автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Совершенствование программно-аппаратных средств управления импульсно-фазовых электроприводов

На правах рукописи

У/

ПОКЛАД Павел Михайлович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

(на примере цифровых систем наведения оптических телескопов) Специальность: 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

484911

9 ИЮН 2011

Иваново - 2011

4849112

Работа выполнена в ГО У ВПО "Ивановский государственным энергетический университет имени В.И.Ленина" (ИГЭУ).

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор |фалеев Михаил Владимирович] кандидат технических наук, доцент Киселев Александр Анатольевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Староверов Борис Александрович

кандидат технических наук Карандашев Андрей Платонович

Ведущая организация ГОУ ВПО "Владимирский

государственный университет", г. Владимир

Зашита диссертации состоится «2Ц» июня 2011 г. в 11 часов на заседании совета Д 212.064.02 при ИГЭУ по адресу 153003, Иваново, ул. Рабфаковская, 34, корп. Б., аудитория 237.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГЭУ, автореферат размещен на сайте vvwvv.ispu.ru.

Автореферат разослан "2.0' мая 2011 года

Ученый секретарь <"<■

специализированного совета ! _В. В. тютиков

■ О V !

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В настоящее время организация контроля космического пространства (КП) объективно становится одной из актуальных задач государства в укреплении авторитета нашей страны в современном многополярном мире, а также повышении безопасности космических полетов в условиях техногенного загрязнения околоземного КП. Задача контроля КП решается комплексом специализированных оптико-электронных и лазерно-оптических средств. В то же время в связи с постоянным совершенствованием космических аппаратов и повышении их характеристик существующие наземные средства контроля КП созданные еще в прошлом веке, не обеспечивают в полной мере решения возложенных на них задач.

Важной задачей при модернизации действующих оптико-электронных цифровых систем наведения (ЦСН) оптических телескопов является повышение качества наблюдений за КП путем замены малонадежных аналоговых систем электропривода их осей на цифровые с развитым "интеллектуальным" управлением без изменения существующих высокоточных многоступенчатых кинематических схем. Однако, военная "закрытость" таких установок не позволяет использовать зарубежные электроприводы, поэтому задача разработки отечественных высокоточных систем электропривода телескопов на основе современной элементной базы представляется весьма актуальной и важной.

Состояние проблемы. Основным направлением решения данной задачи является разработка эффективных прецизионных электроприводов осей телескопов высокоточных оптических комплексов. Среди существующих проблем рассматриваемых систем можно выделить следующие: применяемые каналы грубого и точного наведения с высокой и низкой жесткостью соответственно, ненадежные и громоздкие системы управления электропривода, низкоточные датчики положения вала двигателя. В настоящее время, к новым системам управления электропривода предъявляются следующие требования: широкий диапазон регулирования скорости равный 36000:1, инфранизкие скорости движения телескопа от 1 "/сек (0,07 об/сутки) до 10 °/сек (2333 об/сутки), "переброс" оси на заданные углы за минимальное время, высокая надежность, встраиваемость в локальные сети управления, наличие встроенных средств диагностики, возможность программной настройки системы локально и удаленно.

Сегодня комплексный подход к обеспечению указанных требований невозможен без активного использования информационных технологий на всех этапах проектирования, исследования и эксплуатации современных систем прецизионных электроприводов оптико-электронных комплексов высокоточных наблюдений.

Широкое использование точных электроприводов, построенных на основе контура фазовой синхронизации обусловлено их высокими точностными показателями в широком диапазоне регулирования угловой скорости. Основы

теории построения прецизионных систем электропривода постоянного тока заложены в работах P.M. Трахтенберга. Экспериментальные и теоретические исследования в этой области проводились различными научными коллективами. Значительный вклад в решение вопросов проектирования таких систем внесли Б.А. Староверов, М.В. Фалеев, В.В. Андрущук, В.П. Галас, A.B. Ханаев, А.Н. Ширяев, A.A. Киселев, И.В. Булин-Соколов, В.Г. Кавко, В.Н. Катька-лов, С.М. Миронов, В.И. Стребков, A.M. Сутормин, Б.М. Ямановский и др.

На этой основе спроектированы электроприводы для различных областей применения, разработаны новые способы регулирования и новые технические решения построения систем управления. Достижения этого коллектива, а также разработки ряда научных и проектных организаций Санкт-Петербурга, Новосибирска, Омска. Азова создали мощный фундамент для дальнейшего развития этого принципа, но на современной схемотехнической и программной базе.

Целью работы является разработка высокоточного электропривода постоянного тока с широким диапазоном регулирования скорости, предназначенного для управления движением орбитальной оси телескопа и программного обеспечения верхнего уровня для контроллера электропривода.

Достижение поставленной цели требует решения следующих задач:

1. Анализ проблемы управления сложным движением телескопа и определение требований, предъявляемых к современной системе электропривода орбитальной оси телескопа;

2. Исследование возможностей построения системы управления электропривода орбитальной оси телескопа на базе контура цифровой фазовой синхронизации и определение рациональных способов организации аппаратно-программных средств контроллера электропривода ЦСН (КЭП ЦСН);

3. Исследование возможностей повышения качества управления координатами движения орбитальной оси на основе использования традиционных регуляторов фазовых переменных и регуляторов на базе нечеткой логики;

4. Разработка эффективного способа ограничения скорости движения орбитальной оси в зависимости от пройденного пути при ее позиционировании для снижения ударных нагрузок в приводном механизме;

5. Разработка системного программного обеспечения для программирования контроллера, наладки и тестирования электропривода и способа организации двустороннего информационного взаимодействия программ с контроллером электропривода. Разработка структуры хранилища данных и информационной системы подготовки и просмотра интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР) для электропривода ЦСН;

6. Практическое подтверждение эффективности использования разработанного контроллера электропривода орбитальной оси в механизмах ЦСН.

Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов подтверждается результатами экспериментальных испытаний и актами использования КЭП ЦСН на ОАО Красногорский завод им. С. А. Зверева (КМЗ), а также официальными свидетельствами на разработанные программные продукты.

Методы исследования. При решении поставленных задач в работе использовались методы машинного и объектно-ориентированного программирования, методы нечеткой логики, элементы теории автоматического управления, элементы теории баз-данных. Теоретические исследования проведены на ЭВМ, а практические - на действующем технологическом образце ЦСН.

Научная новизна полученных в работе результатов состоит в:

- обосновании структуры и принципа построения прецизионного электропривода оси телескопа на базе контура цифровой фазовой синхронизации, позволяющего обеспечить высокую точность движения;

- методе повышения точности управления на основе многоразрядного частотно-фазового дискриминатора, обеспечивающего защиту от опрокидывания регулирования и уменьшение величины перерегулирования по скорости при выходе дискриминатора из состояния насыщения;

- способе формирования тахограммы разгона/торможения двигателя в функции пройденного пути за счет совместной работы задатчиков интенсивности 1-го и 2-го порядка для снижения ударных нагрузок в приводном механизме;

- способе повышения качества управления на основе совместного применения традиционных и нечетких регуляторов;

- разработке методики организации структуры системного программного обеспечения верхнего уровня, обеспечивающего программирование (свидетельство РФ № 2011610718) контроллера без дополнительных программно-аппаратных средств, н&тадку (свидетельство РФ № 2010615959) и тестирование (свидетельство РФ № 2010615958) электропривода с возможностью дистанционной работы, выполняемой средствами удаленного доступа;

- способе электронной организации технической документации посредством раздельного хранилища текстовых/графических данных и информационной системы подготовки (свидетельство РФ № 2011612095) и просмотра (свидетельство РФ № 2011613050) иерархически структурированных электронных руководств с возможностью локальной корректировки и удаленного обновления данных через Интернет.

Основные положения, представляемые к защите

- положение о необходимости использования принципа цифровой фазовой синхронизации для построения прецизионного электропривода цифровой системы наведения оптического телескопа;

- положение о необходимости "интеллектуализации" системы управления электроприводом за счет использования традиционных регуляторов фазовых переменных и устройств на базе нечеткой логики для повышения качества управления и уменьшения чувствительности системы к параметрам объекта управления;

- способ организации информационного взаимодействия контроллера электропривода и разработанного системного программного обеспечения для его программирования (свидетельство РФ № 2011610718), а также наладки (свидетельство РФ № 2010615959) и тестирования (свидетельство РФ № 2010615958) электропривода;

- способ организации раздельного хранилища данных для разработанной информационной системы подготовки (свидетельство РФ № 2011612095) и просмотра (свидетельство РФ № 2011613050) интерактивных электронных технических руководств с возможностью удаленного обновления данных.

Практическая значимость работы заключается в:

- разработке аппаратных и программных средств контроллера электропривода постоянного тока с цифровой фазовой синхронизацией, предназначенного для управления движением орбитальной оси телескопа;

- реализации системного программного обеспечения верхнего уровня для программирования контроллера, наладки и тестирования электропривода с минимальными программно-аппаратными затратами;

- организации структуры хранилища данных для размещения текстовой и графической информации ИЭТР и разработке программных средств для подготовки и просмотра ИЭТР, позволяющих поддерживать актуальность информации и обеспечивающих наглядность при работе с сопроводительной документацией за счет иерархически структурированной формы представления данных и возможности их корректировки и удаленного обновления;

- разработке и наполнении информационного интернет-портала по цифровым импульсно-фазовым электроприводам www.electrodrives.ru;

- полученных положительных практических результатах замены громоздкой и малонадежной аналоговой системы электропривода орбитальной оси телескопа на компактную цифровую импульсно-фазовую. построенную на современной элементной базе, которая может применяться на остальных осях телескопа;

- возможности использования только одного канала "грубого наведения" кинематической передачи, более высокая жесткость которого позволяет снизить влияние внешних возмущений на качество воспроизведения заданных параметров движения орбитальной оси телескопа ЦСН.

Связь с целевыми программами. Работа выполнялась в соответствии:

- с федеральной целевой программой "Национальная технологическая база" на 2007-2011 гг. в рамках хоздоговорной работой №61/09 по теме "Разработка и изготовление контроллера электропривода" (2009-2010 гг.);

- с федеральной целевой программой "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" (2009-2013 гг.). по лоту "Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области станкостроения" (2010-1.1-409-007) в рамках темы "Комплексная разработка цифровой системы ЧПУ и асинхронного электропривода для металлорежущих станков с применением перспективных технологий обработки" (Государственный контракт № 02.740.11.0521, Этап 2).

Использование в учебном процессе. Разработанные программы используется студентами ИГЭУ в лабораторных практикумах кафедры "Технология автоматизированного машиностроения" при подготовке инженеров по направлению 151001.65 - Технология машиностроения в рамках учебных курсов: "Аппаратные и программные средства систем автоматизации", "Управление системами и процессами обработки в машиностроении".

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на XIII. XVII международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов "Радиотехника, электротехника и энергетика" (Москва, 2007, 2010 гг.). международной научно-технической конференции "Состояние н перспективы развития электротехнологии" XIV Бенардосовские чтения (Иваново, 2007 г.), VIII международной научно-технической конференции "Новые информационные технологии и системы" (Пенза. 2008 г.), XIV международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Современные техника и технологии" (Томск, 2008 г.), международной научно-технической конференции "Компьютерное моделирование 2008" (Санкт-Петербург, 2008 г.), всероссийской международной научно-технической конференции "Электро-2009" (Уфа, 2009 г.), международной научно-технической конференции "Автоматизация: проблемы, идеи, решения" (АПИР-15) (Тула, 2010 г.), V всероссийской научно-практической конференции "Повышение эффективности энергетического оборудования" (Иваново, 2010 г.), международной научно-практической конференции "XXXIX Неделя науки СПбГПУ" (Санкт-Петербург, 2010 г.), VIII международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий" (АПЭЭТ-11) (Екатеринбург, 2011 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 21 работа, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК министерства образования и науки РФ, 5 свидетельств о регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников, включающего 143 наименования, и четырех приложений. Работа изложена на 170 страницах, содержит 141 рисунков и 10 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель и задачи работы, научная новизна и практическая ценность.

В первой главе определены требования к электроприводу орбитальной оси телескопа, предназначенного для эксплуатации в суровых климатических условиях в цифровой системе наведения и выявлены основные проблемы штатной аналоговой системы управления.

Анализ тенденций развития прецизионных электроприводов показал, что эффективным способом обеспечения указанных требований является использование контура цифровой фазовой синхронизации с программно реализованными на специализированном микроконтроллере (МК) dsPIC30F40ll серии "Motor Control" регуляторами и блоками управления. Функциональная схема электропривода с цифровой фазовой синхронизацией представлена на рис. 1.

Контроллер электропривода

КЭП ЦСН состоит из микроконтроллера (МК) и широтно-импульсного преобразователя (ШИП) на базе интеллектуального силового модуля (ИСМ). Система управления включает в себя программные (SOFT) и аппаратные (HARD) средства, которые обеспечивают взаимодействие регулятора с входящей в состав КЭП периферией: ШИП, датчиком положения (BP) и локальной сетью управления ЦСН (ЛСУ) Рис. 1. Функциональная схема ЭП ЦСН через связной интерфейс (СИ). В

КЭП ЦСН измерение параметров движения (скорости coD и угла поворота вала ф) двигателя М производится энкодером BP, квадратурные выходные сигналы которого с частотой fBP поступают на встроенный интерфейс оптического датчика (QEI). Многоразрядный частотно-фазовый дискриминатор (МЧФД), характеристики которого приведены на рис. 2, обеспечивает защиту от опрокидывания регулирования и передачу цифрового кода, соответствующего величине фазовой ошибки в цифровой блок управления. Малая величина смещения частных характеристик МЧФД, определяемая разрешением 5 датчика положения значительно уменьшает величины перерегулирования по скорости при выходе дискриминатора из состояния насыщения.

Указанный вариант построения КЭП ЦСН предполагает выполнение практически всех функций управления встроенным в контур регулирования МК (рис. 3), что позволяет расширить возможный набор алгоритмов управления системой при сохранении основного ее преимущества по сравнению с другими системами - управлению по величине фазовой ошибки частотных сигналов задания и обратной связи, и обеспечить встраиваемость в локальную сеть управления. Работа

системы управления базируется на информации о положении вала, получаемой с интерфейса измерительного преобразователя ИИП - инкрементального энкодера. Задание уровня скорости и вычисление величины фазового рассогласования осуществляется на программном уровне.

Установлено, что обеспечение требуемых точностных и регулировочных

Рис. 2. Выходные характеристики МЧФД

МК

Nz

NF

Z(Z.1]r<

FB

тг

шип

ИИП

Гв

-*(м)

Jo

Рис. 3. Принцип построения ЭП ЦСН с микроконтроллерным управлением

характеристик ЦСН возможно без изменения ее кинематической схемы при использовании штатных двигателей постоянного тока независимого возбуждения (ДПТНВ) типа 2ПБН112МГ с номинальной мощностью 0,55 кВт, путем замены аналоговых систем управления на импульсно-фазовые. построенные на базе современной микропроцессорной технике управления.

Во второй главе проведен анализ интеллектуальных технологий управления, который позволил установить, что серьезной альтернативой классическим методам цифрового управления являются способы автоматического управления на основе нечеткой логики, позволяющие понизить сложность алгоритмов управления, сократить время проектирования и внедрения в производство.

При построении нечетких регуляторов используются две входные переменные: ошибка по регулируемой величине фазового рассогласования е| и

её производная de, определяемая как de = kr,

-1

где z - оператор дискрет-

ного преобразования. Структурная схема нечеткого регулятора (НР) состояния объекта управления (ОУ) (рис. 4) содержит блоки фаззификавдш, дефаз-зификации и логического заключения, выполняемого на основе заложенной в алгоритм регулятора базы знаний.

Рис. 4. Блочная структура системы нечеткого управления

Рис. 5. Формиронание нечеткого множества

Блок фаззификации определяет степень принадлежности входных переменных ei и de к нечетким множествам (НМ). Предлагается применение относительно простых по представлению функций принадлежности р^х) и р2(х). форма которых представлена на рис. 5

Функции принадлежности ц(х) формируют два НМ Sa={ Оь A, ai, 02 } и Sb={ Ou b|, В, 02 {ограниченных вершинами, границы которых определяются в соответствии с условиями Балдвина как

ц,(х) = 1-х; ц2(х)= х .

Результирующее множество R, определяемое как R=Sa and Sb, ограничивается вершинами R={ Оь Ьь В, с, 02} .

Для входных сигналов НР ei и de в блоке логических заключений, базирующемся на принципах минимаксного регулятора Мамдани, в соответствии с (2) выбираются значения координат вершин А и В множества.

А = min {ji 2 (е,), ц 2 (de)};

В = min^t, (е, ),(.i, (de)}.

Блок дефаззификации (ДФ) преобразует нечеткое результирующее множество R в скалярную величину у в соответствии с выбранным способом ДФ, во многом определяющим эффективность использования НР.

В качестве базового способа ДФ выбран наиболее часто рекомендуемый метод, основанный на понятии центра тяжести НМ (cog-метод). При этом величина полученного скалярного сигнала выходного сигнала у определяется по выражению:

i

J(R<x)(x - 0,5))dx - J(R(x)(0.5 - x))dx у = ~ --¡—2- (3)

|R(x)dx

i)

Очевидно, что непосредственное использование выражения (3) в контуре управления ЭП связано со значительными вычислительными трудностями.

Анализ возможностей применения в ЭП методов ДФ показал, что реализация coa- и cog-методов связана с выполнением большого объёма вычислений. Применение же синглетон метода при выбранных функциях принадлежности приводит к существенному отклонению характеристик вход/выход НР от желаемых.

Предложен простой алгоритм ДФ, условно названный методом "эквивалентной площади" (МЭП), суть которого заключается в определении разности площадей получаемого по условиям (2) НМ, расположенных по разные стороны относительно линии, проходящей через точку М. определяющей пересечение ФП ц,(х) и |ь(х)- В этом случае выходной сигнал у НР определяется по следующему выражению (i-i i у = |F(x)dx- JV(x)d\ , (4)

О 0.5

где F(x) - граница нечеткого множества. На рис. 6 показаны выходные характеристики НР, определенные относительно сигнала ошибки е, при разных величинах de полученные при реализации ДФ с использованием предлагаемого алгоритма МЭП (зависимости 1 и 2) и достаточно традиционного cog-метода - зависимости 3,4.

Из представленных характеристик следует, что предложенный МЭП-алгоритм ДФ при de=0 обеспечивает выходную характеристику,

Рис. 6. Выходные характеристики НР: 1,3- МЭП и cog- ДФ при de=0 соответственно; 2. 4 - МЭП и cog- ДФ при de=0,99 соответственно

аналогичную полученной при использовании более сложных методов выполнения этой операции. При предельных величинах сигнала de наблюдается расхождение выходных характеристик определенных для разных способов ДФ. Это свидетельствует о том, что предлагаемый МЭП-метод характеризуется по сравнению с cog- и соа-методами меньшей степенью подавления выходного сигнала в режимах выхода из граничных состояний.

В отличие от широко используемых cog- и coa- методов ДФ предлагаемый метод не требует применения сложных выражений, использования громоздкой базы данных, а по объёму вычислений он сравним с HP использующим синглетон ДФ, но не требует при этом использования ФП сложной конфигурации, что позволяет реализовывать нечеткую логику управления в МК семейства "Motor Control", в которых для ускорения вычислений используется DSP-ядро.

Разработан программный алгоритм ограничения темпа изменения частоты задающего сигнала, реализующий функции совместной работы задатчи-ков интенсивности первого (ЗИ-1) и второго (ЗИ-2) порядков с заданным условием их переключений, позволяющий формировать трапециидальную тахо-грамму разгона/торможения двигателя (рис. 7, б). Функциональная схема разработанного программного узла представлена на рис. 7, а.

И1, И2 - интеграторы; К - коммутатор: К/ - частотным сигнал задания скорости; Кг - выходной сигнал; ОГ- добротность И2; О?.-темп изменения сигнала; 1*4 — логический сигнал а)

Рис. 7. Программный узел: а) функциональная схема узла; б) вид формируемой кривой

Представленный алгоритм позволяет ограничивать темп изменения скорости в функции пройденного пути: 8](У, РЬ) и 52(\'.Т,РЬ) для ЗИ-1 и ЗИ-2 соответственно.

Графики изменения скорости (5) при окончании разгона представлены на рис. 8-9, определяемой по выражению

= У + (5)

где V - скорость (дискрет/пер); РЬ - темп торможения; Т- постоянная времени ЗИ второго порядка.

Рис. 8. График изменения скорости для функции У22(У,ТЛ)1-Д) при У=9000: а) Т=4, РЬ=10; б) Т= I О, РЬ=10; в) Т=10, РЬ=30

Рис. 9. Значение скорости в конце разгона (У=10000) при времени окончания процесса равной: а) ЗТ; б) 4Т; в) 5Т

В третьей гляве рассматриваются вопросы разработки системного программного обеспечения (СПО) верхнего уровня для КЭП ЦСН, программных средств подготовки и просмотра ИЭТР и интернет-портала по высокоточным импульсно-фазовым электроприводам (ИФЭП).

Для обеспечения двухстороннего программного обмена данными контроллера электропривода с управляющей ЭВМ по интерфейсам RS-232 и CAN с учетом логической структуры памяти МК разработана система адресных команд, с помощью которой обеспечивается задание параметров и структуры регуляторов, конфигурирование аппаратных средств, диагностика, командное управление движением и задание режимов работы электропривода. ЭВМ_

' ' КЭП ЦСН

Система Windows

мк

Microchip dsP1C30F

ÎHÛ

Sfe

CL -r

? 5

I О

1 RS-232

Î v

-TT 1

ИСМ Mitsunkhi

CAN

*

____i__

jCAN модульj

"эвм"

Рис. 10. Схема взаимодействия СПО с КЭП ЦСН

Разработано СПО в составе 3-х программ для решения следующих практических задач: наладка (программа Configurator - свидетельство РФ № 2010615959) и тестирование (программа Tester - свидетельство РФ № 2010615958) электропривода, программирование (программа Code Uploader - свидетельство РФ № 2011610718) контроллера.

СПО реализованное на языке Object Pascal в визуальной среде разработки Delphi 7.0 осуществляет взаимодействие с КЭП ЦСН по последовательному каналу связи в стандарте RS-232C. Взаимодействие СПО с СОМ-портом ЭВМ осуществляется с помощью программного интерфейса TComPort, который взаимодействует со встроенными в систему Windows драйверами СОМ-порта (рис. 10).

Программа Configurator, построенная в виде исполняемого модуля с графическим интерфейсом и современной справочной системой, предназначена для наладки ЭП в режимах Online и Offline путем реализации функций ввода данных, организации приема, передачи и отображения данных. Программа Tester позволяет выполнять оценку точностных показателей электропривода, анализ спектров ошибки и частотных свойств системы. Высокая достоверность информации о параметрах движения механизма, получаемая с датчика положения, позволяет тестировать электропривод без привлечения дополнительных метрологических средств. Программа Code Uploader позволяет проводить замену и проверку "прошивки" МК, интегрированного в контроллер электропривода, с помощью обычного компьютера без дополнительных дорогостоящих фирменных средств отладки и программного обеспечения за счет специального загрузчика, автономного по отношению к программным средствам контроллера электропривода (рис. 11).

Питание 5В

ЭВМ

Microchip MPLAB IDE

интерфейс ICD-2

? Code Uploader

с ^ Ин'ерфеис '

, TComPort 1

О

j Win-дрдйрррк! порт j

' j СОМ-порг

___JrS-?32 j- -

МК

X

UART

адресные( кимлиды |

б)

Рис. 11. Программирование КЭП: а) средствами Microchip; б) программой Code Uploader

Представленные программы позволяют изменять структуру и параметры контроллера электропривода непосредственно через локальную сеть, что обеспечивает компьютерную поддержку жизненного цикла изделия, осуществляемую в рамках CALS-технологий.

Дальнейшим развитием средств компьютерной поддержки электропривода является создание интеллектуальных систем сбора, накопления, хранения и анализа данных для повышения надежности и автономности работы ЭП. В качестве конкретных предложений можно выделить следующие: при-

ближенная автоматическая настройка электропривода под параметры объекта управления, создание клиент-серверного приложения для реализации средств удаленного доступа через сеть Интернет, создание системы сбора данных в режиме online и организация структуры хранилища для их накопления, разработка средств диагностики и экспертной системы для выдачи практических рекомендаций и советов на этапе эксплуатации электропривода.

В настоящее время, при непосредственном участии автора разработан информационный Интернет-портал по высокоточным ИФЭП, в котором отображается весь жизненный цикл рассматриваемых систем.

Эксплуатационная техническая документация является важнейшим средством эффективного использования разработанного электропривода на постпроизводственной стадии его жизненного цикла. От полноты и достоверности сведений в документации зависит качество выполнения процедур обслуживания, длительность безотказной работы привода и требуемое качество управления. Современная тенденция перехода на "безбумажную технологию" при создании документации выражается в применении ИЭТР, которые за счет своей интерактивности и возможности обновления информации позволяют повысить эффективность эксплуатации изделия.

Анализ иерархически-структурированных ИЭТР позволил установить их общую структуру, в состав которой входят база данных, где хранится вся информация об изделии, и электронная система отображения для визуализации данных и обеспечения интерактивного взаимодействия с пользователем.

Разработанная информационная система (ИС) PPL Drive Suite позволяет создавать и просматривать иерархически-структурированные ИЭТР. Она состоит из хранилища данных и двух программных модулей для редактирования (Editor) и просмотра (Browser) руководств. Хранение данных организовано в базе данных MS Access и файл-контейнере. Для защиты данных в руководствах использованы отечественные программно-аппаратные средства на базе микроконтроллера.

Для стандартизации и упрощения процедуры установки созданного программного обеспечения (ПО) в систему Windows разработан универсальный скрипт инсталлятор, реализованный в системе NSIS.

На все созданные программы получены официальные свидетельства о регистрации. Акты внедрения и использования программ подтверждают их практическую ценность.

Четвертая глава посвящена экспериментальной проверке контролера электропривода (рис. 12) орбитальной оси телескопа на действующем макетном образце ЦСН (рис. 13) в лабораторном корпусе КМЗ. Для проверки была использована методика испытаний штатной системы наведения, особенностью которой является косвенная оценка характеристик привода с помощью измерительных средств путем фиксации технологических параметров движения орбитальной оси R. Регистрация параметров выполнялась на базе канала ГН оси R с помощью штатного датчика углового положения, ЭВМ и платы АЦП.

Рис. 12. Контроллер электропривода ЦСН Рис 13 Макетный образец ЦСН

В ходе испытаний проверялись время "переброса" оси К на углы 60°. 2° за ограниченное время, отработка скоростей в диапазонах от Г'/сек до 40 "/сек в течение определенного времени, а также от 300"/сек до 1800 "/сек в заданном диапазоне углов (табл. 1).

На основе полученных результатов испытаний установлено, что разработанный КЭП ЦСН обеспечивает отработку скорости от 0,3 "/сек до 10 °/сек. переброс оси Я на заданные углы за требуемое время, а также высокую равномерность и плавность вращения вала исполнительного двигателя.

Таблица 1. Результаты экспериментальной проверки электропривода оси К ЦСН

Наименование проверки Требования Результат

Время переброса на 60° по оси Я Не должно превышать 10 с. 7,8-8,0 с.

Время переброса на 2° по оси Я Не должно превышать 1,8 с. 1.6-1,7 с.

Количество переходов через знак при успокоении привода после остановки движения в течение 6 с. Не должно превышать 3 раз 1 раз

Отработка скорости 300 "/сек в диапазоне углов оси Я от 20' до 155 не хуже 40 "/сек 10 "/сек

Отработка скорости 900 "/сек в диапазоне углов оси И от 20* до 155 не хуже 40 "/сек 11 "/сек

Отработка скорости 1800 "/сек в диапазоне углов оси Я от 20' до 155° не хуже 40"/сек 12 "/сек

По результатам проведенных испытаний была подтверждена возможность использования только одного канала грубого наведения кинематической схемы, более высокая жесткость которого позволяет снизить влияния внешних возмущений на качество воспроизведения заданных параметров движения орбитальной оси телескопа ЦСН.

В приложениях приведены фотографии разработанного КЭП. описание способа организации взаимодействия контроллера электропривода и ЭВМ. описание средств программирования КЭП, методика испытаний штатной системы наведения, официальные свидетельства о регистрации ПО. акт внедрения ПО в учебный процесс, акты об использовании КЭП и ПО. акт технической проверки КЭП на соответствие предъявляемым требованиям.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. В результате анализа основных задач ЦСН определен комплекс требований к современной системе управления движением орбитальной осью телескопа. Установлено, что обеспечение требуемых точностных и регулировочных характеристик электроприводов ЦСН возможно без изменения ее кинематической схемы при использовании штатных двигателей путем замены аналоговых систем управления на прецизионные импульсно-фазовые, построенные на базе современной микропроцессорной технике управления.

2. Установлено, что применение контура цифровой фазовой синхронизации с МЧФД и оптического датчика положения с аппаратным умножением меток позволяет значительно расширить диапазон регулирования скорости, а использование быстродействующего МК со встроенными интерфейсами -уменьшить количество элементов схемы, перераспределить функции управления электроприводом в сторону их программной реализации и расширить функциональные возможности КЭП ЦСН.

3. Исследованы возможности системы управления с традиционными и нечетким регуляторами фазовых переменных. Показано, что совместное применение регуляторов позволяет получить желаемый переходных процесс с меньшим перерегулированием и с более высоким быстродействием, что повышает качество управления и снижает зависимость настроек регуляторов от изменяемых параметров объекта управления.

4. Для уменьшения ударных нагрузок в приводном механизме орбитальной оси оптического телескопа разработана система программного ограничения скорости в зависимости от пути, которая позволяет формировать трапециидальную кривую разгона/торможения двигателя и обеспечивать плавность в начале и в конце движения.

5. Разработаны программное обеспечение верхнего уровня для программирования контроллера, наладки и тестирования электропривода телескопа без дополнительных программно-аппаратных средств с возможным осуществлением удаленной работы, а также адресные команды МК для обеспечения двустороннего обмена данными между ЭВМ и КЭП ЦСН. Создано раздельное хранилище текстовых и медиа данных для разработанной информационной системы подготовки и просмотра интерактивных руководств для электропривода с возможностью обновления данных через Интернет.

6. В результате опытных испытаний установлено, что созданный на основе современной элементной базе контроллер электропривода телескопа позволил существенно сократить аппаратную часть существующей аналоговой системы, значительно уменьшить время настройки, повысить стабильность работы системы наведения, уменьшить время успокоения привода, снизить ударные нагрузки в приводном механизме, расширить диапазон регулирования скорости, что сделало возможным применение только одного канала "грубого наведения" кинематической схемы более высокая жесткость которого позволяет снизить влияние возмущений на точность движения орбитальной оси телескопа.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ

в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Фалеев, М.В. Моментный электропривод систем наведения мобильных робототехнических комплексов / М.В. Фалеев, С.Г. Самок, П.М. Поклад // Вестник ИГЭУ. - 2008. - Вып. З.-С. 17-19.

2. Поклад, П.М. Анализ методов интеллектуализации управления сложными динамическими объектами/ П.М. Поклад // Вестник ИГЭУ. - 2010. -Вып. 2. - С. 76-79.

3. Поклад, П.М. Программные средства управления электроприводами / П.М. Поклад // Вестник ИГЭУ. - 2010. - Вып. 4. - С.75-79.

4. Поклад, П.М. Анализ и разработка системы отображения интерактивных электронных технических руководств для промышленных изделий / П.М. Поклад//Вестник ИГЭУ. - 2011. - Вып. 1.-С.73-75.

в прочих изданиях:

5. Фалеев, М.В. Повышение эффективности эксплуатации гибридных электроприводов на базе CALS-технологий/ М.В. Фалеев, Николаев И.Б., Поклад П.М.// 13-ая междунар. н-т. конф. студентов и аспирантов "Радиотехника, электротехника и энергетика" - М.: МЭИ. - 2007. - Т.2 - С. 134-136.

6. Поклад, П.М. Алгоритмы позиционирования гибридных систем / П.М. Поклад // Тезисы докладов междунар. н-т. конф. "Состояние и перспективы развития электротехнологии" (XIV Бернардосовские чтения). - Иваново: ИГЭУ. - 2007. - Т.2. - С. 172.

7. Фалеев, М.В. Применение объектно-ориентированного моделирования при разработке мехатронных систем/ М.В. Фалеев, П.М. Поклад // Труды VIII междунар. н-т. конф. "Новые информационные технологии и системы" -Пенза: ПГУ. - 2008. - Ч. 2. - С. 31-36.

8. Фалеев, М.В. Электроприводы переменного тока с цифровой фазовой синхронизацией / М.В. Фалеев, П.М. Поклад, С.Г. Самок // Сборник трудов XIV междунар. н-п. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых "Современные техника и технологии" - Томск: ТПУ. - 2008. -Т.1. - С. 415 - 417.

9. Фалеев, М.В. Моделирование гибридных электроприводов переменного тока/ М.В. Фалеев. С.Г. Самок, П.М. Поклад // Труды междунар. н-т. конф. "Компьютерное моделирование 2008" - СПб: Изд-во Политехи, ун-та. - 2008. -с. 38-40.

Ю.Фалеев, М.В. Высокоточные электроприводы для испытательной техники / М.В. Фалеев, П.М. Поклад, А.Н. Ширяев // Всероссийская междунар. н-т. конф. «Электро - 2009» - Уфа: УПУ, 2009. - Т. 1. - С. 121 - 124.

11.Поклад, П.М. Разработка программного комплекса информационной поддержки жизненного цикла электроприводов/ П.М. Поклад // Материалы междунар. н-т. конф. «Автоматизация: проблемы, идеи, решения» (АПИР-15) - Т.: ТулГУ. - 2010. - Т.2 - С. 111-116.

12.Поклад, Ü.M. Исследование систем электропривода с нечеткими регуляторами / П.М. Поклад // Материалы V всерос. науч.-практ. конф. "Повышение эффективности энергетического оборудования" - Иваново: ГОУ ВПО Иван, госуд. энер. унив. - 2010. - С. 383-388.

13.Поклад, П.М. Особенности применения fuzzy-регуляторов в цифровых системах наведения / П.М. Поклад, A.A. Киселев // XXXIX Неделя науки СПбГПУ: материалы Международной науч.-практ. конф. - СПб.: СПбГПУ. -2010,-Ч. VIII-С. 71-73.

14.Поклад, П.М. Программная поддержка жизненного цикла импульсно-фазовых электроприводов в рамках CALS-технологии. / П.М. Поклад // Вестник научно-промышленного общества. - М.: АЛЕВ-В. - 2010. - Вып. 15. -С. 13-20.

15.Поклад, П.М. Использование CALS-технологий в цифровых системах наведения / П.М. Поклад, A.A. Киселев // 17-ая междунар. н-т. конф. студентов и аспирантов "Радиотехника, электротехника и энергетика" - М.: МЭИ. -2010. - Т.2 - С. 162-163.

16.Поклад, П.М. Разработка программных средств для подготовки электронных технических руководств импульсно-фазовых электроприводов / П.М. Поклад // Сборник научных трудов междунар. н-т. конф. "Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий " (АПЭЭТ-11). - Екатеринбург: изд-во ФГАОУ ВПО УрФУ. - 2011. - С. 238-243.

свидетельства на программные продукты:

17.Поклад, П.М. Система настройки импульсно-фазового электропривода "Configurator PPL Drive 6.0"/ A.A. Киселев, П.М. Поклад // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2010615959. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 13.09.2010.

18.Поклад, П.М. Система тестирования и диагностики импульсно-фазового электропривода "Tester PPL Drive 4.0"/ A.A. Киселев, П.М. Поклад // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №■2010615958. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 13.09.2010.

19.Поклад, П.М. Загрузчик кодов программ микроконтроллеров "Code Uploader PPL Drive 3.0"/ A.A. Киселев, П.М. Поклад // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2011610718. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 11.01.2011.

20.Поклад, П.М. Контент менеджер системы поддержки жизненного цикла импульсно-фазовых электроприводов "Content Editor PPL Drive Suite 2.0" / П.М. Поклад // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2011612095. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 11.03.2011.

21. Поклад, П.М. Система отображения интерактивных электронных технических руководств импульсно-фазовых электроприводов "Content Browser PPL Drive Suite 2.0" / П.М. Поклад // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2011613050. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 18.04.2011.

ПОКЛАД Павел Михайлович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ (на примере цифровых систем наведения оптических телескопов)

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 19.05.2011 Формат 60x84 1/16 Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ № 20. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина» 153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская, д. 34 Отпечатано в УИУНЛ ГОУ ВПО ИГЭУ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ НАВЕДЕНИЯ.

1.1. Особенности цифровых систем наведения.

1.2. Выявление комплекса требований к электроприводам систем наведения.

1.3. Анализ прецизионных электроприводов.

1.4. Прецизионные электроприводы на базе контура фазовой синхронизации.

Выводы.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ НАВЕДЕНИЯ

2.1. Исследование средств нечеткого управления.

2.1.1. Анализ алгоритмов дефаззификации нечетких множеств.

2.1.2. Исследование нечетких регуляторов с разными дефаззификагорами.

2.1.3. Исследование динамических свойств нечетких регуляторов.

2.2. Ограничение предельных скоростей и ускорений приводного механизма.

2.3. Исследование цифровых и импульсных систем.

2.3.1. Анализ цифровых фильтров первого порядка.

2.3.2. Исследование свойств цифровой и импульсной систем.

2.3.3. Исследование цифровых фильтров на базе сдвигающих регистров.

2.4. Исследования регуляторов фазовых переменных электропривода.

2.4.1. Комбинированный регулятор скорости/фазы.

2.4.2. Исследование регулятора тока.

Выводы.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ПОДДЕРЖКИ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ НАВЕДЕНИЯ.

3.1. Разработка системного программного обеспечения верхнего уровня.

3.1.1. Разработка программного средства наладки электропривода.

3.1.2. Программное средство тестирования электропривода.

3.2. Разработка информационной системы интерактивных руководств.

3.2.1. Общая структура системы.

3.2.2. Разработка программы для подготовки руководств.

3.2.3. Разработка программы для просмотра руководств.

3.2.4. Создание информационного Интернет-портала.

Выводы.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРОПРИВОДА.

4.1. Методика испытаний электропривода.

4.2. Результаты экспериментальных испытаний электропривода.

Выводы.

Актуальность темы. Повышение вероятности обнаружения космических объектов требует использования высокоточных цифровых систем наведения (ЦСН) оптических телескопов. Такие системы обеспечивают полный контроль за космическим пространством (КП) и представляют исключительно важное значение для обороноспособности нашей страны. Высокие требования к электроприводам таких систем, обусловлены их высоким уровнем точности и быстродействия при сканировании пространства, необходимостью обеспечения требуемых условий работы фотоприемных устройств при экспозиции, а военная "закрытость" таких установок, не позволяет использовать зарубежные электроприводы.

Важнейшей задачей при модернизации действующих ЦСН оптических телескопов является повышение качества наблюдений за КП путем замены малонадежных аналоговых систем электропривода их осей на цифровые с развитым "интеллектуальным" управлением без изменения существующих высокоточных многоступенчатых кинематических схем.

Состояние проблемы. Основным направлением решения данной задачи является разработка эффективных прецизионных электроприводов осей телескопов. Среди существующих проблем рассматриваемых систем можно выделить следующие: применяемые каналы грубого и точного наведения с высокой и низкой жесткостью соответственно, ненадежные и громоздкие системы управления электропривода, низкоточные датчики положения вала двигателя. В настоящее время, к новым системам управления электропривода предъявляются следующие требования: широкий диапазон регулирования скорости равный 36000:1, инфранизкие скорости движения телескопа от 1 '/сек до 10 °/сек, "переброс" оси на заданные углы за минимальное время, высокая надежность, встраиваемость в локальные сети управления, наличие встроенных средств диагностики, возможность программной настройки системы локально и удаленно.

Широкое использование точных электроприводов, построенных на основе контура фазовой синхронизации обусловлено их высокими точностными показателями в широком диапазоне регулирования угловой скорости. Основы теории построения прецизионных систем электропривода постоянного тока заложены в работах P.M. Трахтенберга. Экспериментальные и теоретические исследования в этой области проводились различными научными коллективами. Значительный вклад в решение вопросов проектирования таких систем внесли Б.А. Староверов, М.В. Фалеев, В.П. Галас, A.B. Ханаев, А.Н. Ширяев, A.A. Киселев и др. [85, 88, 100].

На этой основе спроектированы электроприводы для различных областей применения, разработаны новые способы регулирования и новые технические решения построения систем управления. Достижения этого коллектива, а также разработки ряда научных и проектных организаций Санкт-Петербурга, Новосибирска, Омска, Азова создали мощный фундамент для дальнейшего развития этого принципа, но на современной схемотехнической и программной базе [11].

Целью работы является разработка высокоточного электропривода постоянного- тока с широким диапазоном регулирования скорости, предназначенного для управления движением орбитальной оси телескопа и программного обеспечения верхнего уровня для контроллера электропривода.

Достижение поставленной цели требует решения следующих задач:

1. Анализ проблемы управления сложным движением телескопа и определение требований, предъявляемых к современной системе электропривода орбитальной оси телескопа;

2. Исследование возможностей построения электроприводов осей тел-скопа на базе контура цифровой фазовой синхронизации и определение рациональных способов построения аппаратно-программных средств контроллера электропривода ЦСН (КЭП ЦСН);

3. Исследование возможностей повышения качества управления координатами движения орбитальной оси на основе использования традиционных 4 регуляторов фазовых переменных и регуляторов на базе нечеткой логики;

4. Разработка эффективного способа ограничения скорости движения орбитальной оси в зависимости от пройденного пути при позиционировании оси для снижения ударных нагрузок в приводном механизме;

5. Разработка системного программного обеспечения для программирования контроллера, наладки и тестирования электропривода и способа организации двустороннего информационного взаимодействия программ с контроллером электропривода. Разработка структуры хранилища данных и информационной системы подготовки и просмотра интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР) для электропривода ЦСН;

6. Практическое подтверждение эффективности использования разработанного контроллера электропривода орбитальной оси в механизмах ЦСН.

Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов подтверждается результатами экспериментальных испытаний и актами использования КЭП ЦСН на ОАО Красногорский завод им. С. А. Зверева (КМЗ), а также официальными свидетельствами на разработанные программные продукты.

Научная новизна полученных в работе результатов состоит в:

- обосновании структуры и принципа построения прецизионного электропривода оси телескопа на базе контура цифровой фазовой синхронизации, позволяющего обеспечить высокую точность движения;

- методе повышения точности управления на основе многоразрядного частотно-фазового дискриминатора, обеспечивающего защиту от опрокидывания регулирования и уменьшение величины перерегулирования по скорости при выходе дискриминатора из состояния насыщения;

- способе формирования тахограммы разгона/торможения двигателя в функции пройденного пути за счет совместной работы задатчиков интенсивности 1 -го и 2-го порядка для снижения ударных нагрузок в механизме;

- методе повышения качества управления на основе совместного применения традиционных и нечетких регуляторов;

- разработке методики организации структуры системного программного обеспечения верхнего уровня, обеспечиваЕОщего программирование (свидетельство РФ № 2011610718) контроллера без дополнительных программно-аппаратных средств, наладку (свидетельство РФ № 2010615959) и тестирование (свидетельство РФ № 2010615958) электропривода с возможностью дистанционной работы, выполняемой средствами удаленного доступа;

- способе электронной организации технической документации посредством раздельного хранилища текстовых/графических данных и информационной системы подготовки (свидетельство РФ № 2011612095) и просмотра (свидетельство РФ № 2011613050) иерархически структурированных электронных руководств с возможностью локальной корректировки и удаленного обновления данных через Интернет.

Практическая значимость работы заключается в:

- разработке аппаратных и программных средств контроллера электропривода постоянного тока с цифровой фазовой синхронизацией, предназначенного для управления движением орбитальной оси телескопа;

- реализации системного программного обеспечения (СПО) верхнего уровня для программирования контроллера, наладки и тестирования электропривода с минимальными программно-аппаратными затратами;

- организации структуры хранилища данных для размещения текстовой и графической информации ИЭТР и разработке программных средств для подготовки и просмотра ИЭТР, позволяющих поддерживать актуальность информации и обеспечивающих наглядность при работе с сопроводительной документацией за счет иерархически структурированной формы представления данных и возможности их корректировки и обновления;

- разработке и наполнении информационного интернет-портала по цифровым импульсно-фазовым электроприводам www.electrodrives.ru;

- полученных положительных практических результатах замены громоздкой и мало надежной аналоговой системы управления электропривода 6 орбитальной оси телескопа на компактную цифровую импульсно-фазовую, построенную на современной элементной базе, которая может применяться на остальных осях телескопа;

- возможности использования только одного канала "грубого наведения" кинематической передачи, более высокая жесткость которого позволяет снизить влияние внешних возмущений на качество воспроизведения заданных параметров движения орбитальной оси телескопа ЦСН;

Связь с целевыми программами. Работа выполнялась в соответствии:

- с федеральной целевой программой "Национальная технологическая база" на 2007-2011 гг. в рамках хоздоговорной работой №61/09 по теме "Разработка и изготовление контроллера электропривода" (2009-2010 гг.);

- с федеральной целевой программой "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" (2009-2013 гг.), по лоту "Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области станкостроения" (2010-1.1-409-007) в рамках темы "Комплексная разработка цифровой системы ЧПУ и асинхронного электропривода для металлорежущих станков с применением перспективных технологий обработки" (Государственный контракт № 02.740.11.0521, Этап 2).

Методы исследования. При решении поставленных задач в работе использовались методы машинного и объектно-ориентированного программирования, методы нечеткой логики, элементы теории автоматического управления, элементы теории баз-данных. Теоретические исследования проведены на ЭВМ, а практические - на действующем технологическом образце ЦСН.

Использование в учебном процессе. Разработанные программы используется студентами ИГЭУ в лабораторных практикумах кафедры "Технология автоматизированного машиностроения" при подготовке инженеров по направлению 151001.65 - Технология машиностроения в рамках учебных курсов: "Аппаратные и программные средства систем автоматизации",

Управление системами и процессами обработки в машиностроении". 7

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на XIII, XVII международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов "Радиотехника, электротехника и энергетика" (Москва, 2007, 2010 гг.), международных научно-техническая конференциях "Состояние и перспективы развития электротехнологии" XIV Бенардосовские чтения (Иваново, 2007 г.), VIII международной научно-технической конференции "Новые информационные технологии и системы" (Пенза, 2008 г.), XIV международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Современные техника и технологии" (Томск, 2008 г.), международной научно-технической конференции "Компьютерное моделирование 2008" (Санкт-Петербург, 2008 г.), всероссийской международной научно-технической конференции "Электро-2009" (Уфа, 2009 г.), международной научно-технической конференции «Автоматизация: проблемы, идеи, решения» (АПИР-15) (Тула, 2010 г.), V всероссийской научно-практической конференции "Повышение эффективности энергетического оборудования" (Иваново, 2010 г.), международной научно-практической конференции "XXXIX Неделя науки СПбГПУ" (Санкт-Петербург, 2010 г.), VIII международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий" (АПЭЭТ-11) (Екатеринбург, 2011 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 21 работа, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК министерства образования и науки РФ, 5 свидетельств о регистрации программ для ЭВМ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников, включающего 143 наименования, и шести приложений. Работа изложена на 170 страницах, содержит 141 рисунок и 10 таблиц.

Выводы

По представленным выше материалам можно сделать следующие выводы :

1. Разработанный КЭП ЦСН обеспечивает отработку скорости от 0,3 "/сек до 10 %ек, переброс оси Я на заданные углы за требуемое время, высокую равномерность и плавность вращения вала исполнительного двигателя, а также отработку режимов переброса оси без переколебательности при успокоении привода.

2. Предложенная концепция построения и техническая реализация КЭП ЦСН позволяют обеспечить диапазон регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока в диапазоне до 36000:1. При этом минимальная частота вращения вала составляет 0.07 об/сутки. Величина диапазона определяется разрешающей способностью используемого датчика положения и требованиями к неравномерности движения механизма.

3. Использование принципа цифровой фазовой синхронизации в электроприводе и его аппаратно-программная реализация позволяют создавать широкодиапазоиные системы регулирования частоты вращения с точностными показателями (погрешностью стабилизации скорости и положения, коэффициентом неравномерности) соответствующим требованиям ГОСТ 27803-88 "Электроприводы регулируемые для станкостроения и робототехники".

4. По результатам успешного завершения работ составлен Акт использования контроллера электропривода, разработанного и изготовленного в ходе работы ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина» (г. Иваново) для ОАО «Красногорский завод им. С.А. Зверева» (М.О. г. Красногорск) с целью обеспечения стабилизации скорости и позиционирования оптической оси телескопа действующей установки ЦСН в соответствии с предъявляемыми к электроприводу техническими требованиями. Акт использования контроллера приведен в Приложении 6.

Заключение

В работе рассмотрены вопросы создания прецизионного электропривода постоянного тока с широким диапазоном регулирования скорости, объектно-ориентированного на использование в цифровых системах наведения, обеспечивающих определение координат движущихся космических объектов. Сочетание контура цифровой фазовой синхронизации с микроконтроллерным управлением позволило обеспечить малые погрешности стабилизации параметров движения, чем достигается высокая точность и стабильность движения орбитальной оси ЦСН.

Результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований опытного образца КЭП ЦСН телескопа, позволяют сделать следующие выводы.

1. Механизмы ЦСН предъявляют к используемым приводным устройствам достаточно жесткие требования в отношении точности (0,07 об/сутки), стабильности характеристик, диапазона регулирования скорости (36000:1) движения оптической оси визирования и встраиваемости в локальные системы управления верхнего уровня. Выявлены особенности взаимодействия механических узлов системы наведения в режимах сканирования пространства и слежения. Показано существенное влияние сил трения в червячных парах на условие самоторможения оси.

2. Проведен анализ прецизионных ЭП, построенных на принципах фазовой синхронизации. Установлено, при построении контроллера ЭП орбитальной оси телескопа на базе принципа цифровой фазовой синхронизации с многоразрядным частотно-фазовым дискриминатором целесообразно использование 16 разрядного dsPIC микроконтроллера типа "Motor Control".

3. Подтверждена принципиальная возможность использования только одного канала ГН кинематической передачи, более высокая жесткость которого позволяет снизить влияния внешних возмущений на качество воспроизведения заданных параметров движения механизма ЦСН.

4. В результате испытаний и опытной эксплуатации нового контролера электропривода ЦСН оказалось возможным существенно сократить аппаратную часть штатной системы управления: вместо использования двух двигателей стало возможным применение лишь одного без изменения кинематических схемы; вместо использования 2 шкафов-стоек (высотой по 2 м.) для управления одним двигателем стало возможным применение только одной платы КЭП ЦСН размером 18,5x10,5 см и весом менее 1 кг; вместо вре-мязатратного способа формирования тахограммы движения привода путем перепайки соединений между набором индуктивностей стал возможен программный способ ее формирования лишенный указанных недостатков; вместо использования дополнительных САМ-интерфейсов стало возможным использование встроенного в КЭП ЦСН САЫ-контроллера, а также значительно расширить диапазон регулирования скорости (до 100000:1) и уменьшить время "переброса" оси на 2с, что позволило существенно расширить функциональные возможности и повысить производительность ЦСН; улучшены эксплуатационные свойства ЦСН за счет встроенной программно-аппаратной диагностики блоков КЭП ЦСН.

5. Показано, что эффективность эксплуатации и робастность свойств ЭП может быть достигнута при "интеллектуализации" используемых регуляторов на базе нечеткой логики. Проведенный анализ нечетких регуляторов с разными алгоритмами-дефаззификации выявил предпочтительные области их применения.

6. Установлено, что возможности адаптации программных и аппаратных средств КЭП ЦСН к условиям эксплуатации и требованиям технологических процессов, достигаются разработанным объектно-ориентированным программным обеспечением.

7. Подтверждена практическая значимость разработанных интерактивных электронных технических руководств для КЭП ЦСН, подготовленных с помощью созданной в ходе данной работы информационной системы.

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

2. Архангельский, В.И. Системы фуцци—управления / Архангельский В.И., Богатенко И.Н., Грабовский Г.Г. Киев: Техника, 1997. - 208 с.

3. Астатический дискретный электропривод с контуром регулирования тока / М.В. Фалеев // Тезисы докладов юбилейной и.-т. конференции ИЭИ, Иваново. ИвГУ, 1980. - С.45-46.

4. Афанасьев, А.П. Бытовые видеомагнитофоны / А.П. Афанасьев,

5. B.В. Самохин. М.: Радио и связь, 1988. - 240 с.

6. Башарин, A.B. Управление электроприводами: учеб. пособие для вузов / A.B. Башарин, В. А. Новиков, Г. Г. Соколовский. Л.: Энергоиздат, 1982.-392 с.

7. Бесекерский, В.А. Теория систем автоматического управления / Бесекерский В.А., Попов В.М. М.: Энергия, 2006 г. - 670 с.

8. Бирюков, A.B. Дискретные датчики систем управления электроприводами/ A.B. Бирюков В кн: Автоматизированный электропривод. - М.: Энергия, 1980.-С. 198-206.

9. Богорад, Г.З. Цифровые регуляторы и измерители скорости / Г.З. Богорад, В.А. Киблицкий -М- Л.:Энергия, 1968. 120 с.

10. Бубнов, A.B. Способ коррекции электроприводов с фазовой синхронизацией/ Бубнов A.B. //Изв. ВУЗов. Электромеханика, №4, 2005 с.56-60

11. Бычков, М.Б. Современные электронные компоненты электропривода/ Бычков М.Б., Ремизевич Т.А. Электронные компоненты, №6, 20021. C.84-90.

12. Вентильный электродвигатель с обратной связью по токам фазных обмоток / В.А. Соловьев // Электричество. 1995. - №1 - С.56-61.

13. Вульвет, Дж. Датчики в цифровых системах / Дж. Вульвет. М.:1. Энергоиздат, 1981.-200 с.

14. Высокопроизводительные встраиваемые системы управления двигателями на базе сигнального микроконтроллера TMS320F241/ Н. Обухов, В. Горбунов и др. // Chip news. 2000. - Май. - С. 28-32.

15. Гаврилов, C.B. Компьютерная технология построения управления механотронными объектами/ C.B. Гаврилов, Ч.С. Кьен, Д.К Фыонг, H.J1 Чьеп //Естественные и технические науки, №1, 2006. С. 207 212.

16. Герман-Галкин, С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MatLab 6.0/ Герман-Галкин С.Г. СПб.: КОРОНА принт, 2001.-320 с.

17. ГОСТ 15001-88. Системы разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения. М.: Изд-во стандартов, 1988. - 30 с.

18. Дианов, A.A. Микроконтроллеры для встраиваемых систем управления электроприводом/ Дианов A.A. Электронные компоненты, №8, 2002 -С.101-106.

19. Дьяконов, В.П. MATLAB 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6. Основы применения/ Дьяконов В.П. М.: СОЛОН-Пресс, 2005. 800 с.

20. Дьяконов, В.П. Справочник по MathCAD PLUS 6.0 PRO / В.П. Дьяконов M.: CK Пресс, 1997. - 336 с.

21. Загрузчик кодов программ микроконтроллеров Code Uploader PPL Drive 3.0 (ФГУ ФИПС) / A.A. Киселев, П.М. Поклад // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2011610718. М., 2011.

22. Заде, JI.A. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений/ JI.A. Заде. М.:Мир, 1976. — 304 с.

23. Зарубежные нормативные документы Электронный ресурс. Режим доступа: cals.ru/infoiTnation, свободный. - Яз. рус.

24. Инжиниринг электроприводов и систем автоматизации: учеб. пособие для вузов / под ред. В.А. Новикова, JI.M. Чернигова. М.: Академия, 2006.-368 с.

25. Информационная поддержка жизненного цикла изделий машиностроения: принципы, системы и технологии CALS/ИПИ / А.Н. Ковшов и др.. М.: Академия, 2007. - 304 с.

26. К разработке импульсных астатических систем электропривода с микропроцессорным управлением / Л.Г. Пилипенко // Электромеханика. -1989 №2 - С.81 -87.

27. Ковчин, С.А. Применение микропроцессорных систем управления в электроприводах постоянного тока / С.А. Ковчин, В.Н. Филатов,

28. A.A. Хижин. Л.:ЛДНТП, 1988. - 24 с.

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

30. Козаченко, В.Ф. Новые микроконтроллеры фирмы Texas Instrumenst TMS32x24x для высокопроизводительных встроенных систем управления электроприводами/ Козаченко В.Ф., Грибачев С.А. // CHIP NEWS. 1998. -№ 11-12.-С. 2-6.

31. Козярук А.Е. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемых электроприводов / А.Е. Козярук,

32. B.В. Рудаков. СПб., 2004. - 127 с.

33. Комплектные системы управления электроприводами тяжелых металлорежущих станков / Под ред. А.Д.Поздеева- М.: Энергия, 1980. 228 с.

34. Компьютерно-интегрированные производства и CALS-технологии в машиностроении: учеб. пособие / под ред. Б.И. Черпакова. М.: ГУП ВИМИ, 1999.-512 с.

35. Контент менеджер системы поддержки жизненного цикла импульс-но-фазовых электроприводов Content Editor PPL Drive Suite 2.0 (ФГУ ФИПС) / П.М. Поклад // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2011612095. М., 2011.

36. Королев, Э.Г. Эффективность применения высокомоментных двигателей в станкостроении. / Э.Г. Королев -М.: Машиностроение, 1981.- 145 с.i \

37. Костин, Г.Ю. Микроконтроллеры MOTOROLA/ Г.Ю. Костин М.: Высш. шк., 1998.-36 с.

38. Краснов, Д.В. Проблема создания высокоточных электроприводов/ Краснов Д.В., Калачев Ю.Н., Онищенко Г.Б.//Всероссийский электротехнический конгресс ВЭЛК—2005. Материалы конгресса. — М.: 2005, с. 138-139.

39. Круглов, В.В. Нечеткая логика и искусственные нейронные сети: учеб. пособие / В.В. Круглов, М.И. Дли, Р.В. Годунов. М.: Изд-во физико-математической литературы, 2001. - 224 с.

40. Кулесский, P.A. Электроприводы постоянного тока с цифровым управлением / P.A. Кулесский, В.А. Шубенко. М.: Энергия, 1973. - 207 с.

41. Лебедев, A.M. Следящие электроприводы станков с ЧПУ/

42. A.M. Лебедев М.: Энергоатомиздат, 1988. - 223 с.

43. Лолита, В.А. Экстремальная робототехника и мехатроника. Состояние и перспективы развития/ Лолита В.А., Юрьевич Е.И. // Материалы 1-й Российской мультиконференции по проблемам управления. Мехатроника, автоматизация, управление. СПб, 2006. с. 30-37.

44. Методы робастного, пейро-нечеткого и адаптивного управления /Под ред. Р.Д.Егупова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002. - 744 с.

45. Микропроцессорные системы автоматического управления / Под ред. В.А. Бесекерского. Л.: Машиностроение, 1988. - 365 с.

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

47. Михельсон, H.H. Оптические телескопы. Теория и конструкция. / H.H. Михельсон. -М.: Наука, 1976.-510 с.

48. Многоцелевые системы ЧПУ гибкой механообработкой /

49. B.Н. Алексеев, В.Г. Воржиев и др.. Л.: Машиностроение, 1984. - 224 с.

50. Новые DSP-микроконтроллеры фирмы Analog Devices ADMC300 для высокопроизводительных систем векторного управления электроприводами переменного тока/ Козаченко В.Ф., Соловьев A.A. // CHIP NEWS. -1998,-№5.-С. 16-21.

51. Новый частотно-фазовый дискриминатор / Е.И. Усышкин, В.Ш. Зельдин // Техника кино и телевидения. 1974. - №1. - С. 15-17.

52. Норенков, И.П. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS технологии / И.П. Норенков, П.К. Кузьмик. М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2002. - 320 с.

53. Овсянников, M.B. CALS повышает конкурентоспособность изделий / М.В. Овсянников, C.B. Сумароков Электронный ресурс. // PCWeek/RE. -2001. № 23. — Режим доступа: www.pcweek.ru/detail.php?ID=67500.

54. Однокристальные микроЭВМ/ A.B. Боборыкин, Г.П. Липовецкий, Г.В. Литвинский и др. Минск: МИКАП, 1994. - 400 с.

55. Панасюк, В.И. Оптимальное микропроцессорное управление электроприводом / В.И. Панасюк. Минск: Выш.шк., 1991. - 167 с.

56. Перельман, Б.Л. Отечественные микросхемы и их зарубежные аналоги / Б.Л. Перельман, В.И. Шевелев. Справочник, М.: НТЦ Микротех, 1998. -420 с.

57. Перспективы систем подчиненного регулирования/ А.М. Вейнгер // Электротехника 1996 - №4 - С.41 -47.

58. Подураев, Ю.В. Основы мехатроники / Ю.В. Подураев. М.: МГТУ-СТАНКИН, 2000. - 80 с.

59. Поклад, П.М. Алгоритмы позиционирования гибридных систем / П.М. Поклад // Тезисы докладов междунар. н-т. конф "Состояние и перспективы развития электротехнологии" (XIV Бернардосовские чтения). Иваново: ИГЭУ. - 2007. - Т.2. - С. 172.

60. Поклад, П.М. Анализ и разработка системы отображения интерактивных электронных технических руководств для промышленных изделий / П.М. Поклад // Вестник ИГЭУ. 2011. - Вып. 1. - С. 73-75.

61. Поклад, П.М. Анализ методов интеллектуализации управления сложными динамическими объектами/ П.М. Поклад // Вестник ИГЭУ. 2010. -Вып. 2.-С. 76-79.

62. Поклад, П.М. Использование CALS-технологий в цифровых системах наведения / П.М. Поклад, A.A. Киселев // 17-ая междунар. н-т. конф. студентов и аспирантов "Радиотехника, электротехника и энергетика" М.: МЭИ. - 2010. — Т.2 — С. 162-163.

63. Поклад, П.М. Исследование систем электропривода с нечеткими регуляторами / П.М. Поклад // Материалы V всерос. науч.-практ. конф. «Повышение эффективности энергетического оборудования» Иваново: ГОУ ВПО Иван, госуд. энер. унив. -2010. - С. 383-388.

64. Поклад, П.М. Особенности применения fuzzy-регуляторов в цифровых системах наведения / П.М. Поклад, A.A. Киселев // XXXIX Неделя науки СПбГПУ: материалы Международной науч.-практ. конф. СПб.: СПбГПУ.2010.-Ч. VIII-С. 71-73.

65. Поклад, П.М. Программная поддержка жизненного цикла импульс-но-фазовых электроприводов в рамках CALS-технологии. / П.М. Поклад // Вестник научно-промышленного общества. — М.: AJIEB-B. 2010. - Вып. 15. -С. 13-20.

66. Поклад, П.М. Программные средства управления электроприводами / П.М. Поклад // Вестник ИГЭУ. 2010. - Вып. 4. - С. 75-79.

67. ФГАОУ ВПО УрФУ. 2011. - С. 238-243.

68. Поклад, П.М. Технико-программные средства управления цифровой системой наведения / П.М. Поклад // Вестник научно-промышленного общества.-М.: AJ1EB-B. — 2010. — Вып. 15.-С. 3-6.

69. Потапенко, Е.М. Робастное управление электроприводом с вентильным двигателем./ Потапенко Е.М., Корельский Д.В., Васильева Е.В. // Радюелектрошка, щформатика, управлшня. 2000. — №1.

70. Применение CALS-технологий для создания средств информационной поддержки процессов обеспечения качества продукции/ E.H. Ковалева, В.И. Свирин, Е.В. Судов // Проблемы продвижения продукций на внешний рынок. 1997. - Спец. вып. - С. 38-40.

71. Программируемые контроллеры SIMATIC S7./ Каталог фирмы SIEMENS.-2010.

72. Программное управление станками и промышленными роботами/

73. B.J1. Косовский, А.Н. Ковшов и др. М.: Высш. Школа., 1989. - 272 с.

74. Регулирование тока в тиристорном электроприводе с микропроцессорным управлением/ В.М. Перельмутер // Электричество. 1993 - №81. C.37-42.

75. Релейный регулятор тока для прецизионных транзисторных электроприводов/ Н.В. Донской, В.А. Матисон, O.A. Серков // Электротехника -1992-№3 -С.21-24.

76. Сабинин, Ю.А. Автономные дискретные электроприводы с шаговыми двигателями / Ю.А. Сабинин, В.И. Кулешов, М.М. Шмырева -Л.: Энергия, 1980.- 160 с.

77. Сафронов, Ю.М. Электроприводы промышленных роботов/ Ю.М. Сафронов М.: Энергоатомиздат, 1990. - 176 с.

78. Сениченков, Ю.Б. Численное моделирование гибридных систем / Ю.Б. Сениченков СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2004. - 206 с.

79. Синтез фаззи-регулятора для позиционных и следящих электроприводов/ Е.С. Владимирова // Электротехника. № 9. 2000 г.

80. Синтез электромеханических приводов с цифровым управлением /

81. B.Л.Вейц, П.Ф.Вербовой, С.Л.Вольберг, А.М.Сьянов. Киев: Наукова думка, 1991.-236 с.

82. Синхронно-синфазный электропривод для технологических агрегатов непрерывного действия / М.В. Фалеев, A.A. Киселев // Изв. ВУЗов. Технология текстильной промышленности. 1996, №5, С.82-87.

83. Система векторного управления асинхронным двигателем с идентификатором состояния/ H.J1. Архангельский, Б.С. Курнышев, А.Б. Виноградов,

84. C.К. Лебедев // Электричество. 1991, № 11. - С.47-51.

85. Система настройки импульсно-фазового электропривода Configurator PPL Drive 6.0 (ФГУ ФИПС) / A.A. Киселев, П.М. Поклад // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2010615959.-М., 2010.

86. Система тестирования и диагностики импульсно-фазового электропривода Tester PPL Drive 4.0 (ФГУ ФИПС) / A.A. Киселев, П.М. Поклад // Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2010615958.-М., 2010.

87. Системы качества: сб. нормативно-метод. док. — М.: Изд-во стандартов, 1989.- 120 с.

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

89. Системы фазовой синхронизации с элементами дискретизации/ Под.ред. В.В.Шахгильдяна—М.: Радио и связь, 1989. — 320 с.

90. Слежановский, О.В. Устройства унифицированной блочной системы регулирования дискретного действия / О.В. Слежановский, Л.В. Бирюков, В.М. Хуторецкий М.: Энергия, 1975. - 250 с.

91. Сосонкин, В.Л. Микропроцессорные системы числового управления станками/ В.Л. Сосонкин М.: Машиностроение, 1985. - 288 с.

92. Состояние и перспективы развития регулируемых электроприводов/ М.Г. Юньков, Д.Б. Изосимов // Электротехника. 1994 — №7 - С. 2-6.

93. Сташин, В.В. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах / В.В. Сташин и др..— М.: Энергоатом издат, 1990.-224 с.

94. Танский, Е.А. Прецизионные системы стабилизации скорости двигателей / Е.А. Танский. Л.: Энергия, 1975 - 88 с.

95. Тарарыкин, C.B. Системы координирующего управления взаимосвязными электроприводами/ Тарарыкин C.B., Тютиков В.В.// Иван. гос. энерг. ун-т. Иваново, 2000. - 212 с.

96. Терехов, В.М. Системы управления электроприводами / В.М. Терехов М.: Издательский центр "Академия", 2005. - 304 с.

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

98. Тютиков, В.В. Развитие теории модального управления для решения задач автоматизации технологических объектов/ Тютиков В.В. //Автореферат на соиск. уч. ст. докт. техн. наук. Иваново, ГОУВПО ИГЭУ, 2006. - 32 с.

99. Файнштейн, В.Г. Микропроцессорные системы управления электроприводами / В.Г. Файнштейн. — М.: Энергоатомиздат, 1986. — 240 с.

100. Фалеев, М.В. Высокоточные электроприводы для испытательнойг 1техники / М.В. Фалеев, П.М. Поклад, А.Н. Ширяев // Всероссийская между-нар. н-т. конф. «Электро 2009» - Уфа: УПУ, 2009. - Т. 1. - С. 121 -124.

101. Фалеев, М.В. Импульсно-фазовые электроприводы мехатронных модулей / М.В. Фалеев, А.Н. Ширяев; Иван. гос. энерг. ун-т. Иваново, 2008.-216 с.

102. Фалеев, М.В. Исследование динамических характеристик астатических дискретных электроприводов и разработка методов и средств их коррекции: дис. . канд. техн. наук / Фалеев Михаил Владимирович. Иваново, 1983.- 192 с.

103. Фалеев, М.В. Микропроцессорные импульсно-фазовые электроприводы информационно-измерительных систем (теория, разработка, исследование, внедрение): дис. . д-ра техн. наук / Фалеев Михаил Владимирович. -Иваново, 1998.-313 с.

104. Фалеев, М.В. Моделирование гибридных электроприводов переменного тока/ М.В. Фалеев, С.Г. Самок, П.М. Поклад // Труды международной н-т. конференции "Компьютерное моделирование 2008" СПб: Изд-во Политехи, ун-та. - 2008. - с. 38-40.

105. Фалеев, М.В. Моментный электропривод систем наведения мобильных робототехнических комплексов / М.В. Фалеев, С.Г. Самок, П.М. Поклад, //Вестник ИГЭУ. 2008. - Вып. 3.-С. 17-19.

106. Фалеев, М.В. Применение с15Р1С-контроллеров в электроприводах с цифровой фазовой синхронизацией/ М.В. Фалеев, П.М. Поклад // Энергия-2008. Материалы региональной н-т. конференции студентов и аспирантов/ ГОУВПО ИГЭУ. Иваново: ИГЭУ. - 2008. - С.65-66.

107. Фалеев, М.В. Применение объектно-ориентированного моделирования при разработке мехатронных систем/ М.В. Фалеев, П.М. Поклад // Труды

108. VIII междунар. н-т. конф. "Новые информационные технологии и системы" Пенза: ПГУ. - 2008. - Ч. 2. - С. 31-36.

109. Федоров, С.М. Автоматические системы с цифровыми управляющими машинами/ Федоров С.М., Литвинов А.П.—Л.: Энергия, 1965. — 224 с.

110. Фундаментальные и прикладные проблемы развития мехатроники/ Подураев Ю.В. //Материалы 1-й Российской конференции по проблемам управления. Мехатроника, автоматизация, управление. СПб, 2006. с. 40-47.

111. Хвощ, С.Т. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления / С.Т. Хвощ и др.. -Л.: Машиностроение, 1987. 640 с.

112. Цифро-аналоговый электропривод ЭПБ2МП на базе контроллера КПМ 11-03 / A.C. Крупко, и др. // Проблемы управления промышленными электромеханическими системами Л.: ВННИГ, 1989. - С.125-126.

113. Цифровой следящий электропривод подачи металлорежущих станков/ Д.Б. Изосимов, Я.М. Лифшиц, Л.М. Спивак //Автоматизированный электропривод. — М.: Энергоатомиздат. 1990. - С. 270 - 272.

114. Цифровые системы управления электроприводами/ A.A. Батоврин, П.Г. Дашевский, В.Д. Лебедев и др. Л.: Энергия, 1977. -256 с.

115. Цифровые электроприводы с транзисторными преобразователями/ С. Г. Герман-Галкин и др. Л.: Энергоатомиздат, 1986. - 248 с.1 14. Цыпкин, ЯЗ. Теория линейных импульсных систем/ ЯЗ. Цыпкин. -М.: Физматгиз, 1963. 968 с.

116. Чемоданов, Б.К. Астроследящие системы / Б.К. Чемоданов,

117. B.Л. Данилов, В.Д. Нефедов и др.- М.: Машиностроение, 1977 — 303 с.1 16. Черных, И.В. SIMULINK: среда создания инженерных приложений / И.В.Черных М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003. - 496 с.

118. Шалумов, А.С. Введение в CALS-технологии / А.С. Шалумов,

119. C.И. Никишкин, В.Н. Носков. Ковров: КГТА, 2002. - 137 с.

120. Щелкунов, Н.Н. Микропроцессорные средства и системы / Н.Н. Щелкунов, А.П. Дианов. М,: Радио и связь, 1989. - 289 с.

121. Электронные ключи Guardant Электронный ресурс. Режим доступа: www.guardant.ru, свободный. - Яз. рус.

122. Электроприводы для металлорежущих станков и промышленных роботов зарубежных фирм. М.: ВНИИТЭМР, 1991. - 134 с.

123. Adaptive Position Control of PMSM Drive. / L. Salvatore, S. Stasi // IECON-94. 1994. - V. 3. - P. 78-84.

124. Bimal B. Power Electronics and Motor Drives (Advances and Trends) / B. Bimal. Elsevier. 917 p.

125. Crowder R. Electric Drives and Electromechanical Systems / R. Crowder. 2006. - 292 p.

126. Design of a Global Sliding Mode Controller for a Motor Drive with Bounded Control./ Y. S. Lu, J. S. Chen // Int. J. Control. 1995. - Vol.62, №5. — P. 1001-1019.

127. Direct Torque Controller for Permanent Magnet Synchronous Motor Drives./L. Zhong, M. Rahman, W. Ни, K. Lim // IEEE Trans, on Energy Conversion. 1999. - Vol. 14, №3. - P. 637-643.128. dsPIC30F Family Overview, DS70043.

128. Fuzzy Sets as a Basis or a Theory of Possibility/ Zadeh L.A. // Fuzzy Setsand System. 1978. - Vol. 1, № 1.

129. Hofmann W. Krause M. Fuzzy-Control of AC-Drives Fed by PWM-Inverters; IECON'92, San Diego / California, Nov. 1992.

130. IETP Электронный ресурс. Режим доступа: www.aerospace-defence.com/index/pages/technologies/ietp/ietp, свободный. - Яз. англ.

131. General considerations for IGBT and intelligent power module // Mitsubishi semiconductors power module MOS. www.Mitsubishi.com. - 1998. -18 c.

132. MPLAB assembler, linker and utilities for pic24 mcus and dspic® dscs user's guide, DS51317H.

133. MPLAB IDE User's Guide, DS51519B.

134. MPLAB® C30 С Compiler User's Guide, DS51284.

135. MPLAB® ICD 2 In-Circuit Debugger User's Guide, DS51331 A.

136. Nonlinear Adaptive Control of Permanent Magnet Synchronous Motor / R. Marino, S Peresada // Automatica. 1995. - Vol. 31, №11. - P. 1595-1604.

137. NSIS Электронный ресурс. Режим доступа: nsis.sourceforge.net., свободный. — Яз. англ.

138. Nurak Электронный ресурс. — Режим доступа: en.wikipedia.org/ wiki/Nurak, свободный. Яз. англ.

139. РОРА G. Learn hardware firmware and software design / G. POPA. Corollary Theorems Ltd. 2005. - 369 p.

140. Robust Control of a Brushless Servo Motor via Sliding Mode Techniques./ A. Glumineau, M. Hami, C.Lanier, С. H. Moog // Int. J. Control. 1993. -Mol.58. - №5. - P. 979-990.

141. Space vector PWM technique with minimum switching losses and a variable pulse rate/ A.M. Trzynadlowski, R.L. Kirlin, S.F. Legowski // IEEE Transactions on Industrioal Electronics, vol. 44, no. 2, 1997. p. 173-181.

142. United States Space Surveillance Network Электронный ресурс. -Режим доступа: en.wikipedia.org/wiki/UnitedStatesSpaceSurveillanceNetwork, свободный. Яз. англ.