависимости времени синхронизации электропривода от величины к, сформированы практические рекомендации по его выбору, показана целесообразность использования в ССЭ в качестве электродвигателей БДПТ с 2-4-кратной перегрузочной способностью

4 Разработан способ регулирования следящего синхронно-синфазного электропривода, использование которого в ОПС позволяет перестраивать частоту сканирования строк без потери информации о сканируемом объекте

5 Усовершенствован способ фазирования с пошаговым доворотом вала электродвигателя и разработана функциональная схема ССЭ, позволяющая в 1 4-2 раза уменьшить время фазирования электропривода На основании результатов компьютерного моделирования процесса фазирования сформированы рекомендации по выбору параметров фазирующего регулятора ССЭ при различных уровнях токоограничения электродвигателя

6 Разработан алгоритм работы частотно-задающего блока, обеспечивающего работу следящего синхронно-синфазного электропривода в широком диапазоне частот с заданной точностью

7 Разработан алгоритм работы и реализован SIMULINK-блок, моделирующий работу многозначной статической нелинейности, которая входит в состав модели ЛУС Разработана компьютерная имитационная модель следящего

ССЭ, позволяющая исследовать различные способы фазирования и управления электроприводом

8 Проведены компьютерное моделирование и экспериментальные исследования основных режимов работы следящего синхронно-синфазного электропривода, которые подтверждают достоверность основных результатов диссертационной работы

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Катрич П А Анализ влияния токоограничения электродвигателя на динамику электропривода тепловизорной системы / А В Бубнов, П А Катрич, А И Лыченков, Т А Бубнова // Энергетика на рубеже веков Сб матер науч -практ конф /Подред В H Горюнова - Омск изд ОмГТУ, 2003 С 165-170

2 Катрич П А Классификация тепловизионных систем /ПА Катрич, А И Лыченков // Материалы V Междунар. науч -техн конф «Динамика систем, механизмов и машин» -Омск изд ОмГТУ, 2004 - С 185-188

3 Катрич П А Компьютерное моделирование электропривода с фазовой синхронизацией /ПА Катрич, А И Лыченков, Т А Бубнова // Материалы V Междунар науч -техн конф «Динамика систем, механизмов и машин» - Омск изд ОмГТУ, 2004 С 189-192

4 Катрич П А Вопросы выбора регулятора для следящего эпектропри-вода с фазовой синхронизацией / А В Бубнов, П А Катрич // Омский научный вестник -2005 -№2 -С 128-131

5 Катрич П А Блок «Многозначная нелинейность» /ПА Катрич, А С Игнатов-М ВНТИЦ, 2005 -№50200501804

6 Катрич П А. Моделирование электропривода с фазовой синхронизацией в MATLAB-SIMULINK / А В Бубнов, П А Катрич // Известия Томского политехнического университета -2006 —№3 -Т 309 - С 165-170

7 Катрич П А Анализ влияния параметров регулятора на динамику электропривода с фазовой синхронизацией с учетом токоограничения электродвигателя / А В Бубнов, П А Катрич, А И Лыченков // Труды III Всероссийской науч -практ конф «Автоматизированный электропривод и промышленная электроника в металлургической и горно-топливной отраслях» - Новокузнецк Изд-во СибГИУ, 2006 - С 63-68

8 Катрич П А Улучшение динамики электропривода сканирующей системы в режиме перестройки частоты вращения / А В Бубнов, П А Катрич -Омск, 2006 - Деп в ВИНИТИ 24 07 2006, № 989 - В2006 - 24 с

9 Катрич П А Следящий электропривод с фазовой синхронизацией / А В Бубнов, П А Катрич - Омск, 2006 - Деп в ВИНИТИ 26 09 2006, № 1176 -В2006 - 49 с

10 Катрич П А Частотно-задающий блок следящего электропривода с фазовой синхронизацией - Омск, 2006 -Деп в ВИНИТИ 26 09 2006, № 1178 -В2006 - 13 с

11 Катрич П А Электронный учебник по дисциплине «Системы прецизионного электропривода»/ А В Бубнов, П А Катрич, А И Лыченков, К Н Гвозденко - М ВНТИЦ, 2006 - №50200601677

12 Катрич П А Алгоритм работы импульсного частотно-задающего блока/А В Бубнов, ПА Катрич -М ВНТИЦ, 2006 -№50200601819

13 Катрич П А Способ фазирования систем синхронно-синфазных приводов / А В Бубнов, П А Катрич // Омский научный вестник - 2006 - №8 -С 117-120

14 Катрич П А Анализ влияния параметров регулятора и уровня токоо-граничения электродвигателя на динамику электропривода с фазовой синхронизацией / А В Бубнов, П А Катрич, А И Лыченков // Известия вузов Электромеханика -2007 - № 2 - С 26-31

Личный вклад автора в совместных публикациях: в работах [1, 7, 14]

сформированы рекомендации по выбору параметров регулятора угловой скорости электропривода с учетом токоограничения электродвигателя, в работе [2] проведен обзор способов построения тегоювизионных обзорно-поисковых систем, в работах [3, 6, 11] разработана модель и проведено компьютерное моделирование электропривода с фазовой синхронизацией, в работах [4, 9] проведен анализ влияния структуры регулятора на качество переходных процессов в следящем синхронно-синфазном электроприводе, в работе [5] разработан алгоритм работы многозначной статической нелинейности, входящей в состав модели логического устройства сравнения электропривода, в работах [8, 12] - определены требования к частотно-задающему блоку следящего синхронно-синфазного электропривода и разработан алгоритм его работы, в работе [13] усовершенствован способ фазирования систем электроприводов с пошаговым доворотом вала электродвигателя

Отпечатано с оригинала-макета, предоставленного автором

Подписано к печати 12 04 2007 Бумага офсетная Формат 60x84 1/16 Отпечатано на дупликаторе Уел печ л 1,25 Уч-изд л 1,25 Тираж 100 Заказ 324

Изд-во ОмГТУ 644050, г Омск, пр Мира, 11 Типография ОмГТУ

ВВЕДЕНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ СИНХРОННО-СИНФАЗНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ДЛЯ ОПТИКО

МЕХАНИЧЕСКИХ ОБЗОРНО-ПОИСКОВЫХ СИСТЕМ

1.1. Способы построения обзорно-поисковых систем

1.2. Реализация узла развертки изображения в обзорно-поисковых системах

1.2.1. Оптико-электронные обзорно-поисковые системы

1.2.2. Оптико-механические обзорно-поисковые системы

1.3. Показатели назначения системы оптико-механической развертки и требования к используемому в ней электроприводу

1.4. Синхронно-синфазный электропривод

1.4.1. Особенности использования бесконтактного двигателя постоянного тока в электроприводе узла оптико-механической развертки

1.4.2. Принцип фазовой автоподстройки частоты вращения как основа для построения прецизионного электропривода

1.4.3. Организация синфазного режима работы электроприводов

1.5. Выводы

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ КОНТУРА РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ СИНХРОННО-СИНФАЗНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

2.1. Исследование влияния структуры и параметров регулятора на точностные и динамические показатели контура регулирования угловой скорости

2.1.1. Пропорционально-дифференциальный регулятор

2.1.2. Пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор

2.1.3. Пропорционально-дифференциальный регулятор с фильтром нижних частот

2.1.4. Пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор с фильтром нижних частот

2.1.5. Результаты сравнительного анализа точностных и динамических показателей электроприводов с различными структурами регуляторов

2.2. Анализ процессов синхронизации электропривода методом фазовой плоскости с учетом токоограничения электродвигателя

2.3. Компьютерное моделирование переходных процессов в контуре фазовой автоподстройки частоты вращения с учетом токоограничения электродвигателя

2.4. Выводы

ГЛАВА 3. СЛЕДЯЩИЙ СИНХРОННО-СИНФАЗНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

3.1. Обзор способов построения следящего синхронно-синфазного электропривода

3.2. Разработка способа регулирования следящего синхронно-синфазного электропривода

3.2.1. Усовершенствование способа фазирования с пошаговым доворотом вала электродвигателя

3.2.2. Разработка алгоритма функционирования частотно-задающего блока

3.3. Выводы

ГЛАВА 4. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СЛЕДЯЩЕГО

СИНХРОННО-СИНФАЗНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

4.1. Разработка компьютерной модели следящего синхронно-синфазного электропривода

4.2. Анализ режима пошагового доворота вала электродвигателя

4.3. Моделирование работы и экспериментальные исследования следящего синхронно-синфазного электропривода

4.4. Выводы 137 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 138 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 140 ПРИЛОЖЕНИЕ А 152 ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Актуальность темы. Автоматический анализ визуальной информации является одним из важнейших направлений в развитии искусственного интеллекта, и ему в последнее время уделяется все возрастающее внимание. Развитие науки и техники выдвинуло множество разнообразных задач, связанных с автоматическим анализом различных потоков визуальной информации. Это обстоятельство привело к созданию нового класса автоматических систем, действующих с использованием микропроцессоров и получивших название системы машинного видения [84]. Такие системы широко используются в ряде перспективных областей техники: системах автоматического визуального контроля продукции, робототехнике, обзорно-поисковых системах, лазерной локации и др.

Развитие этих систем невозможно без совершенствования систем электропривода, который в современном мире служит основным средством преобразования электрической энергии в механическую [62], в значительной степени определяет технический уровень технологических процессов и установок, непосредственно связанных с совершением механической работы, с осуществлением быстрых, точных и сложных движений, с дозировкой усилий и моментов, непрерывно изменяющихся во времени [61].

Особую актуальность в технике приема и передачи, регистрации и воспроизведения информации, приобретают вопросы повышения точности и быстродействия согласованной работы автоматизированных электроприводов, когда наряду с высокой точностью поддержания уровней частоты вращения двух или нескольких механически не связанных валов требуется также жесткая привязка их заданного взаимного углового положения, то есть синфазность их вращения [112]. Эти задачи решаются путем использования синхронно-синфазного электропривода (ССЭ), представляющего собой совокупность управляемого задающего генератора и одного или нескольких электроприводов с фазовой синхронизацией, построенных на основе принципа фазовой автоподстройки частоты вращения (ФАПЧВ) [114]. В таких системах обеспечивается синхронность вращения каждого исполнительного электродвигателя и стабилизация заданного взаимного углового положения их валов.

Широкое использование электроприводов, построенных на основе принципа ФАПЧВ, обусловлено, в первую очередь, высокими точностными показателями в достаточно широком диапазоне регулирования угловой скорости (точность регулирования по углу достигается порядка единиц угловых секунд, по угловой скорости - порядка 0.001% в диапазоне изменения угловой скорости от десятков до нескольких тысяч оборотов в минуту) [46]. Синхронно-синфазные электроприводы находят широкое применение в робототехнике, системах наведения и стабилизации скорости перемещения астрономических и радионавигационных приборов, различных установках космической и авиатехники, системах машинного видения, в частности в обзорно-поисковых системах (ОПС), содержащих узлы оптико-механической развертки (ОМР) [83]. Электропривод узла ОМР должен обладать высокими точностью и быстродействием, стабильностью и надежностью работы, малыми энергопотреблением и габаритами.

Основы теории построения прецизионных систем синхронно-синфазного электропривода заложены в работах P.M. Трахтенберга. Дальнейшие экспериментальные и теоретические исследования в этой области проводились различными научными коллективами. Значительный вклад в решение вопросов проектирования ССЭ внесли: Вас.В. Андрущук, В л.В. Андрущук, А.В. Бубнов, И.В. Булин-Соколов, В.П. Галас, В.Н. Зажирко, В.Г. Кавко, В.Н. Катькалов, А.А. Киселев, С.М. Миронов, JI.M. Осипов, Б.А. Староверов, В.И. Стребков, A.M. Сутормин, М.В. Фалеев, А.В. Ханаев, А.Н.Ширяев, Б.М. Ямановский, и др.

В настоящее время разработаны новые способы регулирования и новые технические решения построения систем ССЭ, спроектировано значительное количество электроприводов для различных областей применения. Наибольшее распространение получили ССЭ, в которых процессы синхронизации и фазирования последовательно стыкуются во времени [46]. Во время возникающих при перестройке частоты режимов несинфазной работы в этих системах происходит потеря информации о сканируемом объекте [121]. Данное обстоятельство не является существенным в системах стабилизации скорости, когда частота вращения электропривода на длительном интервале времени остается неизменной. Однако, в ряде ОПС существует необходимость частой перестройки частоты вращения электропривода, что приводит к значительным потерям информации. В космической и авиатехнике, в частности, это обусловлено постоянным изменением расстояния между сканирующим объектом и исследуемой поверхностью и скорости их взаимного перемещения.

В связи с этим является актуальной задача разработки следящего ССЭ, который обеспечивает переход с одной частоты вращения на другую без искажения изображения сканируемого ОПС объекта. До настоящего времени недостаточно полно исследованы вопросы построения следящих синхронно-синфазных электроприводов, отсутствуют четкие рекомендации по выбору структуры и параметров их систем управления, недостаточно проработаны компьютерные имитационные модели, позволяющие проводить анализ происходящих в электроприводе процессов. Разработка и исследование следящих ССЭ позволит улучшить точностные, динамические и эксплуатационные характеристики электропривода, а также уменьшить потери информации при его использовании в О ПС.

Цель диссертационной работы. Целью работы является разработка алгоритмов работы и исследование следящего синхронно-синфазного электропривода для обзорно-поисковых систем.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе поставлены следующие задачи:

1) исследовать влияние структуры и параметров регулятора угловой скорости на точностные и динамические показатели ССЭ и сформировать рекомендации по их выбору;

2) провести анализ влияния уровня токоограничения электродвигателя на динамику ССЭ;

3) провести сравнительный анализ существующих способов построения следящего синхронно-синфазного электропривода и разработать способ регулирования ССЭ с улучшенными динамическими и точностными характеристиками:

- усовершенствовать способ фазирования с пошаговым доворотом вала электродвигателя с целью повышения его быстродействия, сформировать рекомендации по выбору параметров фазирующего регулятора;

- разработать алгоритм функционирования частотно-задающего блока, обеспечивающего работу следящего ССЭ в широком диапазоне частот с заданной точностью;

4) разработать компьютерную имитационную модель следящего ССЭ;

5) подтвердить выдвинутые теоретические положения путем компьютерного моделирования и экспериментальных исследований.

Методика проведения исследований. При теоретическом исследовании режимов втягивания контура ФАПЧВ в синхронизм со входным частотным сигналом и режимов фазирования использовался метод фазовой плоскости. Синтез регулятора угловой скорости ССЭ проводился модальным методом. Исследование процессов, происходящих в ССЭ, проводилось с применением основ теории автоматического управления, теории цепей, теории оптимального управления, теории электрических машин, методов математического моделирования. Основные расчетные соотношения получены с применением преобразований Лапласа, дифференциального и интегрального исчисления. Теоретические положения и разработанные технические решения проверялись путем моделирования в среде MATLAB и экспериментально.

Научная новизна работы. Решение поставленных задач определило научную новизну диссертационной работы, которая заключается в следующем.

1. Разработан способ регулирования следящего ССЭ, позволяющего исключить потери информации в ОПС при перестройке частоты вращения:

- усовершенствован способ фазирования с пошаговым доворотом вала электродвигателя, разработаны рекомендации по выбору параметров фазирующего регулятора, реализующего данный способ;

- разработан алгоритм функционирования частотно-задающего блока, обеспечивающего работу следящего ССЭ в широком диапазоне частот с заданной точностью.

2. Сформированы рекомендации по выбору структуры и параметров регулятора угловой скорости следящего ССЭ с учетом токоограничения электродвигателя.

3. Разработан алгоритм работы программы, моделирующей многозначную статическую нелинейность, входящую в состав модели логического устройства сравнения электропривода, и на его основе реализован SIMULINK-блок для использования в среде MATLAB.

4. Разработана компьютерная имитационная модель следящего ССЭ, позволяющая исследовать различные способы фазирования и управления электроприводом.

Практическая ценность работы.

1. Использование разработанного способа регулирования следящего ССЭ позволяет улучшить информационные показатели ОПС, построенных на его основе.

2. Использование разработанных рекомендаций по выбору структуры и параметров регулятора угловой скорости и фазирующего регулятора следящего ССЭ позволяет улучшить его точностные, динамические и эксплуатационные характеристики, упростить его проектирование.

3. Разработанный SIMULINK-блок, моделирующий работу многозначной статической нелинейности, входящей в состав модели логического устройства сравнения, может применяться при моделировании электроприводов с дискретным управлением и представляет интерес как для исследовательских целей, так и для учебного процесса.

4. Разработанный алгоритм работы частотно-задающего блока может применяться при построении электроприводов с дискретным управлением.

Реализация результатов работы. Результаты теоретических исследований вошли в электронный учебник «Системы прецизионного электропривода», который используется в ГОУ ВПО «Омский государственный технический университет» (ОмГТУ) при проведении занятий по дисциплине специализации «Системы прецизионного электропривода» со студентами специальности 210106 «Промышленная электроника».

Рекомендации по выбору структуры и параметров регулятора контура ФАПЧВ и алгоритм работы частотно-задающего блока ССЭ использованы при выполнении НИОКР в ФГУП «Омский научно-исследовательский институт приборостроения», г. Омск.

Публикации. Апробация работы. По результатам выполненных исследований опубликовано 14 научных работ, в том числе: статья в журнале «Известия вузов. Электромеханика», статья в журнале «Известия Томского политехнического университета», 2 статьи в журнале «Омский научный вестник», 3 работы депонированы в ВИНИТИ, 3 разработки зарегистрированы в ОФАП.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях:

- научно-практическая конференция «Энергетика на рубеже веков» г. Омск, 2003;

- V Международная научно-техническая конференция «Динамика систем, механизмов и машин», г. Омск, 2004;

III Всероссийская научно-практическая конференция «Автоматизированный электропривод и промышленная электроника в металлургической и горно-топливной отраслях», г. Новокузнецк, 2006.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, выполнена на 151 странице основного текста, содержит 78 рисунков и 3 таблицы, библиографический список из 121 наименования и приложения на 10 страницах. Общий объем диссертации - 161 страница.

4.5. Выводы

1. Разработан алгоритм работы и реализован SIMULINK-блок, моделирующий многозначную статическую нелинейность, которая входит в состав модели РИФ Д.

2. В среде MATLAB разработана компьютерная имитационная модель следящего синхронно-синфазного электропривода, позволяющая реализовывать различные способы фазирования электропривода, задавать различные уровни токоограничения БДПТ в пропорциональном режиме работы и режимах насыщения ИЧФД и исследовать работу системы при воздействии различного вида управляющих сигналов и возмущений. В качестве проверки адекватности разработанной модели ССЭ, на ее основе проведено исследование основных режимов работы прецизионного синхронно-синфазного электропривода ПС-10, которое показало хорошее соответствие результатов моделирования экспериментальным данным.

3. На основе компьютерной модели ССЭ проведено исследование процесса пошагового доворота вала электродвигателя, в ходе которого определены рекомендуемые значения интервалов задержки т3 для формирования возмущающих импульсов fa при различных уровнях токоограничения БДПТ.

4. Проведены экспериментальные исследования опытного образца частотно-задающего блока, реализующего предложенный в разделе 3.2.2 алгоритм его работы.

5. Проведено компьютерное моделирование работы следящего синхронно-синфазного электропривода, функционирующего в соответствии с разработанным способом регулирования.

6. Полученные результаты подтверждают достоверность основных теоретических положений диссертационной работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Проведен обзор существующих способов построения обзорно-поисковых систем, определены области применения оптико-механических ОПС и требования к используемому в них электроприводу.

2. В результате анализа влияния структуры и параметров регулятора угловой скорости на точностные и динамические показатели следящего синхронно-синфазного электропривода сформированы рекомендации по их выбору. Получены соотношения, позволяющие определить максимально допустимые шаг и темп изменения задающей частоты в следящем ССЭ.

3. Проведен анализ динамики ССЭ с учетом токоограничения электродвигателя. Исследовано влияние величины коэффициента усиления регулятора угловой скорости к на качество переходных процессов в системе, получены зависимости времени синхронизации электропривода от величины к, сформированы практические рекомендации по его выбору, показана целесообразность использования в ССЭ в качестве электродвигателей БДПТ с 2-4-кратной перегрузочной способностью.

4. Разработан способ регулирования следящего синхронно-синфазного электропривода, использование которого в ОПС позволяет перестраивать частоту сканирования строк без потери информации о сканируемом объекте.

5. Усовершенствован способ фазирования с пошаговым доворотом вала электродвигателя и разработана функциональная схема ССЭ, позволяющая в 1.4-2 раза уменьшить время фазирования электропривода. На основании результатов компьютерного моделирования процесса фазирования сформированы рекомендации по выбору параметров фазирующего регулятора ССЭ при различных уровнях токоограничения электродвигателя.

6. Разработан алгоритм работы частотно-задающего блока, обеспечивающего работу следящего ССЭ в широком диапазоне частот с заданной точностью.

7. Разработан алгоритм работы и реализован SIMULINK-блок, моделирующий работу многозначной статической нелинейности, входящей в состав модели логического устройства сравнения. На основе данного блока разработана компьютерная имитационная модель следящего ССЭ, позволяющая исследовать различные способы фазирования и управления электроприводом.

8. Проведены экспериментальные исследования и компьютерное моделирование основных режимов работы следящего синхронно-синфазного электропривода, которые подтверждают достоверность основных результатов диссертационной работы.

1. Baier S. CCD Imaging Systems. Burr-Brown Corp., - 2002. (ПЗС системы формирования изображений. См. русско-английскую версию на сайте eossib.ssga.ru)

2. Ben Uri J. Three-level multivariable phase locked loop drives specially suitable for numerical control of machine tools // Contr. In Power Electron, and Elec. Drives: Prog. 3-rd IFAG Symp., Lausanne, Oxford, 1984. - P. 561-567.

3. Bianchi N. Brushless Motor Drives for Ventilation / N. Bianchi, S. Bolognani, S. Cervaro, L. Malesani http://www.polito.it/syncrodrive/ /padova/Reportpadova.pdf.

4. Dekker K. New materials for improved motor designs // Motion. 1986. - V. 2, №3.-P. 4,7,8,10,13.

5. Forrest A.K. Robot vision // Phys. Technol. 1986. - V. 17, № 1. - P 5-9.

6. Fossum E.R. CMOS Image Sensors: Electronic Camera-On-A-Chip // IEEE Trans. Electron Devices. 1997. - V. 44, № 10. - P. 48-51.

7. Levinr M.D. Vision in man and machine. N.Y.: Mc Graw-Hill Book Company.-1985.-574 p.

8. McLaren S.G. Phase-locked-loop control of DC and AC motors // Electron. -1985.-V. 2, №7.-P. 18-21.

9. Meshkat S. Optimum current vector control of a brushless servo ampli-fier using microprocessors / Meshkat S., Persson E.K. // IEEE-IAS 19th Annu. Meet., Chicago, Sept. 30. Oct. 4, 1984: Conf. Rec. - New York, 1984. - P. 451-457.

10. Ono Y. The DYNASERV series of direct drive servo actuators / Y. Ono, S. Ohta, H. Banzai, Y. Muramatsu // Yokogawa Tech. Report. 1988. - V. 6. - P. 1-7.

11. Pinson L.J. Robot vision: an evaluation of imaging sensors / Robot vision sensors. Vol. 1: Vision. Berlin: Kempston. 1986. - P. 15-63.

12. Sagawa M. Permanent magnet material based on the rare earth-iron-boron tetragonal compounds / M. Sagawa, Fujimura, H.S. Yaraaraoto a.o. // IEEE Trans. Magn. 1984. - Vol. MAG-20, №.5. -P.1584-1589.

13. Sozer. Y. Adaptive Torque Ripple Control for Permanent Magnet Brushless DC Motors / Y. Sozer, D.A. Torrey http://www.advanced-energy-conv.com/pdfs/apec98.pdf.

14. Yadid-Pecht O. CMOS active pixel sensor star tracker with regional electronic shutter / O. Yadid-Pecht, B. Pain, C. Staller et al // IEEE J. Solid-State Circuits.- 1997. -V. 9, №2. -P. 153-159.

15. A.c. 1040584 СССР, МКИ3 H02 P 5/46. Устройство для согласования углового положения синхронно вращающихся валов электродвигателей / Вл.В. Андрущук, Вас.В. Андрущук (СССР). 3 е.: ил.

16. А.с. 1066015 СССР, МКИ3 Н02 Р 5/46. Многодвигательный синфазный электропривод / А.А. Окас (СССР). 3 е.: ил.

17. А.с. 1100700 СССР, МКИ3 Н02 Р 5/50. Устройство для согласования углового положения синхронно вращающихся валов электродвигателей постоянного тока / A.M. Сутормин, Б.М. Ямановский, В.Н. Зажирко и др. (СССР).-7 е.: ил.

18. А.с. 1106000 СССР, МКИ3 Н02 Р 5/06. Способ фазирования вращающегося вала электродвигателя / A.M. Сутормин, Б.М. Ямановский, В.Н. Зажирко, В.Г. Кавко (СССР). 3 е.: ил.

19. А.с. 1220098 СССР, МКИ4 Н02 Р 5/50. Устройство для управления многодвигательным электроприводом / A.M. Сутормин, Б.М. Ямановский, Г.А. Краснов, Р.Д. Мухамедяров (СССР). 3 е.: ил.

20. А.с. 1272444 СССР, МКИ4 Н02 Р 5/06. Способ фазирования вращающегося вала электродвигателя / A.M. Сутормин (СССР). 3 е.: ил.

21. А.с. 1312734 СССР, МКИ4 Н03 М 1/24. Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код / А.В. Бубнов, В.Н. Зажирко, A.M. Сутормин и др. (СССР). 4 е.: ил.

22. А.с. 1589373 СССР, МКИ5 НОЗ D 13/00. Частотно-фазовый дискриминатор / А.В. Бубнов, В.Г. Кавко, A.M. Сутормин (СССР). 5 е.: ил.

23. А.с. 1591172 СССР, МКИ5 Н02 Р 5/50, 5/06. Синхронно-синфазный электропривод / А.В. Бубнов, В.Г. Кавко A.M. Сутормин и др. (СССР). -6 е.: ил.

24. А.с. 1612368 СССР, МКИ5 Н02 Р 5/50, 5/06. Устройство для согласования углового положения синхронно вращающихся валов электродвигателей постоянного тока / A.M. Сутормин, В.Г. Кавко, А.В. Бубнов и др. (СССР). -4с.: ил.

25. А.с. 569000 СССР, МКИ2 НОЗ D 13/00. Импульсный частотно-фазовый дискриминатор / В.И. Стребков (СССР). 3 е.: ил.

26. А.с. 686134 СССР, МКИ2 Н02 Р 5/06. Синхронизированный электропривод постоянного тока / Ю.И. Конев, В.И. Стребков (СССР). -3 е.: ил.

27. А.с. 771834 СССР, МКИ2 Н02 Р 5/06. Электропривод постоянного тока / В.И. Стребков (СССР). -3 е.: ил.

28. А.с. 817957 СССР, МКИ3 Н02 Р 5/40. Устройство для автоматического фазирования синхронизированного электропривода / Л.Б. Напираев, Р.Н. Ковалев, И.Ф. Мищенко и др. (СССР). 3 е.: ил.

29. А.с. 834822 СССР, МКИ3 Н02 Р 5/06. Устройство для согласования углового положения синхронно вращающихся валов электродвигателей / Вл.В. Андрущук, Вас.В. Андрущук (СССР). 3 е.: ил.

30. А.с. 902189 СССР, МКИ3 Н02 Р 5/50. Устройство для согласования углового положения синхронно вращающихся валов электродвигателей / Вл.В. Андрущук, Вас.В. Андрущук (СССР). 3 е.: ил.

31. А.с. 921012 СССР, МКИ3 Н02 Р 5/06. Устройство для стабилизации скорости и фазы вращения ротора электродвигателя постоянного тока / А.А. Дубенский, В.П. Дроганов, Н.А. Иванов (СССР). 3 е.: ил.

32. Адволоткин Н.П. Унифицированная серия вентильных двигателей с постоянными магнитами ДВУ для станкостроения и робототехники /

33. Н.П. Адволоткин, А.Г. Вдовиков, Ю.И. Выплавин и др. // Электротехника. 1988. - Вып. 2. - С. 37-40.

34. Адволоткин Н.П. Управляемые бесконтактные двигатели постоянного тока / Н.П. Адволоткин, В.Г. Гращенков, Н.И. Лебедев и др. Л.: Энергоатомиздат. - 1984. - 160 с.

35. Алеев P.M. Основы теории анализа и синтеза воздушной телевизионной аппаратуры / P.M. Алеев, В.П. Иванов, В.А. Овсянников. Казань: Изд-во Казанского ун-та. - 2000. - 184 с.

36. Андрущук В.В. Цифровые системы измерения параметров движения механизмов в машиностроении. СПб.: Политехника. - 1992. - 237 с.

37. Ахметжанов А.А. Высокоточные преобразователи угловых перемещений / Э.Н. Асиновский, А.А. Ахметжанов, М.А. Габидулин и др. Под общ. ред. А.А. Ахметжанова. -М.: Энергоатомиздат. 1986. -128 с.

38. Беленький Ю.М. Бесконтактный моментный привод для замкнутых систем автоматического управления / Ю.М. Беленький, Л.М. Епифанова, Г.С. Зеленков и др. // Электротехника. 1986. - Вып. 2. - С. 11-14.

39. Беленький Ю.М. Интенсивное использование как средство повышения эффективности бесконтактных моментных приводов / Ю.М. Беленький, Г.С. Зеленков, А.Г. Микеров // Тез. докл. 1 Всесоюз. науч.-техн. конф. по электромеханотронике. -Л., -1987. -С. 186-188.

40. Берсенов Ю.Ф. Стандартные передаточные функции линейных дискретных систем. В кн.: Электропривод и электропитание автоматизированных установок. Томск, -1984, С. 31-36.

41. Богданов А.А. Синтез оптимального регулятора электропривода с бесконтактным двигателем постоянного тока // Известия вузов. Электромеханика. 2006. - № 3. - С. 61-63.

42. Бродовский В.Н. Приводы с частотно-токовым управлением / В.Н. Бродовский, Е.С. Иванов-М.: Энергия, 1974. - 168 с.

43. Брусков А. М. Конструирование зеркально-призменных оптико-механических узлов / А. М. Брусков, В. М. Брусков. М.:

44. Машиностроение, 1987. - 144 с.

45. Бубнов А.В. Анализ влияния алгоритма работы импульсного частотно-фазового дискриминатора на динамику электропривода с фазовой синхронизацией. // Известия Томского политехнического университета. -2004.-№6.-Т. 307.-С. 139-143.

46. Бубнов А.В. Анализ влияния токоограничения двигателя на динамику электропривода с фазовой синхронизацией. // Электричество. 2006. - № 5.-С. 35-39.

47. Бубнов А.В. Вопросы анализа и синтеза прецизионных систем синхронно-синфазного электропривода постоянного тока: Научное издание. // Омск: Редакция журнала «Омский научный вестник», 2004. -131с.

48. Бубнов А.В. Вопросы теории и проектирования прецизионных синхронно-синфазных электроприводов постоянного тока: Монография.- Омск: Редакция журнала «Омский научный вестник», 2005. -190 с.

49. Бубнов А.В. Импульсный частотно-фазовый дискриминатор для прецизионного синфазного электропривода / А.В. Бубнов, B.JI. Федоров.- Омск, 1999. Деп. в ВИНИТИ 23.12.99, № 3806 - В99. -13 с.

50. Бубнов А.В. Математическая модель логического устройства сравнения для электропривода с фазовой синхронизацией // Электричество. 2005. -№5.-С. 27-31.

51. Бубнов А.В. Методика проектирования синхронно-синфазного электропривода. // Омский научный вестник. 2005. -№ 3. - С. 120-122.

52. Бубнов А.В. Моментный двигатель для автономных систем синхронизированного электропривода / А.В. Бубнов, В.Г. Кавко, A.M. Сутормин // Тез. докл. 1 Всесоюз. науч.-техн. конф. по электромеханотронике. JL, 1987. - С. 240-241.

53. Бубнов А.В. Определение условий линеаризации модели импульсного частотно-фазового дискриминатора в электроприводе с фазовой синхронизацией. // Электричество. 2006. - № 1. - С. 38-43.

54. Бубнов А.В. Прецизионные системы синхронно-синфазного электропривода постоянного тока: теория и проектирование. Дис. . докт. техн. наук: 05.09.03. Омск, 2006. - 283 с.

55. Бубнов А.В. Эффективный способ фазирования систем синхронно-синфазных электроприводов // Омский научный вестник. 2005. - № 4. -С. 142-147.

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

57. Востриков А.С. Теория автоматического регулирования: Учеб. Пособие для вузов / А.С. Востриков, Г.А. Французова. М.: Высш. шк., 2004. -365 с.

58. Дарменко Ю.П. Контроль положения кругового кодового растра по разности фаз электрических сигналов / Ю.П. Дарменко, Б.Н. Иванов // Оптико-механическая промышленность. 1983. - № 8. - С. 12-15.

59. Дьяконов В.П. MATLAB 6/6.1/6.5 + Simulink 4/5 в математике и моделировании. Полное руководство пользователя. М.: СОЛОН-Пресс. -2003.-576 с.

60. Жуков А.Г. Тепловизионные приборы и их применение / А.Г. Жуков, А.Н. Горюнов, А.А. Кальфа. М.: Радио и связь, - 1983. - 46 с.

61. Зельдин В.Ш. Многоцелевой электродвигатель для киноаппаратуры // Труды НИКФИ.- 1986. -Вып. 129.-С.5-12.

62. Ильинский Н.Ф. Перспективы развития регулируемого электропривода // Электричество. 2003. - № 2. - С. 2-7.

63. Ильинский Н.Ф. Проблемы теории и практики современного электропривода // Электричество. 1985. - № 3. - С. 34-37.

64. Ишанин Г.Г. Источники и приемники излучения / Г.Г. Ишанин, Э.Д. Панков, A.JI. Андреев, Г.В. Полыпиков. СПб.: Политехника, 1991. -282 с.

65. Кавко В.Г. Особенности управления бесконтактным электромеханическим преобразователем с учетом токоограничения // Электромагнитные процессы в электрических машинах и аппаратах / Под ред. В.Н. Зажирко. Омск, 1986. - С. 40-46.

66. Кавко В.Г. Синфазный электропривод, квазиоптимальный по разнородным критериям качества: Дис. . канд. техн. наук: 05.09.03. -Омск, 1989.-212 с.

67. Камынин С.С. Работы по машинному видению // М.: Изд. ин-та прикл. мат., 1988.-222 с.

68. Катрич П.А. Алгоритм работы импульсного частотно-задающего блока / А.В. Бубнов, П.А. Катрич М.: ВНТИЦ, 2006. - №50200601819.

69. Катрич П.А. Анализ влияния параметров регулятора и уровня токоограничения электродвигателя на динамику электропривода с фазовой синхронизацией / А.В. Бубнов, П.А. Катрич, А.И. Лыченков // Известия вузов. Электромеханика. 2007. - № 2 - С. 26-31.

70. Катрич П.А. Блок «Многозначная нелинейность» / П.А. Катрич, А.С. Игнатов М.: ВНТИЦ, 2005. - №50200501804.

71. Катрич П.А. Вопросы выбора регулятора для следящего электропривода с фазовой синхронизацией / А.В. Бубнов, П.А. Катрич // Омский научный вестник.-2005.-№2.-С. 128-131.

72. Катрич П.А. Классификация тепловизионных систем / П.А. Катрич, А.И. Лыченков // Материалы V Междунар. науч.-техн. конф. «Динамика систем, механизмов и машин». Омск: изд. ОмГТУ, 2004. - С. 185-188.

73. Катрич П.А. Компьютерное моделирование электропривода с фазовой синхронизацией / П.А. Катрич, А.И. Лыченков, Т.А. Бубнова // Материалы V Междунар. науч.-техн. конф. «Динамика систем, механизмов и машин». Омск: изд. ОмГТУ, 2004. С. 189-192.

74. Катрич П.А. Моделирование электропривода с фазовой синхронизацией в MATLAB-SIMULINK / А.В. Бубнов, П.А. Катрич // Известия Томского политехнического университета. 2006. - № 3. - Т. 309. - С. 165-170.

75. Катрич П.А. Следящий электропривод с фазовой синхронизацией / А.В. Бубнов, П.А. Катрич Омск, 2006. - Деп. в ВИНИТИ 26.09.2006, № 1176 -В2006.-49 с.

76. Катрич П.А. Способ фазирования систем синхронно-синфазных приводов / А.В. Бубнов, П.А. Катрич // Омский научный вестник. 2006. - № 8. -С. 117-120.

77. Катрич П.А. Улучшение динамики электропривода сканирующей системы в режиме перестройки частоты вращения / А.В. Бубнов, П.А. Катрич -Омск, 2006. Деп. в ВИНИТИ 24.07.2006, № 989 - В2006. - 24 с.

78. Катрич П.А. Частотно-задающий блок следящего электропривода с фазовой синхронизацией. Омск, 2006. - Деп. в ВИНИТИ 26.09.2006, № 1178-В2006. -13 с.

79. Катрич П.А. Электронный учебник по дисциплине «Системы прецизионного электропривода»/ А.В. Бубнов, П.А. Катрич, А.И. Лыченков, К.Н. Гвозденко М.: ВНТИЦ, 2006. - №50200601677

80. Катыс Г.П. Автоматическое сканирование. М.: Машиностроение, 1969. -516с.

81. Катыс Г.П. Восприятие и анализ оптической информации автоматической системой. -М.: Машиностроение, -1986.-416 с.

82. Катыс Г.П. Обработка визуальной информации. М.: Машиностроение, -1990.-320 с.

83. Криксунов Л.З. Тепловизоры (справочник) / Л.З. Криксунов, Г.А. Падалко. Киев: Техника, - 1987. -174 с.

84. Ллойд Дж. Системы тепловидения. М.: Мир, - 1978. - 318 с.

85. Малинин В.В. Моделирование и оптимизация оптико-электронных приборов с фотоприемными матрицами. - Новосибирск: Наука, - 2005. -256 с.

86. Менушенков В.П. Новые магнитотвердые материалы, вопросы использования и область применения // Электротехника. 1999. - № 10. -С. 1-10.

87. Микеров А.Г. Основные направления развития моментных вентильных электродвигателей малой мощности ii Тез. докл. 1 Всесоюз. науч.-техн. конф. поэлектромеханотронике.-Л.,-1987.-С. 10-11.

88. Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов. JL: Машиностроение, - 1977. - 600 с.

89. Михалев А.С Следящие системы с бесконтактным двигателем постоянного тока / А.С. Михалев, В.П. Миловзоров. М.: Энергия, -1979.-160 с.

90. Никулин В.Б. Исследование и минимизация пульсаций электромагнитного момента исполнительных устройств на базе моментных вентильных двигателей: Дис. . канд. техн. наук: 05.13.05. -Рязань,-1987.-267 с.

91. Овчинников И.Е. Бесконтактные двигатели постоянного тока / И.Е. Овчинников, Н.И Лебедев. Л.: Наука, - 1979. - 270 с.

92. Осипов Л.М. Исследование и разработка адаптивных систем управления движением прецизионных механизмов: Дис. канд. техн. наук: 05.13.07. -Л.,-1979.-260 с.

93. Пат. 2130688 РФ, МКИ6 Н02 Р 5/06 . Электропривод / М.В. Фалеев, А.Н. Ширяев, А.А. Киселев, В.И. Дьяков (РФ). 9 е.: ил.

94. Пат. 2258297 РФ, МКИ7 Н02 Р 5/06 . Электропривод постоянного тока / М.В. Фалеев, А.Н. Ширяев, A.M. Шурыгин (РФ). 8 е.: ил.

95. Пат. 2260897 РФ, МКИ7 Н02 Р 5/06 . Электропривод постоянного тока / М.В. Фалеев, А.Н. Ширяев (РФ). -18 е.: ил.

96. Пивоварова Л.Н. Фотоэлектрические преобразователи для измерения угловых и линейных перемещений / Л.Н. Пивоварова, Н.И. Куликова // Оптико-механическая промышленность. 1974. - №8. - С. 64-72.

97. Писаревский А.Н. Системы технического зрения / А.Н. Писаревский, А.Ф. Чернявский, Г.К. Афанасьев и др. Л.: Машиностроение, -1988,424 с.

98. Поздеев А.Д. Состояние и перспективы развития электроприводов для станков и промышленных роботов / А.Д. Поздеев, B.C. Макурин, А.И. Кондриков и др. // Электротехника. 1988. - Вып. 2. - С. 2-4.

99. Поздеев А.Д. Транзисторный электропривод на базе синхронных двигателей с возбуждением от постоянных магнитов для станков ипромышленных роботов / А.Д. Поздеев, В.В. Горчаков, Н.В. Донской и др. // Электротехника. 1988. - Вып. 2. - С. 10-14.

100. Поскачей А. А. Оптико-электронные системы измерения температуры / А. А. Поскачей, Е.П. Чубаров. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, - 1988. - 248 с.

101. Райт М. Практическая оптимизация / Ф. Гилл, У. Мюррей, М. Райт. М.: Мир,- 1985.-509 с.

102. Розно Ю.Н. Редкоземельные магниты как средство миниатюризации устройств электромеханического преобразования энергии / Ю.Н. Розно, Ю.И. Конев // Электронная техника в автоматике. М., - 1980. - Вып. 11. -С. 185-195.

103. Сибирьянов Р.Ф. Стабилизация частоты вращения вентильных двигателей постоянного тока / Р.Ф. Сибирьянов, В.А. Лифанов // Электротехника. -1987. Вып. 12. - С. 27-30.

104. Сиван Р. Линейные оптимальные системы управления / X. Квакернаак, Р. Сиван. М.: Мир, - 1977. - 652 с.

105. Скоков К.П. Высококоэрцитивные сплавы Nd-Fe-B / К.П. Скоков, М.Б. Ляхова, Ю.Г. Пастушенков, О.Б. Максимова, Г.У. Тверской // Электротехника. -1999.-№ 10.-С. 10-13.

106. Следящие приводы: В 3 т. 2-е изд., доп. и перераб. / Под ред. Б. К. Чемоданова. Т. I: Теория и проектирование следящих приводов / Е. С. Блейз, А. В. Зимин, Е. С. Иванов и др. М: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана,-1999.-904 с.

107. Столов Л.И. Моментные двигатели постоянного тока / Л.И. Столов, А.Ю. Афанасьев. М.: Энергоатомиздат, -1989. - 224 с.

108. Сутормин A.M. Оптимизация процесса фазирования бесконтактного двигателя постоянного тока по быстродействию / A.M. Сутормин, В.Г. Кавко // Исследование специальных электрических машин и машинно-вентильных систем. Томск, - 1984. - С. 63-67.

109. Сутормин A.M. Разработка и исследование систем синхронно-синфазного вращения прецизионных приборов: Дис. . канд. техн. наук: 05.09.03. -Томск,-1987.-214 с.

110. Тарасов В.В. Информационные системы смотрящего типа / В.В. Тарасов, Ю.Г. Якушенков. М.: Логос, - 2004. - 164 с.

111. Трахтенберг P.M. Импульсные астатические системы электропривода с дискретным управлением. -М.: Энергоиздат, 1982. - 168 с.

112. Уткин В.И. Скользящие режимы в задачах оптимизации и управления. -М.: Наука,- 1981.-366 с.

113. Фалеев М.В. Высокочастотные системы синхронно-синфазного электропривода / М.В. Фалеев, А.Н. Ширяев // Электроприводы с улучшенными характеристиками для текстильной и легкой промышленности. Иваново, -1986. - С. 20-27.

114. Фалеев М.В. Исследование динамических характеристик астатических дискретных электроприводов и разработка методов и средств их коррекции: Дис. канд. техн. наук: 05.09.03. Иваново, 1983. - 306 с.

115. Ханаев А.В. Разработка и исследование систем синхронно-синфазного вращения астатических дискретных электроприводов: Дис. канд. техн. наук: 05.09.03. Иваново, 1976. - 206 с.

116. Хахин В.И., Куртев Н.Д., Голубь Б.И. Тепловизионные системы: Учебное пособие / В.И. Хахин, Н.Д. Куртев, Б.И. Голубь. М.: МИРЭА, -1988. -106 с.

117. Электротехнический справочник: в 4 т., Т. 2. Электротехнические изделия и устройства / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. И.Н. Орлов) 9-е изд., стер. - М.: Издательство МЭИ, -2003.-518 с.