Клименко Юрій Михайлович. Розробка і дослідження асинхронних електроприводів з векторним полеорієнтованим керуванням багатомірними ковзними режимами та ідентифікацією координат

Короткий опис

Клименко Юрій Михайлович. Розробка і дослідження асинхронних електроприводів з векторним полеорієнтованим керуванням багатомірними ковзними режимами та ідентифікацією координат. : Дис... канд. наук: 05.09.03 2007

Клименко Юрій Михайлович.Розробка і дослідження асинхронних електроприводів з векторним полеорієнтованим керуванням, багатомірними ковзними режимами та ідентифікацією координат. - Рукопис
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.03 електротехнічні комплекси та системи Одеський національний політехнічний університет, м. Одеса, 2007.
Дисертацію присвячено розв’язанню науково-практичної задачі створення асинхронних електроприводів для електромеханічних систем точного відтворення складних рухів антенних установок, радіолокаційних станцій, дзеркал радіотелескопів, радіотехнічних комплексів навігації, спеціалізова-них пристроїв військової техніки, що здійснюють пошук, наведення й авто-супровід рухливих об'єктів. В роботі здійснена розробка, дослідження й практична реалізація глибокорегульованих асинхронних електроприводів, у яких необхідна динамічна точність відтворення задавальних впливів, низька чутливість до параметричних і координатних збурень, можливість компенсації дії пружних властивостей передавальних пристроїв, досягаються застосуванням принципів векторного полеорієнтованого керування й активного демпфування пружних коливань, синтезом системи в класі нелінійних систем з розривним керуванням, організацією багатомірних ковзних режимів в контурах керування при замиканні останніх як по реально вимірюваним, так і по спостережуваним координатам.

Виконані в дисертаційній роботі дослідження асинхронних електроприводів механізмів точного відтворення складних рухів, дозволяють зробити наступні висновки:
1. Висока якість відпрацьовування впливів завдання в АЕП з векторним полеорієнтованим керуванням, асимптотично стійкі перехідні процеси, низька чутливість до дії широкого спектру дестабілізуючих факторів досягаються в системах з розривним керуванням за умов організації в системі багатомірних ковзних режимів, досягнення сталого нульового значення координат збуренного руху в контурах регулювання.
2. Формування багатомірних ковзних режимів релейних систем з підлеглим регулюванням досягнуто застосуванням методу еквівалентного керування шляхом поділу різнотемпових рухів у зовнішніх і внутрішніх контурах регулювання на «високочастотні» і «низькочастотні» складові й використання останніх в якості задаючих впливів на входах регуляторів внутрішніх контурів.
3. Застосування в якості пристрою виділення еквівалентного керування прямої, замкненої по сигналу на її виході, моделі контура регулювання струму, яка має релейний регулятор і ланку обчислення струму з параметрами керованного КАД, дозволяє при синтезі алгоритмів керування не враховувати динаміку цієї моделі при роботі її регулятора в КР.
4. Розроблений спосіб формування еквівалентного керуючого впливу і регулятор на його основі, забезпечують високу динамічну точність його визначення незалежно від частоти КР.
5.Опис динаміки АЕП з ВПК вперше одержанною, узагальненою математичною моделлю дозволяє шляхом розв’язання задачі аналітичного конструювання регуляторів виконати структурно-алгоритмічний синтез системи зі структурою, уніфікованою для варіантів орієнтації координатного базису за одним з векторів потокозчеплень,або. Знайдено формули визначення коефіцієнтів в алгоритмах керування зміна яких дозволяє змінювати орієнтацію координатного базису системи.
6. Дослідженнями роботи АЕП з ВПУ і синтезованими алгоритмами керування доведена еквівалентність динамічних характеристик АЕП, отриманих при стабілізації модуля орієнтуючого вектора потокозчеплення для будь-яких варіантів орієнтації координатного базису.
7. Активне демпфування коливань пружного передавального пристрою здійснюєтся при синтезі алгоритмів керування регуляторами швидкості, пружного і електромагнітного момента, працюючих в КР на основі інформації спостерігачів координат, реалізованих на основі працюючих у реальному масштабі
часу прямих замкнутих динамічних моделей КАД при ВПК, постачених контурами стеження, які працюють в КР і забезпечують високу точність ідентифікації координат при варіаціях параметрів КАД.
8. Дослідженнями точності розроблених спостерігачів координат і оцінкою її впливу на ефективність розроблених структур систем підтверджена їхня низька чутливість до невідповідності параметрів КАД і спостерігачів координат.Визначено діапазони припустимих варіацій параметрів об'єкта керування, що істотно не впливає на динамічні й статичні показники систем ТВСР, у яких недоступні для безпосереднього вимірювання змінні стану ідентифікуються розробленими спостерігачами координат.
9. Значне підвищення частот ковзних режимів регуляторів зовнішніх контурів, забезпечення незалежності цих частот від глибини регулювання швидкості КАД і зниження амплітуди пульсацій регульованих координат досягнуто при використанні сигналів з виходів спостерігача координат в якості сигналів зворотних зв'язків контурів регулювання. Таке рішення дозволило забезпечити досягнення високих частот ковзних режимів регуляторів зовнішніх контурів без зміни частот внутрішніх контурів.
10. Формування струмів в обмотках КАД з низьким рівнем вищих гармонік, що визначають мінімальні пульсації електромагнітного моменту, забезпечення стійкості роботи електропривода з необхідною перевантажувальною здатністю по струму (моменту) у кожному із чотирьох квадрантів механічних характеристик досягнуто застосуванням уперше розробленого способу формування фазних струмів методом однополярної модуляції з релейними регуляторами, що працюють у ковзному режимі. Дослідженнями установлено зменшення кількості перемикань ключів перетворювача більш ніж на 60% у порівнянні з формувачами струмів із двухполярною модуляцією.
11. Розроблені в дисертації підходи до побудови асинхронних електроприводів з векторним полеорієнтованим керуванням, способи поліпшення процесів керування, результати оцінки ефективності прийнятих рішень на основі математичного моделювання й випробувань макетного зразка є прямим доказом перспективності впровадження результатів дисертаційної роботи.