Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Шафрайчук Алексей Александрович. Повышение эффективности прогнозирования динамических режимов в автоматизированном электроприводе постоянного тока с импульсным управлением : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.06 : Орел, 2004 161 c. РГБ ОД, 61:04-5/3005

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы. В настоящее время электроприводы (ЭП) постоянного тока находят широкое применение в различных отраслях промышленности (металлургическая, добывающая, целлюлозно-бумажная, крановые электроприводы, электроприводы станков с ЧПУ и промышленных роботов, конвейеров и пр.) и, прежде всего, на электротранспортных средствах. Причем, на электротранспортных средствах (городской транспорт: трамваи, троллейбусы, а также электропогрузчики, транспортные средства, обслуживающие аэропорты, эскалаторы и пр.) широкое применение находят ЭП постоянного тока с импульсным управлением, в том числе с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Сложная внутренняя структура этих систем, наряду с их существенной нелинейностью, обуславливает возможность появления в их динамике субгармонических и апериодических колебаний. Возможность возникновения субгармонических и апериодических колебаний в динамике ЭП с импульсным управлением отмечается многими исследователями (Коськин ОА, Трахтман Л.М., Колоколов Ю.В., Кос-чинский С.Л., Chen J.H., Chau К.Т., Siu S.M. и др.). Появление субгармонических и апериодических динамических режимов в ЭП с импульсным управлением приводит к существенному ухудшению качества преобразования энергии и может привести к аварийным ситуациям.

Известны работы [Колоколов Ю.В., Косчинский С.Л., Chen J.H., Chau К.Т. и др.], рассматривающие с различных сторон, как теоретически, так и экспериментально, сложную динамику ЭП постоянного тока с импульсным управлением. Однако, экспериментальные данные в этих работах могут только претендовать на качественное соответствие с теоретическими результатами, что не дает возможности эффективного использования результатов данных работ при прогнозировании возникновения нежелательных динамических режимов в указанных системах. В связи с этим очевидна необходимость в разработке более эффективных методик экспериментального исследования динамики ЭП с импульсным управлением, а также использовании математических моделей, более точно описывающих динамику этих систем.

Целью диссертационной работы является: повышение эффективности прогнозирования и идентификации динамических режимов в автоматизированном ЭП постоянного тока с импульсным управлением путем формирования новых методик экспериментальных исследований динамики и использования более точных математических моделей.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

— провести анализ причин смены динамических режимов в автоматизиро
ванном ЭП постоянного тока с импульсным управлением;

1Ш4Э.

- разработать более точные математические модели автоматизированного
ЭП постоянного тока с ШИМ для про ">д,""іі пигтамических рм о в в
ЭП; СОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ '

исследование параметрической чувствительности положения границы потери устойчивости синхронного динамического режима ЭП постоянного тока с ШИМ;

экспериментальные исследования динамики автоматизированного ЭП постоянного тока с ШИМ, направленные на оценку точности прогнозирования динамических режимов ЭП;

экспериментальные исследования влияния сложных динамических режимов в автоматизированном ЭП постоянного тока с ШИМ на энергетические показатели системы.

Методы и средства исследования. Для решения указанных задач в работе использованы методы теории нелинейных динамических систем, теории автоматизации. При реализации математических моделей ЭП использовались численные методы решения систем дифференциальных уравнений, матричного исчисления, итерационные методы решения систем нелинейных дифференциальных уравнений с использованием ЭВМ. Экспериментальная часть работы выполнена на экспериментальной установке мощностью 1,4 кВт (кафедра ПТЭиВС ОрелГТУ).

Научные положения, выносимые на защиту:

кусочно-линейные математические модели ЭП постоянного тока с ШИМ, учитывающие внутреннее сопротивление источника питания, а также параметры ключевого элемента и диода силовой части ЭП;

методика анализа параметрической чувствительности положения границы потери устойчивости синхронного динамического режима ЭП постоянного тока с ШИМ;

алгоритмы экспериментальной идентификации динамики ЭП методами бифуркационных диаграмм и сечений Пуанкаре;

- алгоритм экспериментальной идентификации пульсационных потерь
мощности в электродвигателе ЭП постоянного тока с импульсным управлением
при различных типах динамических режимов ЭП;

-результаты экспериментальных исследований динамики ЭП постоянного тока с ШИМ.

Научная новизна результатов диссертационной работы состоит в том, что:

разработаны и применены кусочно-линейные математические модели ЭП постоянного тока с ШИМ, учитывающие внутреннее сопротивление источника питания, а также параметры ключевого элемента и диода силовой части ЭП;

разработана методика анализа параметрической чувствительности положения границы потери устойчивости синхронного динамического режима ЭП постоянного тока с ШИМ;

разработаны и реализованы алгоритмы экспериментальной идентификации динамики автоматизированного ЭП постоянного тока с ШИМ методами бифуркационных диаграмм и сечений Пуанкаре;

-разработан и реализован алгоритм экспериментальной

идентификации пульсационных потерь мощности в электродвигателе ЭП постоянного тока с импульсным управлением при различных типах динамических режимов ЭП.

Практическая ценность и реализация результатов работы:

- предлагаемые в диссертационной работе математические модели ЭП постоянного тока с ШИМ, учитывающие внутреннее сопротивление источника питания, а также параметры ключевого элемента и диода силовой части ЭП, позволяют более точно прогнозировать нежелательные динамические режимы в ЭП постоянного тока с ШИМ с низким напряжением питания;

-даны методические рекомендации для проведения экспериментальных исследований динамики ЭП постоянного тока с импульсным управлением;

-результаты диссертационной работы используются для проведения научных исследований сотрудников, аспирантов и студентов ОрелГТУ.

Апробация работы. Научные и практические результаты диссертационной работы обсуждались на международных школах-семинарах "Перспективные системы управления на железнодорожном, промышленном и городском транспорте" (Алушта (Украина), 2001-2003); на 1-й - региональной интернет-конференции "Энерго- и ресурсосбережение - XXI век" (Орел, ОрелГТУ, 2001); региональных научно-технических конференциях "Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве" (Воронеж, ВГТУ, 2002-2003); научных семинарах кафедры ПТЭиВС (ОрелГТУ) в 2000-2004 г.

Публикации. По результатам исследований по теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Личный вклад автора в работах, написанных в соавторстве, заключается в следующем:

[1] - разработка структуры экспериментальной установки для исследования динамики ЭП постоянного тока с ШИМ и системы управления генератором постоянного тока экспериментальной установки, позволяющей регулировать величину нагрузки на валу электродвигателя посредством ЭВМ; [3] - разработаны алгоритмы сбора и обработки экспериментальных данных при исследовании динамики ЭП постоянного тока с ШИМ; [4] - разработан управляемый импульсный источник тока возбуждения генератора экспериментальной установки; предложены алгоритмы сбора и обработки экспериментальных данных при оценке точности прогнозирования динамических режимов в ЭП постоянного тока с ШИМ; [6] - предложен и реализован алгоритм экспериментальной идентификации динамики ЭП постоянного тока с импульсным управлением методом сечения Пуанкаре.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников, включающего 103 наименования и 10 приложений. Основная часть работы изложена на 142 страницах машинописного текста, включая 63 рисунков, 18 таблиц. Общий объем диссертации 161 страниц.

Подобные работы
Тугарев Алексей Святославович
Исследование динамики многорежимных систем тяговых электроприводов постоянного тока с широтно-импульсным управлением
Свиридков Иван Васильевич
Повышение эффективности использования гибких производственных систем за счет введения в их состав универсального оборудования с ручным и механическим управлением
Нгуен Куанг Хынг
Управление двигателем постоянного тока на скользящих режимах
Рожков Владимир Николаевич
Методы повышения эффективности управления технологическими процессами районных тепловых станций
Ермолаев Вячеслав Иванович
Повышение эффективности управления на автоматизированных профилегибочных машинах за счет уточнения математической модели процесса формообразования и оперативной коррекции управляющих программ
Суханова Наталия Вячеславовна
Совершенствование и повышение эффективности микропроцессорных систем управления оборудованием на основе методов оценки и контроля надежности
Рохин Олег Викторович
Повышение эффективности фрезерования крупногабаритных фасонных деталей на основе автоматизированного управления режимами резания
Домрачев Фёдор Иванович
Повышение эффективности технологического проектирования на основе классификации изделий
Землянухин Михаил Владимирович
Повышение эффективности АСУ противопожарной защитой АЭС на основе совершенствования средств обнаружения пожара
Истомин Алексей Сергеевич
Повышение эффективности автоматизированного контроля процесса осаждения тонких пленок на основе емкостного метода

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net