Цифровые регуляторы частоты вращения электропривода постоянного тока

Молодецкий, Виктор Борисович

Электротехнические комплексы и системы

автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Цифровые регуляторы частоты вращения электропривода постоянного тока

кандидата технических наук: Молодецкий, Виктор Борисович
город: Красноярск
год: 2005
специальность ВАК РФ: 05.09.03

Диссертация по электротехнике на тему «Цифровые регуляторы частоты вращения электропривода постоянного тока»

Автореферат диссертации по теме "Цифровые регуляторы частоты вращения электропривода постоянного тока"

На правах рукописи

МОЛОДЕЦКИЙ Виктор Борисович

Цифровые регуляторы частоты вращения электропривода постоянного тока

05.09.03 - "Электротехнические комплексы и системы"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Красноярск- 2005

Работа выполнена в Красноярском государственном техническом университете

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Залялеев Сергей Равильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Пантелеев Василий Иванович

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Лыков Николай Борисович

Ведущая организация: ООО "Красноярский металлургический завод'

(г. Красноярск)

,п

Защита состоится 10 июня 2005 года в 14:00 на заседании диссертационного совета Д 212.098.04 при Красноярском государственном техническом университете по адресу: ул. академика Киренского, 26, Красноярск, 660074, ауд. Д 501.

Факс: (3912) 43-06-92 (КГТУ, для каф. САПР)

E-mail: sovet@front.ru

Телефон: (391-2) 49-77-28 (КГТУ, каф. САПР)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Красноярского государственного технического университета.

Автореферат разослан 2005 года.

Учёный секретарь диссертационного совета

д.т.н.

С. А. Бронов

гооь- тоочч

' АБТТ^

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Создание высокоточных и быстродействующих электроприводов, как основного элемента автоматизации и интенсификации технологических процессов, и систем управления, обеспечивающих высокую эффективность производства, является на сегодняшний день актуальной научно-технической и хозяйственной задачей. Такие требования могут быть удовлетворены, в частности, за счет использования в системах электропривода средств микропроцессорной техники. Для решения вышеуказанных актуальных задач необходима прикладная теория проектирования систем электропривода с прямым микропроцессорным управлением (СЭМУ), учитывающая специфические особенности цифрового способа управления: дискретность силового преобразователя (СП) и микроЭВМ, чистое запаздывание, вносимое микроЭВМ совместно с СП, различные способы формирования сигналов обратных связей (ОС), наличие нескольких периодов дискретизации и др. Созданию такой теории посвящены многочисленные работы, в том числе для построения систем управления с подчиненным регулированием координат СЭМУ с применением метода полиномиальных уравнений. Некоторые элементы теории проектирования цифровых систем методом полиномиальных уравнений недостаточно разработаны для СЭМУ, о чем свидетельствуют постоянные изыскания ученых в этой области.

В настоящей работе предлагается одноэтапная методика синтеза микропроцессорных регуляторов СЭМУ методом полиномиальных уравнений, реализованная в разработанной автором системе автоматизированного синтеза (САС) микропроцессорных регуляторов. Разработанная САС и одноэтапная методика синтеза обеспечивают: заданное быстродействие, порядок астатизма и качество системы регулирования; рациональную процедуру компенсации влияния чистого запаздывания, учет дискретных свойств микроЭВМ, СП и датчиков всех контролируемых координат электропривода; сокращение затрат времени на проектирование и исследование СЭМУ. Разработка такой методики является важной и актуальной, поскольку дополняет теоретический раздел проектирования сложных электромеханических систем (стабилизации, следящих систем и др.) с прямым микропроцессорным подчиненным управлением методом полиномиальных уравнений. Это придает промышленным сериям электроприводов необходимые статические и динамические показатели качества.

Объектом исследования являются системы электропривода постоянного тока с прямым цифровым управлением, в которых функции регулирующей части, вплоть до управления ключами СП, реализуются программно.

Предмет исследования включает в себя динамические и статические характеристики электропривода постоянного тока с прямым цифровым подчиненным управлением, учетом влияния чистого запаздывания и наличия двух периодов дискретности -периода прерывания (1111) микроЭВМ и периода коммутации (ПК) СП.

Цель диссертационной работы: развитие методики синтеза цифровых регуляторов электроприводов при помощи полиномиальных уравнений, обеспечивающей заданное качество переходных процессов и порядок астатизма, создание концепции системы автоматизированного синтеза цифровых регуляторов и ее программная реализация, исследование динамических и статических свойств СЭМУ, выработка практических рекомендаций по их применению.

Для достижения указанной цели в работе поставлены следующие задачи исследования: I"_

I ^ НЛЦИОИАЛыинП I СИМИОТСКА !

- получение математических моделей системы электропривода постоянного тока с учетом двух периодов дискретности и особенностей датчиков контролируемых координат;

- развитие методики синтеза цифровых систем электроприводов при помощи полиномиальных уравнений, обеспечивающее: а) понижение порядка сишезируемой системы; б) упрощение процедуры синтеза цифровых регуляторов, компенсацию влияния чистого запаздывания ОУ и заданный порядок астатизма; в) заданное быстродействие и характер переходных процессов;

-разработка концепции системы автоматизированного синтеза и исследования цифровых регуляторов частоты вращения СЭМУ, ее реализация в виде программного комплекса, не предъявляющего высоких требований к используемой ЭВМ;

- проверка теоретических положений при помощи математического моделирования цифровой системы электропривода постоянного тока с микропроцессорным управлением.

Основная идея диссертационной работы заключается в одноэтапной методике синтеза цифровых регуляторов СЭМУ с использованием полиномиальных уравнений, учитывающей два периода дискретности, включающей рациональную процедуру компенсации запаздывания, обеспечивающей высокое качество синтезируемых систем; в концепции программного комплекса, реализующего систему автоматизированного синтеза и исследования цифровых регуляторов СЭМУ.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с применением современной теории электропривода, теории автоматического управления, классической теории импульсных и цифровых систем, непрерывного и диофетного преобразований Лапласа, метода передаточных функций. Экспериментальные исследования полученных теоретических результатов проверены методом математического моделирования во временной и частотной области с применением ПЭВМ.

Основные результаты, выносимые на защиту. При решении поставленных задач были получены результаты, определяющие новизну работы и выносимые на защиту:

- одноэтапная процедура синтеза цифровой системы управления, учитывающая два периода дискретности, обеспечивающая компенсацию влияния запаздывания, заданный порядок астатизма и характер переходных процессов;

- методика и результаты расчета редуцированных цифровых регуляторов частоты вращения;

-концепция построения и реализация системы автоматизированного синтеза и исследования цифровых регуляторов СЭМУ, значительно сокращающая затраты времени на проектирование и исследование СЭМУ и предъявляющая минимальные требования к используемой ЭВМ;

-положения о причинах возникновения скрытых колебаний при попытке компенсации левого нуля ОУ и согласовании быстродействия контуров регулирования при отказе от компенсации части устойчивых полюсов ОУ в рамках рассматриваемой структуры;

-практические рекомендации по применению метода полиномиальных уравнений для синтеза цифровых систем управления электроприводами.

Научная новизна диссертационной работы:

- разработана одноэтапная методикапцдектирования цифровых регуляторов при помощи полиномиальных периодов дискретности, обеспечивающая заданные бь^^^^с^ов^ууждок айтатизма, качество системы регулирования и компенсацию влияния ^цоодвапаздывг&ия;

; -м ______4'

- методика и результаты расчета редуцированных цифровых регуляторов частоты вращения;

- показано, что попытка компенсации левого нуля ОУ в рамках рассматриваемой структуры приводит к возникновению скрытых колебаний в системе регулирования;

- показано, что в случае отказа от компенсации устойчивого полюса ОУ необходимо согласовывать быстродействие контуров регулирования.

Значение для теории. Полученные теоретические и практические результаты дополняют теорию проектирования цифровых регуляторов для систем электропривода методом полиномиальных уравнений, обеспечивая требуемый характер переходных процессов, точность регулирования и высокую параметрическую грубость синтезируемых систем.

Значение для практики:

- получена одноэтапная методика синтеза цифровых систем управления, обеспечивающая высокие статические и динамические показатели, параметрическую грубость СЭМУ, компенсацию влияния чистого запаздывания и, при соответствующем выбор способа синтеза, ослабление влияния субгармонических колебаний в системах с высоким быстродействием;

-получены аналитические выражения, связывающие коэффициенты характеристического полинома дискретных систем с параметрами его аналогового прототипа для ряда стандартных распределений полюсов и предложены ограничения их применения в дискретных системах;

-разработана система автоматизированного синтеза и исследования микропроцессорных регуляторов СЭМУ, учитывающая дискретные свойства микроЭВМ, СП и датчиков всех контролируемых координат электропривода, значительно сокращающая затраты времени на проектирование и исследование СЭМУ и предъявляющая минимальные требования к используемой ЭВМ.

-даны практические рекомендации по применению метода полиномиальных уравнений для синтеза цифровых систем управления электроприводами.

Достоверность полученных результатов работы определяется использованием для проверки полученных теоретических положений апробированной длительной проектной и эксплуатационной практикой математической модели системы электропривода постоянного тока с учетом его цифровых особенностей, исследованием свойств разработанных СЭМУ в тестовых режимах методом математического'моделирования, ожидаемым поведением их переходных характеристик, в том числе при изменении параметров объекта управления и управляющей части.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации доложены и обсуждены на научно-техническом семинаре "80 лет Отечественной школы электропривода" (г. Санкт-Петербург, 2002г.), седьмой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов (г. Москва, 2001г.), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов" (г. Красноярск, 1999г.), Второй Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов" (г. Красноярск, 2000г.).

Использование результатов диссертации

Теоретические и практические результаты диссертационпой работы использованы в разделе "Проектирование микропроцессорных регуляторов промышленных электроприводов" учебной программы дисциплины "Микропроцессорные средства и системы в электроприводе и технологических комплексах" Красноярского государственного технического университета. Методика проектирования и разработанная система

автоматизированного синтеза микропроцессорных регуляторов промышленных электроприводов используется при курсовом и дипломном проектировании студентов специальности 180400- "Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов", а также при разработке системы управления электроприводами летучих ножниц прокатного стана в ЗАО "Краспромавтоматика" (г. Красноярск).

Публикации по результатам выполненных исследований и материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ общим объемом 6,6 пл., в том числе 8 статей в сборниках, 1 депонированная статья, 1 свидетельство РФ о регистрации программы для ЭВМ, 4 работы на Всероссийских и международных конференциях и семинарах

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка использованной литературы и приложений. Общий объем диссертации 184 страницы, в том числе 164 страницы основного текста, 71 рисунок, 15 таблиц, 14 страниц списка использованной литературы из 120 наименований, 5 страниц приложений.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследований, перечислены основные результаты выносимые на защиту, определена их научная новизна и практическая значимость.

В первой главе проведен обзор литературы, который показал, что в современных системах автоматического регулирования доминирует принцип подчиненного регулирования координат, что подтверждают постоянные изыскания ученых в этой области, например JI. В. Акимова (Харьковский ГТУ) и др. при разработке непрерывных систем, 3. Ш. Ишматова (Уральский ГТУ-УПИ), А. И. Волкова (Сумский ГУ), П. X. Коцегуба (Донецкий ГТУ) для дискретных систем управления электроприводами. Среди обширного ряда методик, удобных для синтеза СПР, одной из наиболее перспективных является метод полиномиальных уравнений, впервые предложенный Я. 3. Цыпкиным, развитый JI. Н. Волгиным и отчасти продвинутый в современных работах прикладного характера 3. Ш. Ишматова, А. И. Волкова, С. Р. Залялеева и др. Однако разработка прикладной теории синтеза СЭМУ методом полиномиальных уравнений еще не завершена. Трудность решения такой задачи заключается в необходимости учета специфических особенностей цифровою способа управления, таких как квантование непрерывных сигналов, наличие запаздывания, вносимого микроЭВМ и СП, дискретности СП и датчиков контролируемых координат, нескольких периодов дискретизации в системе. В частности, прикладным вопросам компенсации влияния чистого запаздывания и обеспечения требуемого порядка астатизма, различным способам учета нескольких частот прерывания в системе посвящены работы 3. Ш. Ишматова, А. И. Волкова и П. X. Коцегуба, где, для компенсации влияния чистого запаздывания используются различные варианты параллельных корректирующих устройств, а для обеспечения требуемого астатизма системы - введение в канал управления дополнительных цифровых интеграторов. С целью повышения быстродействия и упрощения системы управления стремятся к понижению порядка синтезируемых pej-уляторов, для чего приходится решать трансцендентные уравнения численными методами.

Прикладные программные средсгва для автоматизированного проектирования таких систем, несмотря на наличие высокопроизводительных ЭВМ, также недостаточно разработаны.

Представляется целесообразным развить методику проектирования цифровых систем электропривода с использованием полиномиальных уравнений, обеспечиваю-

щую минимальный порядок синтезируемого регулятора, рациональную процедуру компенсации чистого запаздывания, требуемый астатизм, характер переходных процессов, быстродействие замкнутой системы и разработать прикладную систему автоматизированного синтеза, ее реализующую. На основе проведенного анализа сформулированы задачи диссертационной работы, перечисленные выше

Во второй главе предложены математическое описание и расчетная схема системы электропривода с прямым подчиненным цифровым управлением частотой вращения ДПТ с независимым возбуждением и двумя периодами дискретности: периоде коммутации СП и ПП управляющей ЭВМ.

Структурная схема СЭМУ представлена на рис. 1. ОУ включает в себя СП, ДПТ и цепи ОС. Параметры модели выражены в относительных единицах: тя и тм - относительные электромагнитная и электромеханическая постоянные времени. За базовое время принят период прерывания управляющей ЭВМ. Выходные сигналы регуляторов могут быть ограничены на соответствующих уровнях для ограничения тока якоря и сигнала управления СП. В зависимости от способов формирования ОС регулирование осуществляется по мгновенным или средним значениям тока и частоты вращения. Сигнал статического тока 1с(т) является возмущающим сигналом СЭМУ.

В качестве модели СП используется предложенная В П. Шипилло модель управляемого выпрямителя в виде идеального импульсного элемента, где N - количество периодов коммутации СП в ПП, Л - величина чистого запаздывания, вносимого микроЭВМ совместно с СП в канал управления СЭМУ. В качестве прототипа СП принят ШИП с симметричным законом коммутации ключей и реверсивный трехфазный мостовой ТП с раздельным фазоимпульсным управлением.

,г„/»У 1'1п1__а[п] __ _ __ Гг> ___

' ДО» |___

и"1

ш-^тт

1[п]

■л1Г

а-!»]

й>х1«1

да!

ш[п]

РИС. 1

Поскольку обычно СП переключается один раз за Г1К, представляется целесообразным вырабатывать не более одного сигнала управления за ПК. Если СП необходимо коммутировать чаще, чем микроЭВМ вырабатывает управляющие сигналы, то в системе электропривода возникает несколько частот прерывания.

Принято, что в течении одного ПП работы микроЭВМ СП срабатывает N раз, причем ПП и N одинаковы для всех контуров регулирования. В работе использован подход, предложенный Я. 3. Цыпкиным, позволяющий свести систему с двумя частотами прерывания к системе с одной частотой путем замены исходной одноканальной

системы эквивалентной многоканальной. ПФ ОУ в дискретные и произвольные моменты времени получается путем суммирования ПФ параллельных каналов

= + ]. ^(г,а) = ^ИЧ1(х,0г). (1)

ч ") 1=0

С целью упрощения процедуры синтеза и алгоритма работы МР при составлении ОУ для синтеза МР приняты следующие допущения: влияние внутренней ОС по про-тивоЭДС двигателя пренебрежимо мало или компенсировано, чистое запаздывание постоянно и равно А = ], отсутствуют ограничения выходных сигналов МР координат, статический ток ¡с = 0.

В соответствии с принятыми допущениями получена структурная схема ОУ в контуре тока (рис. 1) и, в соответствии с (1), вычислены дискретные ПФ в зависимое™ от типа ОС и количества ПК в ПП (табл. 1).

_ __Табл 1

Тип обратной связи Количество ПК в ПП

II N>1

Средние за последний ПК в ПП значения

Средние за ПП значения

г2(г-с1я)

1 А 1 с1я-1 _ — Здесь <и=-2Х " = -я=е

,[п]

иа(г)_1(г)

1_ N

1 1

т,д + 1

со(х)

Рис.2

Табл 2

Тип обратной связи Количество ПК в ПП

N = 1 N>1

Мгновенные в конце ПП

значения тм(г-ая)(2-1)

Средние за последний ПК (1~(1-<1я)т,)г-с1я+(1-с1я)хя

в ПП значения

Средние за ПП значения р2г2 +р ¡2 + р0 Хм22(2-С1я)(2-1)

Здесь р2 =<х„-тя(1-(1яН), р, =1-(<т„-тя)(1-(1я)~2тя<1м, , .. , , ^^гС, У, N + 1

В многоконтурной системе регулирования расчет дискретной ПФ ОУ имеет особенности, обусловленные главным образом особенностями Z -преобразования. Проделав преобразования, структурная схема ОУ в контуре частоты вращения сводится к виду (рис. 2, цепи ОС соответствуют рис. 1), из которой видно, что полностью вычислить ДПФ можно только после завершения синтеза контура тока в соответствии с выражением

WoyJz)^Dt(z)WJz)WmJz). (2)

До этого вычисляются дискретные ПФ непрерывной части ОУ в контуре частоты вращения, которые рассчитаны и представлены в табл. 2.

Для расчета динамических характеристик ЭПТ предлагается модель ОУ (рис. 1), справедливая для одного ПК СП. Она непрерывна. Составлены уравнения состояния такого ОУ. В связи с разреженностью матриц динамики и входа решение удалось получить аналитически, что позволило отказаться от применения численных методов при расчете переходных процессов, резко сократив время расчета. Расчет переходных процессов на протяжении заданного количества ПК осуществляется при помощи метода "припасовывания".

В третей главе представлена одноэтапная методика расчета цифровых регуляторов методом полиномиальных уравнений и произведен синтез контура регулирования тока и ряда вариантов построения контура частоты вращения. ПФ ОУ представлена в виде соотношения двух полиномов

W (Z)=P(Z)- WP-<Z> PKJz)P„Jz)P_(z)

Q(z) QJz)Q_(z)(z-lf QKJz)Q„Jz)QJz)(z-I)s' где P(z) и Q(z) - полиномы числителя и знаменателя ПФ ОУ соответственно; PJz) = PKJz)PHJz) и Q^(z)-QKJz)QHJz)~ полиномы, все корни которых устойчивы; Р_(z) и Q.(z) - полиномы, все корни которых неустойчивы или нейтральны (кроме расположенных в точке z = 7); S - кратность полюса Woy(z) в точке г = /; PK Jz) и QKJz) - устойчивые полиномы, все корни которых компенсируются регулятором; PH+(z) и Qh+(z) - устойчивые полиномы, все корни которых не компенсируются регулятором.

Показано, что компенсация левых нулей ОУ происходит только в дискретные моменты времени (при а = 0), что следует из выражения ПФ замкнутой системы для всех моментов времени

„я(ж,а)а ' A(z)PkJZ,*) PKJz) B(z)+ A(z) Здесь A(z) и B(z) — полиномы цифрового регулятора контура, определяемые при его расчете. При а * 0 компенсации Рк+ (z.cr) не происходит и ПФ замкнутой системы наделяется дополнительными полюсами PKJr(z), вызывающие в промежуточные моменты времени дополнительные, часто нежелательные составляющие переходных процессов, вид которых определяется значением PKi (z). В частности, если Рк+ (z) -вещественный отрицательный, то он является причиной возникновения субгармонических колебаний с периодом 2 ПП.

ПФ цифрового регулятора имеет вид

Drz;= M(z)QKJz)

N(z)(z-irSPKJz)

Полиномиальное уравнение синтеза представляется как

Рн+(г)Р_(г)М(г) + дн+(2)0_(г)(г -1/ N (г) = С(г). (7)

Здесь С( г) - характеристический полином замкнутой системы; М( г) и N (г) - неизвестные полиномы, порядок и коэффициенты которых определяются в процессе синтеза регулятора, г - заданный порядок астатизма.

Исходя из условий физической реализуемости МР, его минимального порядка и условия разрешимости ПУ (7) находятся порядки искомых полиномов М(г) и N(2) и в(г)

пм =ие«+ +п0- +г~7' пн -по~прк+ -1> "с =пм +П„ +1. (8)

При отказе от компенсации "малой" постоянной времени контура тока имеется возможность понизить порядки полиномов М(2) Ы(г) я С(г) на единицу за счет того, что в характеристическом полиноме главный параметр та становится зависимым от переменной г,. Для его отыскания приходится решать трансцендентное уравнение. Условие приемлемого решения такого уравнения сформулируем как

Яе(тш)>0, 1т(та) = 0. (9)

Следует отметить, что на единицу понижается только порядок ПФ МР, порядок ПФ замкнутого контура частоты вращения остается таким же, как и при компенсации полюса в точке г1. В конечном итоге это приводит к уменьшению вычислительного запаздывания за счет уменьшения количества операций по расчету сигнала управления. Назовем такие МР редуцированными.

В результате расчетов выяснилось, что для рассматриваемого ОУ трансцендентное уравнение не имеет приемлемого решения в трех случаях: а) регулировании средних за ПП значений частоты вращения при N > 1; б) отказе от компенсации левого нуля ПФ ОУ; в) отказе от компенсации устойчивого полюса ПФ ОУ кроме полюса в точке г = г,.

В работе рассчитаны все возможные варианты редуцированных МР. Результаты расчета представлены для систем с первым (рис. 3, а, уравнение вида g, = —1 — z,) и вторым (рис. 3, б, уравнение вида g2 ~ -2 - z,) порядком астатизма для нескольких популярных в электроприводе стандартных распределений полюсов (1 - биномиальное, 2-е кратными корнями и заданным коэффициентом демпфирования £ = 0,8, 3 -распределение полюсов по Баттерворту, 4 - полюсов по A.M. Рубинчику (минимальное время регулирования).

Коэффициенты стандартных дискретных ХП замкнутой системы получены посредством отображения полюсов стандартных распределений полюсов непрерывных систем в плоскость г. Получены аналитические выражения, связывающие коэффициенты ХП непрерывных и дискретных систем для ряда популярных в электроприводе распределений. Предложен критерий оценки применимости такого подхода в виде разницы площади под кривой переходного процесса в дискретной и непрерывной системе отнесенной к площади под кривой в непрерывной системе и эквивалентной постоянной времени (на рис 4 для распределения полюсов по Батгерворту 2..5 порядка). Проведенные расчеты для популярных распределений показали, что при гэ < 0,4 характер переходных процессов в дискретных системах существенно отличается от ожидаемого.

Компенсация влияния запаздывания на вид переходных процессов традиционно

(Я. 3. ЦЫПКИН) СВОДИТСЯ К "вирту- I- Ок(1)

* 1"],

гч^м^ь«-

К<*>

х(п]

Рис. 5

альному выносу элемента запаздывания за контур регулирования. Прикладное применение такой

компенсации (3. Ш. Ишматов, А. И. Волков) предполагает введение параллельного корректирующего устройства Ок(г) (рис. 5) и дополнительного регулятора для обеспечения требуемого астатизма 0,(г). Это дополнительно усложняет систему управления и процедуру синтеза контура регулирования, проводимую в два этапа.

Предлагается способ компенсации влияния запаздывания, приводящий к тем же результатам, но позволяющий проводить синтез контура регулирования в один этап и существенно упрощающий структуру регулирующей части. Суть его заключается в наложении ограничения на вид ХП замкнутой системы: С(г) = й* (г) • гк.

Табл. 3

Тип обратной связи Количество ПК в ПП

N = 1 N>1

Мгновенные в конце 1-г, 1

ГШ значения тм (г-1)(Я-1,) (1-<1я)тм ¡(х-1)(г-х,)

Средние за последний ПК в ПП значения 1-х, [1-(1-ая)тя]г-(1я+(1-ая)тя

(1-Ля)тм г(г-1)(г-г,)

Средние эа ПП 1-г, р222 +р,г + р0

значения *м(1-<1я) хКх2(г-г,)(г-1)

Свойства ПФ ОУ Методика синтеза и компенсация динамических свойств ОУ Задание свойств замкнутой системы Коэффициенты ПФ регулятора

Контур тока Тип ОС Кол-во ПКвПП Методика синтеза Компенсация устойчивых полюооа ОУ Компенсация устойчивого куля ОУ Порядок астгтиэиа ХП ми»«утои системы

Произведен синтез регулятора среднего за ПК тока якоря ДПТ. При построении контура тока полностью компенсировались динамические свойства ОУ и была осуще-

стелена компенсация влияния запаздывания выбором при этом одного из нулей ХП в точке г = 0. Второй нуль выбран вещественным положительным г, = е"1^', где г, -эквивалентная постоянная времени контура тока (без учета влияния чистого запаздывания).

После сиптеза контура тока получены ПФ ОУ для всех вариантов формирующих цепей датчиков по частоте вращения и количества ПК в ПП, которые представлены в табл. 3.

Все многообразие вариантов синтеза цифровых регуляторов с использованием разработанной методики представлено в виде иерархического "дерева регуляторов" (рис. 6), отражающее все этапы принятия проектировщиком решений при синтезе контура частоты вращения. Из рис. 6 видна возможность более ста вариантов построения МР частоты вращения (без учета возможности выбора распределения полюсов), привести полный спектр которых в одной работе затруднительно. В качестве примера синтезированы МР мгновенной и средней за ПК частоты вращения с первым и вторым порядком астатизма, при условии полной компенсации динамических свойств ОУ, а также редуцированные МР частоты вращения.

В четвертой главе рассмотрены вопросы построения системы автоматизированного синтеза и исследования цифровых регуляторов для систем электропривода постоянного тока, реализующая представленные выше методы построения СЭМУ. Укрупненная структурная схема разработанной САС представлена на рис. 7

Рис.7

. В Основу САС положен объектно-ориентированный подход. При этом каждая подсистема программного комплекса представляет собой объект, существующий в пространстве состояния САС. Элементами последнего являются общедоступные свойства проектируемой СЭМУ, такие как параметры ОУ, структура электропривода, настройки регуляторов и самой САС Можно говорить о том, что в каждый момент вре-

мени состояние САС полностью определяет модель СЭМУ. Взаимодействие между подсистемами осуществляется посредством изменения состояния САС.

В случае взаимного влияния подсистемы и состояния САС при запуске подсистема принимает необходимые ей свойства и предлагает их проектировщику в качестве текущих. В свою очередь проектировщик может скорректировать значения не устраивающих его и допускающих изменение свойств. На протяжении сеанса работы проектировщик имеет возможность неоднократно сохранять и загружать ранее сохраненные состояния САС, благодаря чему имеется возможность создавать коллекцию проектных решений. Использование аналитического решения уравнений состояния ОУ на ПК позволило резко сократить время расчета переходных процессов в СЭМУ. Реализована подсистема численного решения полиномиальных уравнений синтеза. Решение трансцендентных уравнений, получающихся при синтезе редуцированных регуляторов частоты вращения, производится с использованием метода золотого сечения. Результаты работы представляются в удобном табличном и графическом виде.

На разработанный программный комплекс получено свидетельство РФ о регистрации программы для ЭВМ.

Пятая глава посвящена вопросам практического применения разработанных методик и программного комплекса для синтеза СЭМУ.

Произведен синтез регулятора среднего за ПК тока якоря ДПТ. Регулятор может иметь самостоятельное значение в системах регулирования момента и используется построении двухконтурной системы с внешним контуром частоты вращения. Для определенности принято N = 4. При анализе грубости синтезированного контура регулирования тока проведены исследования влияния отклонения параметров ОУ от расчетных значений на качество регулирования. В качестве варьируемых параметров выбраны следующие: величина чистого запаздывания, электромагнитная постоянная времени, коэффициент передачи СП. Проведенные расчеты показали наибольшую чувствительность к вариациям чистого запаздывания, приводящие в системах с высоким быстродействием к появлению скрытых колебаний. На рис. 8 показаны траектории полюсов ПФ замкнутого контура тока при различных быстродействиях контура и изменении чистого запаздывания в диапазоне от 0 до 2.

Рис. 8

Предложен критерий выбора допустимого быстродействия контура тока, при котором скрытые колебания не оказывают существенного влияния на вид переходных процессов. Для этого требуется, чтобы вещественный отрицательный полюс был по модулю меньше остальных полюсов. Из анализа рис. 8 и переходных процессов выявлено, что при выборе г, > 1,75 колебательная составляющая с периодом 2 ПП в переходном процессе во всем диапазоне изменения Л не будет существенной, а при г, > 4¡7 - отсутствует.

При расчете большего количества переходных процессов были получены зависимости перерегулирования от быстродействия контура тока и вариаций параметров ОУ, которые представлены в виде поверхностей на рис. 9.

Чистое запаздывание А

¡»НИШ!!!!!!»»! = Тчтт Коэф усиления Ку, факт/расчет

Рис.9

При синтезе контура частоты вращения рассмотрен вариант отказа от компенсации регулятором частоты вращения постоянной времени внутреннего контура тока. Проведен анализ возможности такого варианта построения РЧВ по переходным процессам и взаимному расположению нулей и полюсов в функции эквивалентной постоянной времени контура частоты вращения при т1 = 1 (рис. 10).

—ь и- V, ч*

/- "г -- ...

Л ь

1 Лп J

V-

_____

г/ ляп

" ...Л

Г. !

2 2.5 3 15 4

Рис. 10

Здесь Кур - коэффициент усиления разомкнутой системы; N0 - полюс разомкнутой системы, определяемый полиномом Ы(г) и входящим в состав знаменателя ПФ МР Дд(г); М0 - нуль разомкнутой и замкнутой системы, определяемый полиномом М(г) и входящим в состав числителя (г); - эквивалентный полюс замкнутой системы (при биномиальном распределении полюсов га В точке 3 при тю = 2,63 имеет ме-

сто вариант построения редуцированного регулятора частоты вращения М0 = Ид = Из-за влияния нуля Мп

10 при увеличении тш возрастает перерегулирование, достигающее в точке 5 30%. Дальнейшее увеличение тю приводит к все большему перерегулированию и потере грубости системы. Компенсировать нуль М0 входным фильтром не удается из-за его близости к границе устойчивости. Для облегчения согласования быстродействия внутреннего и внешнего контуров по-

Рис. 11

строена зависимость та = fit,) (рис. 11) для этого случая в виде траекторий пронумерованных точек на рис. 10.

Проведена компенсация противоЭДС двигателя в соответствии с рис. 1. Проведенные расчеты показали эффективность такой компенсации, причем рациональный диапазон построечного коэффициента Кэдс лежит в диапазоне 0,7..0,9 в зависимости

от параметров ОУ и хю.

С использованием разработанной САС проведен синтез и исследование ряда вариантов регулирования средней за последний ПК СП в ПП частоты вращения. Синге-зированы регуляторы, обеспечивающие первый (г = 1) и второй (г — 2) порядок аста-тизма, с полной компенсацией динамических свойств ОУ и отказом от компенсации левого нуля ОУ.

Чистое запаздывание Л Чистое запаздывание А

тм, факт/ расчет т„, факт/расчет

Рис. 12

Проведен анализ чувствительности характера переходных процессов к вариациям параметров ОУ в контуре частоте вращения В качестве варьируемых параметров выбраны чистое запаздывание и электромеханическая постоянная времени.

Для регуляторов с г = 1 на рис. 12 (а, б) представлены зависимости перерегулирования частоты вращения от быстродействия контура частоты вращения и вариации выбранного параметра ОУ при компенсации нуля ОУ, на рис. 12 (в, г) - без такой компенсации. На рис. 13 представлены графики переходных процессов в указанных на поверхностях точках.

Рис. 13

Анализ переходных процессов показал, что в приводах с максимальным быстродействием компенсация левого нуля ОУ приводит к заметных субгармоническим колебаниям. Поэтому для достижения максимального быстродействия рекомендуется отказаться от компенсации нуля, что, однако приводит к увеличению порядка ПФ замкнутой системы.

Исследование спроектированных регуляторов частоты вращения показали их работоспособность при вариациях параметров ОУ - фактические значения постоянных времени ОУ по отношению к расчетным составляли 0,5.. 1,5. Качество регулирования для столь существенных вариациях параметров при соответствующем выборе быстродействия и параметров синтеза не выходило за рамки принятых допустимых значений - превышение перерегулирования не выше 25% и увеличении времени регулирования не более чем в 1,5 раза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1 Разработан подход к построению цифровой системы электропривода как системы с двумя периодами дискретности: периодом коммутации силового преобразователя и периодом прерывания управляющей ЭВМ, на основе которого предложена ме-> тодика расчета дискретных ПФ ОУ. Произведен практический расчет ПФ ОУ к конту-

рах тока и ЧВ при регулировании по мгновенным, средним за последний ПК в ПП или за весь ПП значениям.

2. Разработана одноэтапная методика синтеза цифровых регуляторов методом полиномиальных уравнений, обеспечивающая рациональную процедуру компенсации влияния чистого запаздывания при одновременном обеспечении заданного порядка ас-татизма, требуемого качества переходных процессов и быстродействия.

3. Разработан способ понижения (редуцирования) порядка микропроцессорных регуляторов частоты вращения электропривода постоянного тока для ряда практиче-

оси значимых случаев. Получены аналитические выражения для их реализации в виде передаточных функций и графиков решения трансцендентных уравнений.

4. Получены аналитические выражения, связывающие коэффициенты характеристического полинома дискретных систем с параметрами его аналогового прототипа для популярных в практике электропривода стандартных распределений полюсов. Установлено, что близость огибающих дискреты в ЛИС к процессам в ЛНС зависит от величины эквивалентной относительной постоянной времени т0. Эмпирически найдеп предел для относительной эквивалентной постоянной времени т0, которая не должна быть меньше 0,4.

5. Разработана концепция построения системы автоматизированного синтеза микропроцессорных регуляторов, реализованная в виде компьютерной программы, поддерживающей следующие возможности: ввод параметров ОУ; поочередный синтез регуляторов тока и частоты вращения в соответствии с желаемым порядком астатизма, распределением полюсов и быстродействием; расчет переходных процессов в синтезированных контурах регулирования и сохранение его результатов в виде коллекции. Система автоматизированного синтеза имеет ряд особенностей: за счет аналитического решения уравнений состояния на ПК СП удалось значительно (на 2..3 порядка) ускорить расчет переходных процессов; численное решение полиномиальных уравнений позволило на основе единой процедуры осуществить синтез как для заранее известных (и заложенных в САС) распределений полюсов, так и для любых распределений, заданных пользователем. В результате предлагаемая САС имеем значительные преимущества при проектировании данного класса систем по сравнению с использованием универсальных программных продуктов (МаШСА!), МаШЬаЬ и др.) и позволяет существенно сократить цикл проектирования.

6. Выработаны рекомендации по рациональной настройке синтезированной СЭМУ. Приведены способы построения СЭМУ с условием отсутствия или ослабления влияния скрытых колебаний контролируемых координат электропривода. Показана невозможность полной компенсации левого нуля ОУ микропроцессорным регулятором в рассматриваемой структуре СЭМУ.

7. В результате проведенных исследований показано, что при отказе от компенсации устойчивых полюсов ОУ недопустим произвольный выбор быстродействия внешнего контура регулирования, в частности контура частоты вращения. Выработанные рекомендации по выбору быстродействия контура регулирования частоты вращения для этого случая представлены графически в виде допустимых значений эквивалентной постоянной времени та= /(т,)-

8. Многократно проведенные циклы синтеза и анализа цифровых систем регулирования частоты вращения показали эффективность разработанной системы автоматизированного синтеза, работоспособность синтезируемых СЭМУ и ее высокую грубость - фактические значения постоянных времени ОУ по отношению к расчетным составляли 0,5..1,5.

Все выше сказанное позволяет утверждать, что разработанная одноэтапная методика синтеза микропроцессорных регуляторов и система автоматизированного синтеза обеспечивает высокие статические и динамические показатели проектируемых СЭМУ.

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Залялеев, С. Р. Уравнения состояния объекта управления в электроприводе постоянного тока с прямым микропроцессорным регулированием / С. Р. Залялеев,

B. Б. Молодецкий // Оптимизация режимов работы систем электроприводов- Межвуз сб. науч. трудов / Отв. ред. В.Л. Троян. - Красноярск: КГТУ, 1997. - С. 118-127.

2. Залялеев, С. Р. Об адаптации стандартных распределений полюсов непрерывных систем для импульсных систем / С. Р. Залялеев, В. Б. Молодецкий, И. С. Жамлин — Красноярск: Издательство КГТУ, 1998. - 28с. - Депонированная рукопись в ВИНИТИ № 494-В98 20 февраля 1998г.

3 Залялеев, С. Р. Редуцированные микропроцессорные регуляторы частоты вращения / С. Р. Залялеев, В. Б. Молодецкий II Управление в системах- Вестник Иркутск, государств, техн. универ. Сер. Кибернетика. Вып. 3. Иркутск, 2000. - С. 68-77.

4. Залялеев, С. Р. Методика автоматизированного синтеза микропроцессорных регуляторов частоты вращения / С. Р. Залялеев, В. Б. Молодецкий // Управление в системах- Вестник Иркутск, государств, техн. универ. Сер. Кибернетика. Иркутск, 1999.-

C. 59-68.

5. Молодецкий, В. Б. Об отказе от компенсации устойчивого полюса объекта управления / В. Б. Молодецкий, С. Р. Залялеев // Оптимизация режимов работы электротехнических систем: Межвуз. сб. науч. трудов / Отв. ред. С. Р. Залялеев. - Красноярск: ИПЦ КГТУ 2004. - С. 280-286.

6. Залялеев, С. Р. Система автоматизированного проектирования микропроцессорных регуляторов / С. Р. Залялеев, В. Б. Молодецкий // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. трудов. Выпуск 4. - Магнитогорск: МГТУ, 1998. — С. 168-172.

7. Залялеев, С. Р. Автоматизированное проектирование микропроцессорных регуляторов / С. Р. Залялеев, В. Б. Молодецкий // Оптимизация режимов работы систем электроприводов: Межвуз. сб. науч. трудов / Отв. ред. В.А. Троян. - Красноярск- ИПЦ КГТУ, 1999.-С. 118-125.

8. Молодецкий, В. Б. Программный комплекс "Электропривод постоянного тока с прямым подчиненным микропроцессорным управлением" / С. Р. Залялеев, В. Б. Молодецкий // Свидетельство РФ о регистрации программы для ЭВМ № 2005610038. - М.: РОСПАТЕНТ, 11 января 2005г.

9. Залялеев, С. Р. Электропривод постоянного тока с прямым подчиненным микропроцессорным управлении / С. Р. Залялеев, В. Б. Молодецкий, А. В. Мартынов, П. А. Шевченко, К. В. Желудев // Вестник Красноярск, госуд. техн. универ. Вып. 4. Информатизация образования. - Красноярск: КГТУ, 1996. - С. 28-36.

10. Залялеев, С. Р. Программно-аппаратный комплекс для автоматизированного исследования динамических характеристик электропривода постоянного тока с микропроцессорным управлением / С. Р. Залялеев, В. Б. Молодецкий, А. А. Лопатин, А. Н. Пахомов // Оптимизация режимов работы электротехнических систем: Межвуз. сб. науч. трудов / Отв. ред. В. А. Троян, С. Р. Залялеев. - Красноярск: ИПЦ КГТУ 2000.-С. 247-260.

11 Залялеев, С. Р. Автоматизированный синтез микропроцессорных регуляторов частоты вращения / С. Р. Залялеев, В. Б. Молодецкий, О. В. Иванов // Проблемы высшего образования на пороге XXI века: тезисы региональной межвузовской научно-методической конференции. Том 2. - Красноярск: КГТУ, 26-29 марта 1997. - С. 55-57.

12. Системы электропривода с цифровым управлением / С. Р. Залялеев, Н. Ф Лазовский, В. М. Бычков, В. Б. Молодецкий, А. А. Лопатин, А Н Пахомов // 80 лет Отечественной школы электропривода: Труды научно-технического семинара -СПб.: Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2002. - С. 16-23.

13 Залялеев, С Р. Программно-аппаратный комплекс для разработки и исследования алгоритмов прямого микропроцессорного управления электроприводом /

С. Р. Залялеев, В. Б. Молодецкий, А. А. Лопатин, А Н. ТТахомов // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Материалы седьмой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов. Тезисы докладов. В 3 т. Т. 2. - М.: Издательство МЭИ, 2001. - С. 127-128.

14. Залялеев, С. Р. Программно-аппаратный комплекс для исследования микропроцессорных электроприводов/ С. Р. Залялеев, В.Б. Молодецкий, А. Н. Пахомов, А. А. Лопатин // Достижения науки и техники — развитию сибирских регионов: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. В 3 ч. Часть 3. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 24-26 марта 1999. - С. 209.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД В РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ В СОАВТОРСТВЕ В работах [1,9] автором осуществлен расчет математических моделей объекта управления (55%), представлена разработанная методика получения дискретных передаточных функций объекта управления с учетом двух периодов дискретности (45%); в работе [2] проведен расчет и предложены практические рекомендации по применению стандартных распределений полюсов для дискретных систем (50%); в работах [3, 4] опубликованы основные положения одноэтапной методики синтеза цифровых систем методом полиномиальных уравнений (45%), представлен рациональный способ компенсации влияния чистого запаздывания (45%), разработаны редуцированные регуляторы частоты вращения (45%), проведено математическое моделирование (70%); в публикациях [6,7,10, 11] представлена концепция построения системы автоматизированного синтеза и исследования цифровых регуляторов (45%), проведено математическое моделирование (60%); в работе [8] реализована в виде программного комплекса система автоматизированного синтеза цифровых систем электропривода методом полиномиальных уравнений (55%); в работе [5] проведен анализ возможности отказа от компенсации устойчивого полюса объекта управления (55%), произведено моделирование и предложены ограничения на выбор быстродействия контура частоты вращения (55%); в работах [12, 13,14] проведен обзор работ в области синтеза цифровых систем методом полиномиальных уравнений (45%).

Молодецкий Виктор Борисович Цифровые регуляторы частоты вращения электропривода постоянного тока Автореф. дисс. на соискание учёной степени кандидата техн. паук. Подписано в печать . Заказ №

Формат 60x90/16. Усл. печ л. 1. Тираж 110 экз. Типография Красноярского государственного технического университета

í" 96 60

РНБ Русский фонд

2006-4 15275

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Молодецкий, Виктор Борисович

Введение.

1 Анализ состояния проблемы цифрового управления системами электропривода.

2 Математическое описание электропривода постоянного тока с микропроцессорным управлением.

2.1 Математическая модель двигателя постоянного тока.

2.2 Математическая модель СП.

2.2.1 Математическая модель ШИП.

2.2.2 Математическая модель ТП.

2.3 Математическая модель управляющей микроЭВМ.

2.3.1 Математическая модель линейного импульсного фильтра.

2.3.2 Звено технической линеаризации СП.

2.4 Особенности расчета ПФ ОУ в двукратной импульсной системе с подчиненным регулированием координат.

2.4.1 ПФ ОУ в одноконтурной системе с регулированием по мгновенным значениям выходной координаты.

2.4.2 ПФ ОУ в одноконтурной системе с регулированием по средним значениям выходной координаты.

2.4.3 ПФ ОУ в многоконтурной системе.

2.4.4 Обобщенная модель ОУ в многоконтурной системе ЭПТ с МПУ

2.4.5 Модели О У для синтеза MP коорд инат ЭПТ.

2.4.6 Модель ОУ для расчета динамических характеристик ЭПТ.

2.5 Обобщенная модель ЭПТ с МПУ.

2.6 Выводы.

3 Методика синтеза алгоритмов микропроцессорного управления.

3.1 Постановка задачи.

3.2 Принципы синтеза АМУ методом полиномиальных уравнений.

3.2.1 Допустимая форма желаемых ПФ ошибки и замкнутой системы

3.2.2 ПФ микропроцессорного регулятора.

3.2.3 ПУ синтеза и методика его решения.

3.3 Выбор распределения полюсов замкнутой системы регулирования.

3.3.1 Стандартные распределения полюсов непрерывных систем.

3.3.2 Адаптация стандартных распределений полюсов непрерывных систем для импульсных систем.

3.3.3 Сравнительный анализ различных адаптированных распределений полюсов импульсных систем.

3.3.4 Компенсация влияния чистого запаздывания.

3.4 Особенности синтеза редуцированных АМУ ЭПТ.

3.4.1 Возможность понижения порядка ПФ MP.

3.4.2 Особенности решения ПУ синтеза редуцированных MP.

3.5 Синтез АМУ тока ЭПТ.

3.6 Синтез АМУ частоты вращения ЭПТ.

3. б. 1 Синтез АМУ частоты вращения по стандартной методике.

3.6.2 Синтез редуцированных АМУ частоты вращения.

3.7 Технология принятия решений при синтезе MP ЧВ ЭПТ.

3.8 Выводы.

4 Система автоматизированного синтеза и исследования MP ЭПТ.

4.1 Структура системы автоматизированного синтеза MP ЭПТ.

4.2 Подсистемы САС.

4.2.1 Загрузка/сохранение состояния С А С.

4.2.2 Ввод параметров ОУ.

4.2.3 Выбор структуры СЭМУ.

4.2.4 Выбор и ввод характеристик регулирующей части СЭМУ.

4.2.5 Расчет микропроцессорных регуляторов СЭМУ.

4.2.6 Просмотр/сохранение таблиц параметров и структуры СЭМУ.

4.2.7 Задание входных воздействий.

4.2.8 Расчет переходных процессов в синтезированной СЭМУ.

4.2.9 Анализ динамических характеристик СЭМУ.

4.2.10 Сохранение графиков и таблиц переходных процессов.

4.3 Справочная система.

4.4 Выводы.

5 Использование САС для синтеза и анализа СЭМУ.

5.1 Постановка задачи исследования и средства его выполнения.

5.2 Синтез и анализ динамических свойств контура тока.

5.2.1 Особенности регулирования по средним за 77/7 значениям тока.

5.2.2 Исследование влияния отклонений параметров ОУ от расчетных значений.

5.2.3 Рекомендации по настройке контура тока.

5.3 Синтез и анализ динамических свойств контура ЧВ.

5.3.1 Анализ возможности компенсации устойчивого нуля ОУ.

5.3.2 Анализ возможности компенсации полюсов ОУ.

5.3.3 О компенсации противоЭДС двигателя.

5.3.4 Исследование влияния отклонений параметров ОУ от расчетных значений.

5.3.5 Рекомендации по настройке контура ЧВ.

5.4 Выводы.

Введение 2005 год, диссертация по электротехнике, Молодецкий, Виктор Борисович

Актуальность темы. Автоматизированные электроприводы являются главным средством приведения в движение большинства рабочих машин и технологических агрегатов в машиностроении, металлургии, станкостроении, транспорте и других отраслях промышленности. Основная тенденция развития электропривода заключается в существенном усложнении функций, выполняемых электроприводом, и законов движения рабочих машин при одновременном повышении требований к точности выполняемых операций. Это неизбежно приводит к функциональному и техническому усложнению управляющей части электропривода и закономерно вызывает использование в ней средств цифровой вычислительной техники, что стимулирует развитие микропроцессорных регуляторов и средств их автоматизированного проектирования.

К основным причинам применения цифровых устройств и систем в локальных электроприводах следует отнести следующие достоинства цифрового способа представления информации:

-высокая помехозащищенность в условиях сильных электромагнитных помех, характерных для промышленного производства;

- возможность длительного хранения информации без каких-либо искажений;

- простота контроля при передаче, записи и хранении данных;

- возможность настройки, модификации и расширения цифровых систем без внесения существенных изменений в исходную аппаратную часть за счет перепрограммирования;

- простота унификации цифровых устройств и др.

Создание высокоточных и быстродействующих электроприводов, как основного элемента автоматизации и интенсификации технологических процессов, и систем управления, обеспечивающих высокую эффективность производства, является на сегодняшний день актуальной научно-технической и хозяйственной задачей. Такие требования могут быть удовлетворены, в частности, за счет использования в системах электропривода средств микропроцессорной техники. Для решения вышеуказанных актуальных задач необходима прикладная теория проектирования систем электропривода с прямым микропроцессорным управлением (СЭМУ), учитывающая специфические особенности цифрового способа управления: дискретность силового преобразователя (СП) и микроЭВМ, чистое запаздывание, вносимое микроЭВМ совместно с СП, различные способы формирования сигналов обратных связей (ОС), наличие нескольких периодов дискретизации и др. Созданию такой теории посвящены многочисленные работы (см., например [2, 4, 9, 11, 12]), в том числе для построения систем управления с подчиненным регулированием координат СЭМУ [80, 81, 90] и с применением метода полиномиальных уравнений [5, 18, 24, 26, 28, 58, 59, 85, 89, 91, 98, 99]. Некоторые элементы теории проектирования цифровых систем методом полиномиальных уравнений недостаточно разработаны для СЭМУ, о чем свидетельствуют постоянные изыскания ученых в этой области [26, 59, 85,101,115].

В настоящей работе предлагается одноэтапная методика синтеза микропроцессорных регуляторов СЭМУ методом полиномиальных уравнений, реализованная в разработанной автором системе автоматизированного синтеза микропроцессорных регуляторов. Разработанная система автоматизированного синтеза (САС) и одноэтапная методика синтеза обеспечивают: заданное быстродействие, порядок астатизма и качество системы регулирования; учет дискретных свойств микроЭВМ, СП и датчиков всех контролируемых координат электропривода; сокращение затрат времени на проектирование и исследование СЭМУ. Разработка такой методики является важной и актуальной, поскольку дополняет теоретический раздел проектирования сложных электромеханических систем (стабилизации, следящих систем и др.) с прямым микропроцессорным подчиненным управлением методом полиномиальных уравнений. Это придает промышленным сериям электроприводов необходимые статические и динамические показатели качества.

Предмет исследования включает в себя динамические и статические характеристики электропривода постоянного тока с прямым цифровым подчиненным управлением, учетом влияния чистого запаздывания и наличие двух периодов дискретности - периода прерывания микроЭВМ и периода коммутации СП.

Цель диссертационной работы: развитие методики синтеза цифровых электроприводов при помощи полиномиальных уравнений, обеспечивающей заданные быстродействие, характер переходных процессов и порядок астатиз-ма, создание концепции системы автоматизированного синтеза цифровых регуляторов и ее программная реализация, исследование динамических и статических свойств СЭМУ, выработка практических рекомендаций по их применению.

Для достижения указанной цели в работе поставлены следующие задачи исследования:

-развитие методики синтеза цифровых систем электроприводов при помощи полиномиальных уравнений, обеспечивающее: а) понижение порядка синтезируемой системы; б) упрощение процедуры синтеза цифровых регуляторов, компенсацию влияния чистого запаздывания ОУ и заданный порядок аста-тизма; в) заданное быстродействие и характер переходных процессов;

- разработка концепции системы автоматизированного синтеза и исследования цифровых регуляторов частоты вращения СЭМУ, ее реализация в виде программного комплекса, не предъявляющего высоких требований к используемой ЭВМ;

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с применением современной теории электропривода [46, 64, 65], теории автоматического управления [19, 27, 39], классической теории импульсных [7, 16] и цифровых [14, 15] систем, непрерывного [19, 27] и дискретного [66, 67] преобразований Лапласа, метода передаточных функций [15, 27]. Экспериментальные исследования полученных теоретических результатов проверены методом математического моделирования во временной и частотной области [38, 39, 69] с применением ПЭВМ.

- методика и результаты расчета редуцированных цифровых регуляторов частоты вращения;

- концепция построения и реализация системы автоматизированного синтеза и исследования цифровых регуляторов СЭМУ, значительно сокращающая затраты времени на проектирование и исследование СЭМУ и предъявляющая минимальные требования к используемой ЭВМ;

- положения о причинах возникновения скрытых колебаний при попытке компенсации левого нуля ОУ и согласовании быстродействия контуров регулирования при отказе от компенсации части устойчивых полюсов ОУ в рамках рассматриваемой структуры;

- практические рекомендации по применению метода полиномиальных уравнений для синтеза цифровых систем управления электроприводами.

Научная новизна диссертационной работы:

- разработана одноэтапная методика проектирования цифровых регуляторов при помощи полиномиальных уравнений с учетом двух периодов дискретности, обеспечивающая заданное быстродействие, порядок астатизма, качество системы регулирования и компенсацию влияния чистого запаздывания;

- методика и результаты расчета редуцированных цифровых регуляторов частоты вращения;

- показано, что при отказе от компенсации устойчивого полюса ОУ необходимо согласовывать быстродействие контуров регулирования.

Значение для практики:

- получена одноэтапная методика синтеза цифровых систем управления, обеспечивающая высокие статические и динамические показатели, параметрическую грубость СЭМУ, компенсацию влияния чистого запаздывания и, при соответствующем выбор способа синтеза, ослабление влияние субгармонических колебаний в системах с высоким быстродействием;

- разработана система автоматизированного синтеза и исследования микропроцессорных регуляторов СЭМУ, учитывающая дискретные свойства микроЭВМ, СП и датчиков всех контролируемых координат электропривода, значительно сокращающая затраты времени на проектирование и исследование СЭМУ и предъявляющая минимальные требования к используемой ЭВМ;

- даны практические рекомендации по применению метода полиномиальных уравнений для синтеза цифровых систем управления электроприводами.

Достоверность полученных результатов работы определяется использованием для проверки полученных теоретических положений апробированной длительной проектной и эксплуатационной практикой математической модели системы электропривода постоянного тока с учетом его цифровых особенностей, исследованием свойств разработанных СЭМУ в тестовых режимах методом математического моделирования, ожидаемым поведением их переходных характеристик, в том числе при изменении параметров объекта управления и управляющей части.

Использование результатов диссертации

Теоретические и практические результаты диссертационной работы использованы в разделе "Проектирование микропроцессорных регуляторов промышленных электроприводов" учебной программы дисциплины "Микропроцессорные средства и системы в электроприводе и технологических комплексах" Красноярского государственного технического университета. Методика проектирования и разработанная система автоматизированного синтеза микропроцессорных регуляторов промышленных электроприводов используется при курсовом и дипломном проектировании студентов специальности 180400 -"Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов", а также при разработке системы управления электроприводами летучих ножниц прокатного стана в ЗАО "Краспромавтоматика" (г. Красноярск), (см. прил. 1).

Публикации по результатам выполненных исследований и материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ общим объемом 6,6 п.л., в том числе 8 статей в сборниках, 1 депонированная статья, 1 свидетельство РФ о регистрации программы для ЭВМ, 4 работы на Всероссийских и международных конференциях и семинарах.

Заключение диссертация на тему "Цифровые регуляторы частоты вращения электропривода постоянного тока"

д 5.4 Выводы

В настоящей главе произведен анализ динамических свойств СЭМУ частоты вращения и выработаны рекомендации для проектировщика по синтезу и настройке MP СЭМУ.

1. Сформулированы задачи проводимого исследования. Обоснован выбор количества ПК в ПП, типа обратной связи по току и частоте вращения. Обоснован выбор распределения полюсов в контуре тока (один нуль вещественный положительный, а другой расположен в точке z-О). В качестве основного для исследования выбрано биномиальное распределение полюсов в контуре частоты вращения.

2. Произведен анализ динамических свойств контура тока. Проведен анализ возможности компенсации устойчивого нуля ОУ в контуре тока. В результате анализа динамических свойств сделан вывод о нежелательности такой компенсации, так как компенсируемый нуль неизбежно попадает в число полюсов ПФ замкнутой системы и вызывает субгармонические колебания. В случае г компенсации устойчивого нуля ОУ проведен анализ взаимного расположения нулей и полюсов ПФ замкнутой системы. Показано, что при выполнении условия |z,|>|z0| (5.2.4), а значит и выборе соответствующего быстродействия (г,- >1,33), влияние дополнительно полюса замкнутой системы на характер переходных процессов не будет существенным. В п. 5.3.1 аналогичные результаты получены для контура частоты вращения.

3. Проведен анализ влияния отклонения параметров ОУ контура тока на качество переходных процессов. Выявлена наибольшая чувствительность к вариации величины чистого запаздывания. Предложено ограничение быстродействия контура тока (тf >1,5) с целью уменьшения влияния вариаций параметров ОУ на качество регулирования. Предложены рекомендации проектировщику по рациональной настройке контура тока.

4. Произведен анализ динамических свойств контура частоты вращения. Проанализирован случай отказа от компенсации части устойчивых полюсов

ОУ. В результате анализа выявлено, что вопреки ожиданиям, отказ от компенсации части устойчивых полюсов приводит увеличению чувствительности системы к вариациям параметров ОУ и невозможности выбора произвольного быстродействия контура регулирования. Результат представлен в виде графиков в виде допустимых значений эквивалентной постоянной времени тш - f (Tt).

5. Проведен анализ возможности компенсации противоЭДС двигателя. Проведенный анализ показал, что введение дополнительной положительной ОС по противоЭДС двигателя существенно улучшает качество регулирования, не требует никаких аппаратных затрат и поэтому рекомендуется к применению. Рекомендуемое значение Кэдс = 0,7 - 0,9 в зависимости от параметров системы и ее быстродействия.

6. Проведен анализ влияния отклонения параметров ОУ контура частоты вращения на качество переходных процессов. Выявлена наибольшая чувствительность к вариации величины чистого запаздывания. Предложено ограничение быстродействия контура частоты вращения (та >1,5.2) и выбора вариантов синтеза (рис. 3.7.1), с целью уменьшения влияния вариаций параметров ОУ на качество регулирования.

Основные положения главы 5 опубликованы в [35, 36, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57].

t ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обзор литературы и анализ состояния проблемы цифрового управления системами электропривода показал необходимость развития методики синтеза цифровых систем электропривода методом полиномиальных уравнений. Кроме того, отсутствует прикладная система проектирования и исследования таких регуляторов, учитывающая влияние чистого запаздывания в канале управления, вносимого СП и микроЭВМ, особенности и дискретность СП, микроЭВМ, а также датчиков контролируемых координат электропривода. Была поставлена задача: развить существующую методику синтеза с целью обеспечения требуемого качества переходных процессов, быстродействия, статической и динамической точности, грубости спроектированной системы и разработать прикладную систему проектирования СЭМУ методом полиномиальных уравнений. После проведения исследования по теме "Автоматизированное проектирование и исследование микропроцессорных регуляторов частоты вращения электропривода постоянного тока" получены следующие результаты. > 1. Разработан подход к построению цифровой системы электропривода как системы с двумя периодами дискретности: периодом коммутации силового преобразователя и периодом прерывания управляющей ЭВМ, на основе которого предложена методика расчета дискретных ПФ ОУ. Произведен практический расчет ПФ ОУ к контурах тока и ЧВ при регулировании по мгновенным, средним за последний ПК в ПП или за весь ПП значениям.

2. Разработана одноэтапная процедура синтеза цифровых регуляторов методом полиномиальных уравнений, обеспечивающая рациональную процедуру компенсации влияния чистого запаздывания при одновременном обеспечении заданного порядка астатизма, требуемого качества переходных процессов и быстродействия.

3. Разработан способ понижения (редуцирования) порядка микропроцессорных регуляторов частоты вращения электропривода постоянного тока для ряда практически значимых случаев. Получены аналитические выражения для их реализации в виде передаточных функций и графиков решения трансцендентных уравнений.

4. Получены аналитические выражения, связывающие коэффициенты характеристического полинома дискретных систем с параметрами его аналогового прототипа для популярных в практике электропривода стандартных распределений полюсов. Установлено, что близость огибающих дискреты в ЛИС к процессам в ЛНС зависит от величины эквивалентной относительной постоянной времени т0. Эмпирически найден предел для относительной эквивалентной постоянной времени т0, которая не должна быть меньше 0,4.

5. Разработана концепция построения системы автоматизированного синтеза микропроцессорных регуляторов, реализованная в виде компьютерной программы, поддерживающей следующие возможности: ввод параметров ОУ; поочередный синтез регуляторов тока и частоты вращения в соответствии с желаемым порядком астатизма, распределением полюсов и быстродействием; расчет переходных процессов в синтезированных контурах регулирования и сохранение его результатов в виде коллекции. Система автоматизированного синтеза имеет ряд особенностей: за счет аналитического решения уравнений состояния на ПК СП удалось значительно (на 2.3 порядка) ускорить расчет переходных процессов; численное решение полиномиальных уравнений позволило на основе единой процедуры осуществить синтез как для заранее известных (и заложенных в САС) распределений полюсов, так и для любых распределений, заданных пользователем. В результате предлагаемая САС имеем значительные преимущества при проектировании данного класса систем по сравнению с использованием универсальных программных продуктов (MathCAD, MathLab и др.) и позволяет существенно сократить цикл проектирования.

8. Многократно проведенные циклы синтеза и анализа цифровых систем регулирования частоты вращения показали эффективность разработанной системы автоматизированного синтеза и справедливость сформулированных в диссертации теоретических положений.

Все выше сказанное позволяет утверждать, что разработанная система автоматизированного синтеза и уточненная методика синтеза микропроцессорных регуляторов обеспечивает высокие статические и динамические показатели проектируемых СЭМУ.

Результаты диссертационной работы использованы в разделе "Проектирование микропроцессорных регуляторов промышленных электроприводов" учебной программы дисциплины "Микропроцессорные средства и системы в электроприводе и технологических комплексах" Красноярского государственного технического университета, методика проектирования и разработанная система автоматизированного синтеза микропроцессорных регуляторов промышленных электроприводов используется при курсовом и дипломном проектировании студентов специальности 180400- "Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов", а также при разработке системы управления электроприводами летучих ножниц прокатного стана в ЗАО "Краспромавтоматика" (г. Красноярск), (см. прил. 1).

Библиография Молодецкий, Виктор Борисович, диссертация по теме Электротехнические комплексы и системы

1. Цыпкин, Я. 3. Теория линейных импульсных систем / Я. 3. Цыпкин. М.: Физматгиз, 1963.-968с.

2. Перельмутер, В. М. Цифровые системы управления тиристорным электроприводом/ В. М. Перельмутер, А.К.Соловьев.- Киев: Техника, 1983. — 104с.

3. Цифровые электроприводы с транзисторными преобразователями / С. Г. Герман-Галкин, В. Д. Лебедев, Б. А. Марков, Н. И. Чичерин. Л.: Энергоиздат, 1986. - 248с.

4. Проектирование электроприводов: Справочник / Под ред.

5. A. М. Вейнгера. Свердловск: Средне-Уральское кн. изд., 1980. - 160с.

6. Залялеев, С. Р. Проектирование микропроцессорных регуляторов промышленных электроприводов: Учебное пособие / С. Р. Залялеев. Красноярск, КГТУ. 1995.- 199с.

7. Шипилло, В. П. Автоматизированный вентильный электропривод /

8. B. П. Шипилло. -М.: Энергия, 1969. 400с.

9. Джури, Э. Импульсные системы автоматического регулирования / Э. Джури. М.: Физматгиз, 1963. - 455с.

10. Шипилло, В. П. Исследование процессов в замкнутых вентильных системах методом Z-преобразования / В. П. Шипилло. // Электричество.- 1969. — №11.-С. 63-70.

11. Перельмутер, В. М. Системы управления тиристорными электроприводами постоянного тока / В. М. Перельмутер, В. А. Сидоренко. М.: Энергоиздат, 1988.-304с.

12. Решмин, Б. И. Проектирование и наладка систем подчиненного регулирования электроприводов / Б. И. Решмин, Д. С. Ямпольский. М.: Энергия, 1975.- 184с.

13. Сигалов, Г. Г. Основы теории дискретных систем управления/ Г. Г. Сигалов, JI. С. Мадорский. Минск: Вышэйшая школа, 1973. — 336с.

14. Куо, Б. Теория и практика проектирования цифровых систем управления / Б. Куо. М.: Машиностроение, 1986. - 449с.

15. Кузин, JI. Т. Расчет и проектирование дискретных систем управления/ JL Т. Кузин. М.: Машгиз, 1962. - 683с.

16. Ту, Ю. Т. Цифровые и импульсные системы автоматического управления / Ю. Т. Ту. М.: Машиностроение, 1964. - 704с.

17. Красовский, А. А. Основы автоматики и технической кибернетики/

18. A. А. Красовский, Г. С. Поспелов. М.: Госэнергоиздат, 1962. - 600с.

19. Рубинчик, А. М. Приближенный метод оценки качества регулирования в линейных системах / А. М. Рубинчик // Устройства и элементы теории автоматики и телемеханики. Сборник научных работ. -М.: Машгиз, 1952. -С. 33-45.

20. Яворский, В. Н. Проектирование нелинейных следящих систем/

21. B. Н. Яворский, В. И. Макшанов, В. П. Ермолин. JL: Энергия, 1978. - 208с.

22. Залялеев, С. Р. Микропроцессорное управление электроприводами: Учебное пособие. / С. Р. Залялеев. Красноярск, КГТУ. 1989. 145с.

23. Файнштейн, В. Г. Микропроцессорные системы управления тиристорны-ми электроприводами / В. Г. Файнштейн, Э. Г. Файнштейн. М.: Энергоатом-издат, 1986.-240с.

24. Ишматов, 3. Ш. Тиристорный электропривод постоянного тока с прямым микропроцессорным подчиненным регулированием координат: Дисс. . канд. техн. наук / 3. Ш. Ишматов. Свердловск, 1987. 243с.

25. Решмин, Б. И. Проектирование и наладка систем подчиненного регулирования электроприводов/ Б. И. Решмин, Д. С. Ямпольский. М.: Энергия, 1975.- 184с.

26. Ишматов, 3. И. Использование метода полиномиальных уравнений для синтеза микропроцессорных систем управления электроприводами / 3. И. Ишматов // Электротехника. 2003. - №6. - С. 33-39.

27. Бесекерский, В. А. Теория систем автоматического регулирования / В. А. Бесекерский, Е. П. Попов. М.: Наука, 1975. - 768с.

28. Ишматов, 3. Ш. О некоторых особенностях синтеза алгоритмов управления частотно-регулируемым асинхронным электроприводом / 3. Ш. Ишматов // Электротехника. 1998. - №8. - С. 16-18.

29. Ишматов, 3. Ш. Синтез микропроцессорных систем управления асинхронным электроприводом с применением метода полиномиальных уравнений / И. Я. Браславский, А. М. Зюзев, 3. Ш. Ишматов, С. И. Шилин // Электротехника. 1998. - №6. - С. 20-24.

30. Залялеев, С. Р. Редуцированные микропроцессорные регуляторы частоты вращения / С. Р. Залялеев, В. Б. Молодецкий // Управление в системах: Вестник Иркутск, государств, техн. универ. Сер. Кибернетика. Вып. 3. Иркутск, 2000. -С. 68-77.

31. Мудров, А. Е. Численные методы для ПЭВМ на языках Бейсик, Фортран и Паскаль / А. Е. Мудров. Томск: МП «Раско», 1991г. - 272с.

32. Топчеев, Ю. И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования: Учеб. пособие для втузов / Ю. И. Топчеев. М.: Машиностроение, 1989.-752с.

33. Стрейц, В. Метод пространства состояния в теории дискретных линейных систем управления / В. Стрейц. Пер. с англ. Под ред. Я. 3. Цыпкина. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985. - 296с.

34. Макаров, И. М. Таблица обратных преобразований Лапласа и обратных Z-преобразований. Дробно-рациональные изображения / И. М. Макаров, Б. М. Менский. М.: Высшая школа, 1978. - 247с.

35. Выгодский, М. Я. Справочник по элементарной математике / М. Я. Выгодский. СПб.: Союз, 1997. - 336с.

36. Данко, П. Е. Высшая математика в упражнениях и задачах: Учебное пособие для студентов втузов / П. Е. Данко, А. Г. Попов, Т. Я. Кожевникова // В 2-х ч. Ч. 1. 4-е изд., испр. и доп. М: Высшая школа, 1986. -304с.

37. Данко, П. Е. Высшая математика в упражнениях и задачах: Учебное пособие для студентов втузов / П. Е. Данко, А. Г. Попов, Т. Я. Кожевникова. // В 2-х ч. Ч. 2. 4-е изд., испр. и доп. М: Высшая школа, 1986. - 415с.

38. Макаров, И. М. Линейные автоматические системы: элементы теории, методы расчета и справочный материал / И. М. Макаров, Б. М. Менский // 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1982.

39. Чиликин, М. Г. Общий курс электропривода / М. Г. Чиликин, А. С. Сандлер. -М.: Энергоиздат, 1981.

40. Воронов, А. А. Теория автоматического управления (ч. 1 и ч. 2) / А. А. Воронов и др. М.: Высшая школа, 1986.

41. Залялеев, С. Р. Система автоматизированного проектирования микропроцессорных регуляторов / С. Р. Залялеев, В. Б. Молодецкий // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. трудов. Выпуск 4. Магнитогорск: МГТУ, 1998. - С. 168-172.

42. Молодецкий, В. Б. Программный комплекс "Электропривод постоянного тока с прямым подчиненным микропроцессорным управлением" /

43. С. Р. Залялеев, В. Б. Молодецкий // Свидетельство РФ о регистрации программы для ЭВМ № 2005610038. М.: РОСПАТЕНТ, 11 января 2005г.

44. Залялеев, С. Р. О применении метода полиномиальных уравнений для синтеза непрерывных систем электропривода / С. Р. Залялеев // Электротехника. 1998. -№2. -С. 48-53.

45. Ишматов, 3. Ш. Использование метода полиномиальных уравнений для синтеза систем управления асинхронными электроприводами / 3. Ш. Ишматов, М. А. Волков, А. В. Кириллов, Ю. В. Плотников // Электротехника. 2004. -№9.-С. 29-33.

46. Залялеев, С. Р. Дискретная модель системы электропривода постоянного тока / С. Р. Залялеев, В. И. Иванчура, В. Б. Молодецкий // Электронные и электромеханические системы и устройства: Тезисы докладов XV НТК ГНПП. — Томск: Полюс, 1996. С. 169-170.

47. Ключев, В. И. Теория электропривода / В. И. Ключев. М.: Энергоатом-издат, 1985. -560с.

48. Ковчин, С. А. Теория электропривода: Учебник для вузов / С. А. Ковчин, Ю. А. Сабинин. СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отделение, 2000. - 496с.

49. Иванов, В. А. Теория дискретных систем автоматического управления / В. А. Иванов, А. С. Ющенко. М.: Наука, 1983. - 336с.

50. Сигалов, Г. Г. Основы теории дискретных систем управления / Г. Г. Сигалов, А. В. JIooc. Минск: Вышейшая школа, 1973. - 336с.

51. Цифровые системы управления электроприводами / А. А. Батоврин, П. Г. Дашевский, В. Д. Лебедев, Б. А. Марков, Н. И. Чичерин. Л.: Энергия, 1977.-256с.

52. Гусев, В. Г. Методы исследования точности цифровых автоматических систем / В. Г. Гусев. М.: Наука, 1973. - 400с.

53. Пятибратов, Г. Я. Влияние противоЭДС двигателя на демпфирование электроприводом колебаний упругих механизмов / Г. Я. Пятибратов // Изв. вузов. Электромеханика. 2001. - №3. - С. 53-59.

54. Коровин, Б. Г. Компенсация нелинейности управляемого выпрямителя в микропроцессорной системе управления электроприводом / Б. Г. Коровин // Электричество. 1991. - №1. - С. 80-81.

55. Водовозов, В. М. Имитационное моделирование систем электропривода / В. М. Водовозов //Электричество. 1991. -№9. - С. 51-54.

56. Коцегуб, П. X. Синтез двукратно интегрирующей цифровой системы подчиненного регулирования электропривода с двумя периодами квантования/

57. П. X. Коцегуб, В. А. Баринберг// Изв. Вузов. Электромеханика. 1991. - №9. -С.11-17.

58. Алферов, В. Г. Использование метода корневого годографа и пары доминирующих корней при оценке динамических свойств / В. Г. Алферов, Ку-анг Фук Ха // Электротехника. 1993. - №6. - С. 29-32.

59. Чаплыгин, Е. Е. Микропроцессорное управление выпрямителем с параметрическими обратными связями / Е. Е. Чаплыгин, 3. В. Бруякина // Электричество. 1994. - №2. - С. 51-56.

60. Браславский, И. Я. Микропроцессорный контроллер для управления позиционным асинхронным электроприводом с тиристорным преобразователем напряжения / И. Я. Браславский, А. М. Зюзев, С. И. Шилин // Электротехника. -1994.-№7.-С. 20-22.

61. Тарарыкин, С. В. Определение размерности вектора состояния при синтезе управляемых динамических систем / С. В. Тарарыкин, В. В. Тютиков // Известия вузов. Электромеханика. 1995. -№1-2. - С. 69-74.

62. Тютиков, В. В. Дискретное модальное управление динамическими системами с заданной статической точностью / В. В. Тютиков, С. В. Тарарыкин, Е. А. Варков // Электротехника. 2003. - №7. - С .2-6.

63. Кобелев, А. С. Методология построения интегрированных моделей асинхронных двигателей для интеллектуальных САПР / А. С. Кобелев // Электротехника. 2004. - №5. - С. 2-6.

64. Программный комплекс для исследования эксплуатационных режимов электроприводов буровых установок / А. М. Зюзев, В. М. Липанов, В. П. Метельков, В. Н. Поляков, А. С. Попов, В. Ф. Шутько // Электротехника. 2003. - №7. - С. 25-31.

65. Разработка и применение программных средств для исследования систем электропривода / М. Ю. Бородин, А. М. Зюзев, А. В. Костылев, В. П. Метельков, В. Н. Поляков // Электротехника. 2004. - №9. - С. 50-57.

66. Ишматов, 3. Ш. Основные результаты разработки и исследования цифровых систем управления электроприводами / 3. Ш. Ишматов // Электротехника. 2004. - №.9. - С. 17-20.

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

68. Коцегуб, П. X. Компенсация запаздывания в контуре регулирования скорости системы вентильного привода с прямым цифровым управлением / П. X. Коцегуб // Изв. Вузов. Электромеханика. 1997. - №3. - С. 55-58.

69. Казаков, Ю. Б. САПР машин постоянного тока на основе декларативных знаний с динамически формируемым алгоритмом расчета / Ю. Б. Казаков, А. И. Тихонов // Электротехника. 1997. - №.4. - С. 30-32.

70. Волков, А. И. Алгоритмы регулирования и структуры микропроцессорных систем управления высокодинамичными электроприводами / А. И. Волков // Электротехника. 1998. - №8. - С. 10-16.

71. Браславский, И. Я. Принципы построения микропроцессорной системы управления частотно-регулируемым асинхронным электроприводом насоса/

72. И. Я. Браславский, 3. Ш. Ишматов, Е. И. Барац // Электротехника. 1998. -№8.-С. 6-10.

73. Терехов, В. М. Некоторые аспекты применения фаззи-управления в электроприводах/ В.М.Терехов, Е.С.Владимирова// Электричество.- 1999. — №9.-С. 34-38.

74. Акимов, Л. В. Динамика однократно-интегрирующей СПР положения с обобщенным наблюдателем состояния контура регулирования скорости в режиме малых перемещений / Л. В. Акимов, В. И. Колотило // Изв. вузов. Электромеханика. 2000. - №1. - С. 60-65.

75. Миронов, Л. М. Имитационное моделирование электропривода постоянного тока / Л. М. Миронов, С. Г. Постников // Вестник МЭИ. 2000. - №4. -С. 61-68.

76. Акимов, Л. В. Синтез статической СПР скорости двухмассового неустойчивого, под влиянием отрицательного вязкого трения, объекта методом полиномиальных уравнений / Л. В. Акимов, В. И. Колотило // Электротехника. -2000.-№.5.-С. 11-17.

77. Терехов, В. М. Фаззи-логика в электротехнике/ В.М.Терехов// Электричество. 2000. - №.11. - С. 59-64.

78. Тарарыкин, С. В. Проектирование цифровых полиномиальных регуляторов электромеханических систем / С. В. Тарарыкин, В. В. Тютиков, Н. В. Салахутдинов // Электричество. 2000. - №.12. - С. 33-39.

79. Седов, А. В. Уточнение теоремы дискретизации и формулы восстановления сигнала по дискретным отсчетам / А. В. Седов // Изв. вузов. Электромеханика. 2001. - №2. - С. 52-59.

80. Поляк, Б. Т. Минимизация перерегулирования в линейных дискретных системах регуляторами низкого порядка / Б. Т. Поляк, О. Н. Киселев // Автоматика и телемеханика. 2001. - №4. - С. 98-108.I

81. Тарарыкин, С. В. Последовательное проектирование и отладка микропроцессорных систем управления / С. В. Тарарыкин, А. П. Бурков, А. В. Волков // Приводная техника. 2002. - №1(35). - С. 23-29.

82. Акимов, JI. В. Синтез статического и астатического регуляторов ЭДС для двухконтурных двухмассовых и одномассовых электроприводов с нелинейной реактивной нагрузкой / Л.В.Акимов, А. В. Пирожок// Электротехника. 2002. -№.9. - С. 28-37.

83. Ким, Д. П. Синтез регулятора максимальной степени устойчивости / Д. П. Ким // Приводная техника. 2003. - №.1(41). - С. 21-26.

84. Тютиков, В. В. Синтез систем модального управления заданной статической точности / В. В. Тютиков, С. В. Тарарыкин, Е. В. Красильникъянц, Н. В. Салахутдинов // Электротехника. 2003. - №.2. - С. 2-7.

85. Акимов, Л. В. Синтез статических регуляторов положения для двухмассового электропривода ТРН-АД с нелинейной нагрузкой / Л. В. Акимов, В. Т. Долбня, А. В. Пирожок // Электротехника. 2003. - №2. -С. 12-19.

86. Широков, Л. А. Программная коррекция данных при вводе непрерывной информации в микропроцессорных системах управления / Л. А. Широков, Н. М. Легкий // Приводная техника. 2003. - №3(43). - С. 5257.

87. Акимов, Л. В. Синтез полиномиальным методом с использованием цепных дробей регулятора скорости для исходно-неустойчивого ДЭМО с электроприводом ТПН-АД/ Л.В.Акимов, В.В.Воинов, В. Т. Долбня, А. В. Пирожок // Электротехника. 2003. - №3. - С. 20-25.

88. Матвеев, В. В. О синтезе системы с нулями по методу стандартных коэффициентов / В. В. Матвеев // Вестник МЭИ. 2003. - №3. - С. 11-114.

89. Тарарыкин, С. В. Независимое формирование статических и динамических показателей систем модального управления / С. В. Тарарыкин,

90. B. В. Тютиков, Д. Г. Котов // Электричество. 2004. - №11. - С. 56-62.

91. Котов, Д. Г. Синтез регуляторов состояния для систем модального управления заданной статической точности / Д. Г. Котов, В. В. Тютиков,

92. C. В. Тарарыкин // Электричество. 2004. - №.8. - С. 32-43.

93. Степанов, М. Ф. Анализ и синтез систем автоматического управления в программной среде "Инструмент-ЗМ-И" / М. Ф. Степанов // Изв. вузов. Приборостроение. 2004. - №6. - С. 27-30.

94. Залялеев, С. Р. Синтез цифровых систем с заданным порядком аста-тизма на основе принципа модального управления / С. Р. Залялеев,

95. A. Н. Пахомов // Изв. вузов. Электромеханика. 2004. - №4. - С. 28-35.

96. Башарин, А. В. Новые принципы построения цифровых систем управления электроприводами на микропроцессорной основе / А. В. Башарин, Л. П. Козлова, С. Б. Федотовский // Электротехника. 1994. - №2. - С. 54-58.

97. Шипилло, В. П. Устойчивость замкнутых систем с широтно-импульсными преобразователями / В. П. Шипилло, И. И. Чикотило // Электричество. 1978. -№1. - С. 54-58.

98. Нейдорф, Р. А. Эффективная оценка интервала дискретизации для систем микропроцессорного управления / Р. А. Нейдорф // Изв. вузов. Электромеханика. 2001. - №2. - С. 48-51.

99. Долгин, В. П. Метод построения рекуррентного алгоритма численной имитации непрерывного динамического объекта/ В. П. Долгин// Электронное моделирование. 2001. Т.23. - №1. - С. 14-30.

100. Миронов, В. Г. Основы технологии цифровой обработки сигналов. Ч.З. Определение передаточных функций цифровых фильтров /

101. B. Г. Миронов // Электричество. 2002. - №2. - С. 57-67.

Похожие работы

Электротехника
05.09.00