Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка и исследование алгоритмов управления системой "Импульсный усилитель мощности - асинхронный двухфазный двигатель" Фам Туан Тхань

Разработка и исследование алгоритмов управления системой
<
Разработка и исследование алгоритмов управления системой Разработка и исследование алгоритмов управления системой Разработка и исследование алгоритмов управления системой Разработка и исследование алгоритмов управления системой Разработка и исследование алгоритмов управления системой Разработка и исследование алгоритмов управления системой Разработка и исследование алгоритмов управления системой Разработка и исследование алгоритмов управления системой Разработка и исследование алгоритмов управления системой Разработка и исследование алгоритмов управления системой Разработка и исследование алгоритмов управления системой Разработка и исследование алгоритмов управления системой
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Фам Туан Тхань. Разработка и исследование алгоритмов управления системой "Импульсный усилитель мощности - асинхронный двухфазный двигатель" : Дис. ... канд. техн. наук : 05.09.03 Москва, 2005 188 с. РГБ ОД, 61:05-5/2813

Содержание к диссертации

Список использованных сокращений 6

ВВЕДЕНИЕ 7

1.ОБЗОР МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОННЫМИ ДВУХФАЗНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ 20

1.1 .Амплитудный способ управления 21

1.2.Фазовый способ управления 23

1.3.Амплитудно-фазовый способ управления 23

1.4.Пространственный способ управления 24

1.5.Частотно-регулируемый способ управления 25

1.5.1.Управляемость АДД в установившихся режимах 25

1.5.2.Регулирование максимального момента 29

1.5.2.1 .Закон Is=const и fs=var 29

1.5.2.2.3aKOHlsrs=const 30

1.5.2.3.Закон 4/n=const 31

І.б.Сравнительньш анализ методов управления 32

1.7.Выводы по разделу 1 39

2.МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МЕХАТРОННОГО МОДУЛЯ НА ОСНОВЕ АСИНХРОННОГО ДВУХФАЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ 41

2.1.Блок мехатронного модуля 41

2.2.Математическая модель АДД как объекта управления 42

2.3.Математическая модель импульсного усилителя мощности 49

2.4.Математическая модель специализированного микроконтроллера 51

2.5.Выводы по разделу 2 59

З.АЛГОРИТМЫ КОММУТАЦИИ КЛЮЧЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИУМ ПРИ МИКРОПРОЦЕССОРНОМ УПРАВЛЕНИИ АСИНХРОННЫМИ ДВУХФАЗНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ 60

3.1.Совместное управление ключевыми элементами. Амплитудное управление с несимметричной коммутацией КЭ, реверсом по обмотке возбуждения и центрированной ШИМ 61

3.2.Совместное управление ключевыми элементами. Фазоимпульсное управление с симметричной коммутацией КЭ, реверсом по обмотке управления и фронтальным ШИМ 66

З.З.Совместное управление ключевыми элементами. Амплитудно-фазоимпульсное управление с несимметричной коммутацией КЭ, реверсом по обмотке управления и фронтальным ШИМ 71

3.4.Комбинированное управление ключевыми элементами. Амплитудное управление с энергосберегающей несимметричной коммутацией КЭ, реверсом по обмотке управления и центрированной ШИМ 74

3.5.Выводы по разделу 3 80

4.РЕЗУЛБТАТЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕХАТРОННОГО МОДУЛЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ УПРАВЛЕНИЯ 81

4.1.Непрерывное управление асинхронным двухфазным двигателем 83

4.1.1.Результаты моделирования, полученные при амплитудном управлении 86

4.1.2.Результаты моделирования, полученные при фазовом управлении 89

4.1.3.Результаты моделирования, полученные при амплитудно- фазовом управлении 91

4.1.4.Сравнение результатов моделирования при различных способах управления 92

4.2.Дискретное управление асинхронными двухфазными двигателями 95

4.2.1.Формирование блоков мехатронного модуля 96

4.2.1.1.Формирование модели блока СМК 97

4.2.1.2.Создание модели блока импульсного усилителя мощности 97

4.2.2.Амплитудное управление с несимметричной коммутацией КЭ, реверсом по обмотке управления и центрированной ШИМ 98

4.2.3.Фазоимпульсное управление асинхронными двухфазными двигателями с симметричной коммутацией КЭ, реверсом по обмотке управления и фронтальным ШИМ 100

4.2.4.Амплитудно-фазоимпульсное управление асинхронными двухфазными двигателями с несимметричной коммутацией КЭ, реверсом по обмотке управления и фронтальным ШИМ 101

4.3.Сравнение характеристик АДД при импульсном управлении 102

4.4.Сравнение между непрерывным управлением и импульсным управлением АДД 105

4.5.Выводы по разделу 4 107

5.РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ МРІКРОКОНТРОЛЛЕРА УПРАВЛЕНИЯ АДД ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ НА ОСНОВЕ ПРОГРАММИРУЕМЫХ ЛОГИЧЕСКИХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ 108

5.1.Устройства управления двигателями на основе микропроцессорных интегральных схем 108

5.2.0бобщенная структура микроконтроллера управления АДД 109

5.3.Формирование переменных и управляющих логических функций АДД с помощью методики и средств автоматизированного проектирования 111

5.3.1.Блок выделения модуля и знака из кода управления 113

5.3.2.Блок формирования логических переменных 115

5.3.3.Преобразователь код - широтно-импульсный сигнал 116

5.3.4.Блок мертвого времени 118

5.3.5.Блок формирования управляющих логических функций .121

5.4.Выводы по разделу 5 ...126

б.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ 127

6.1 .Постановка задачи 127

6.2.0писание экспериментального стенда 128

6.3.Экспериментальное исследование регулировочной характеристики АДД 132

6.4.Экспериментальное исследование механической характеристики АДД 136

6.4.1.Основные способы экспериментального определения механических характеристик двигателя 137

6.4.2.Статические методы измерения вращающих моментов двигателя 138

6.4.3.Динамические методы измерения вращающих моментов двигателя 139

6.5.Экспериментальное исследование определения динамических характеристик двигателя 140

б.б.Выводы по разделу 6 147

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 148

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 151

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 159

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 163

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 168 

Введение к работе

Одной из важных систем, используемых на самолете, корабле, автоматизированном производстве, является электропривод, в особенности следящий электропривод. Для высокоточных быстродействующих систем электроприводов в следящих приводах переменного тока, в качестве исполнительных двигателей (ИД), наряду с асинхронными трехфазными двигателями (АТД), используются асинхронные двухфазные двигатели (АДД). Эти двигатели получили большое распространение в следящих системах, в вычислительных устройствах, в системах автоматического регулирования. Их частота обычно находится в пределах от 50 до 1000 Гц, мощность от долей ватта до сотен ватт. Достоинствами АДД являются простота конструкции, а, следовательно, простота изготовления, а также, быстродействие, большой пусковой момент, широкий диапазон регулирования, малая мощность управления и отсутствие самохода по сравнению с АТД. Из-за отсутствия щеточно-коллекторного узла срок службы АДД зависит только от долговечности подшипников, и он значительно больше, чем у двигателя постоянного тока. Кроме этого, отсутствие искрения обеспечивает большую помехозащищенность. Основным недостатком АДД является малый коэффициент полезного действия (rj-20 40%). Следовательно, при одной и тоже мощности, размер АДД больше, чем размер двигателя постоянного тока в 2+4 раза. Таким образом, обычно создают АДД малой и средней мощности.

Конструктивно АДД состоит из статора и ротора [28, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72]. Статор АДД выполняется, как правило, в виде пакета изолированных листов электротехнической стали. В пазы статора уложены две обмотки, магнитные оси которых сдвинуты в пространстве на 90 . Одна из обмоток называется обмоткой возбуждения, а другая - обмоткой управления.

Ротор АДД, как правило, выполняется в виде полого немагнитного стакана из сплавов алюминия (двигатели ДИД, ДГ и др.) или в виде беличьего колеса (двигатели ДКМ, ДКИ и др.), или полого ферромагнитного или массивного ферромагнитного ротора.

Принцип действия АДД, как известно, основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля с токами, которые являются результатом наведения ЭДС в роторной обмотке от вращающегося магнитного поля. Для реверсирования АДД достаточно изменить направление вращения магнитного поля, что достигается изменением на 180° фазы напряжения на одной из обмоток АДД.

Вопросам проектирования и исследования АДД посвящены работы многих российских и других авторов.

К группе авторов, в работах которых рассмотрены вопросы проектирования и расчета основных параметров АДД относятся следующие.

• В работе [65] В. В. Хрущев обосновал выбор основных соотношений при проектировании управляемых двигателей переменного тока (ґ=400Гц), в особенности АДД с короткозамкнутым ротором, определил оптимальную геометрию, число полюсов и выбор геометрии ротора АДД с беличьей клеткой. Е. М. Лопухиным [66] рассмотрены теоретические основы проектирования исполнительных асинхронных конденсаторных двигателей с полым ротором. Метод автора основан на выборе в самом начале расчета оптимальных параметров, обеспечивающих требуемые выходные характеристики. Становится возможным решение задачи проектирования двигателей с заданными характеристиками. Особенностям расчета и анализу характеристик АДД промышленной частоты посвящена работа Е. Д. Несговорова. Ставится вопрос о разработке серий малогабаритных АДД при частоте 50 Гц, удовлетворяющих основным требованиям систем автоматики и следящего привода. В. В. Хрущев и В. М. Гандшу подробно рассмотрели графоаналитический критерий отсутствия самохода АДД при снятии сигнала с обмотки управления.

• Н. П. Ермолин, Е. Д. Несговоров, Е. М. Полухина [66] изучили основные принципы проектирования серии исполнительных конденсаторных асинхронных двигателей малой мощности с беличьей клеткой, особенности элек трического расчета АДД с короткозамкнутым ротором и опытное определение параметров АДД.

• В. Ю. Шишмарев [54], В. В. Маскаленко [73], П. С. Сергеев [64] посвятили работы структурам, свойствам и требованиям для различных типов АДД и проведению сравнительного анализа между собой их преимуществ и недостатков. В. И Попов [34], А. Л. Кислицын [10] исследовали электромагнитные параметры обмоток АДД и особенности математической модели двигателя.

• В работе [23] Ковалев Б. Ф. рассмотрел особенности распределения пульсирующих МДС и магнитных полей фаз в воздушном зазоре АДД с временной несимметрией. Взаимозависимые пульсирующие МДС и магнитные поля фаз представлены в виде совокупности независимых пульсирующих МДС и магнитных полей. Приведены результаты экспериментальных исследований.

Вопросам изучения способов управления АДД в качестве исполнительного двигателя переменного тока в следящих приводах посвящены работы следующих авторов.

• В. А. Полковников [72] представил две группы методов управления АДД. Методы первой группы основаны на управлении скоростью путем изменения степени эллиптичности магнитного поля машины. Амплитудный, фазовый и амплитудно-фазовый способ управления относятся к первой группе. Согласно методам второй группы управление скоростью ротора двигателя реализуется при сохранении кругового вращающегося поля машины. Ко второй группе относятся амплитудно-частотный, частотно-токовый и релейный методы управления.

• Б. И. Петров, Н. П. Паппе [78], В. П. Паппе, Н. Н. Папе, А. Н. Сперанский [56], Е. И. Баранчук, Е. Л. Коварская [53] изучили теорию и характеристики АДД, принцип действия основных усилительно-преобразовательных элементов привода с АДД. Показали релейные, импульсные приводы АДД с --транзисторными и тиристорными усилителями мощности, основанные на принципе аналогового управления.

• Б. И. Петров [28] изучил влияния различных факторов на характеристики АДД как исполнительного элемента следящего привода.

• М. М. Кацман [19] представил методику лабораторных исследований классических способов управления АДД: амплитудного, фазового и амплитудно-фазового. Получил экспериментальное подтверждение теоретических положений о свойствах АДД при указанных способах управления.

• К. Н. Борисов [29] изучил регулирование и реверсирование АДД с помощью дросселей (магнитных усилителей), с применением полупроводниковых устройств (электронного усилителя и триодов).

• А. И. Бертинов [65], Ю. С. Чечет [69], Е. В. Армейский, Г. Б. Фалк [71], В. В. Хрущев [70], Н. И. Волков и В. П. Миловзоров [74] посвятили работы изучению основ теории и классическим способам управления АДД, сравнению преимуществ и недостатков способов управления с помощью различных характеристик и показателей.

• К. Н. Борисов и В. А. Нагорский [78] посвятили работу вопросам регулирования скорости АДД с помощью электронного и полупроводникового усилителя. Схемы управления АДД основаны на базе аналоговых элементов.

Вместе с развитием компьютерных технологий появляются программные продукты многих фирм по различным областям, в том числе специальное программное обеспечение (ПО) для изучения и моделирования электрических машин: DesignLab, DS88, MATLAB SIMULINK, MathCAD и т.д. В работах следующих авторов представлены результаты изучения электрических машин и способов управления ими с помощью компьютерных программ.

• Работы Постникова В. А., Сыроежкина Е. В. [37, 38, 39] посвящены построению имитационных моделей АДД в программных продуктах DesignLab, MATLAB SIMULINK и MathCAD, и их использованию при моделировании АДД и электромеханических устройств. Приведены разработанные виртуальные схемы управления для этих моделей. Предложена методика - компиляции виртуальных схем управления имитационных моделей АДД в соответствии с заданными режимами работы.

• С. Г. Герман-Галкин [18, 46, 68], Г. А. Карданов [68] изучили и создали модели (где АДД является частным случаем) машин на основе математических выражений, моделей силовых преобразователей, автономных инверторов, регуляторов постоянного напряжения в пакете "MATLAB 6.0 - SIMULINfC\ Эти модели использованы при моделировании электрических машин и электромеханических устройств. Приведены разработанные виртуальные схемы управления для этих моделей.

В настоящее время имеет место быстрое развитие двух тенденций электронной техники. Во-первых, наблюдается стремительное улучшение характеристик, как микропроцессорных устройств, так и силовых полупроводниковых приборов. Во-вторых, постоянное совершенствование технических систем, повышение требований к стабильности, надежности и точности характеристик, снижению энергопотребления, массы и размеров. Обе тенденции являются предпосылками перехода от аналоговых систем приводов к цифровым. В 80х-90х годах появились работы, посвященные цифровому управлению АДД, в том числе микропроцессорной реализации широтно-импульсного метода управления АДД. К этой группе принадлежат следующие работы:

• Работы [7, 9] О. В. Горячева посвящены проблеме выбора алгоритмов коммутации КЭ, силовых ключей, цепей управления и векторного управления при широтно-импульсном управлении асинхронными двигателями.

• В работе [56] В. А. Сердюк рассмотрел вопросы проектирования преобразователей код - широтно-импульсная модуляция (ПКШИМ) для управления АДД.

• С. Г. Герман-Галкин посвятил работу [61] цифровым приводам с транзисторными преобразователями. В работе можно выделить два принципиально различных способа управления АДД: амплитудно-фазовое и частотное управления. Для различных способов управления автор представил функ --циональную схему, временную диаграмму напряжений на двигателе и алгоритм работы (соответствующие выражения напряжений).

• В работе [63] Б. Н. Попов разработал алгоритм амплитудного способа управления АДД с помощью микропроцессоров и получил аналитические зависимости управляющих логических функций для случая несимметричной коммутации КЭ, реверсом по обмотке управления и центрированной ШИМ.

• Владимир Вычужанин [57] исследовал схемы прямого цифрового управления АДД, состоящие из управляющей и силовой частей. Основным назначением управляющей части является преобразование заданного в цифровом коде сигнала регулирования в сигнал управления силовой частью. Для управления силовой частью исполнительного АДД предлагается устройство на основе ПЛИС.

По результатам исследований [56, 61, 63] и на практике показано, что в системах электроприводов для повышения точности, надежности и экономичности применяют полупроводниковые импульсные усилители мощности (ИУМ) и микропроцессорные устройства управления, в особенности микроконтроллеры. С появлением на рынке недорогих микропроцессорных устройств, ориентированных на управление различными типами двигателей [25,26], и программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) [35, 47, 81] стало возможным реализовать новые цифровые алгоритмы управления системой ИУМ-АДД, снижающие дополнительные потери мощности и увеличивающие ресурс работы систем электроприводов.

Однако, в работах [56], [61], [63], [18, 46, 68], посвященных цифровому управлению АДД, не рассмотрены вопросы фазового и амплитудно-фазового управления АДД, не получены коммутационные функции для этих методов, не проведен сравнительный анализ цифровой реализации амплитудного, фазового и амплитудно-фазового методов управления, не разработаны математические модели управляющих логических автоматов.

Таким образом, целью диссертационной работы является разработка и исследование цифровой реализации импульсных методов управления АДД.

Исследование и разработка алгоритмов управления системой "импульсный усилитель мощности - асинхронный двухфазный двигатель" являются актуальными задачами.

Постановка задачи. Достижения в области полупроводниковых технологий позволяют интегрировать двигатель (АДД), импульсный усилитель мощности (ИУМ) и управляющую часть в единое целое, получившее название мехатронный модуль. Мехатронный модуль является сложным электротехническим комплексом и, одновременно, подсистемой цифрового следящего привода (ЦСП), приведенного на рис. 1.

Где: ЦУМ - цифровая управляющая машина; АЦП - аналого-цифровой преобразователь; ИУМ - импульсный усилитель мощности; СМВ - специализированный микропроцессорный вычислитель; УЛА - управляющий логический автомат; Кв., Кс, Ку - коды, соответствующие входной, выходной координатам и код управления; Фс - угол поворота выходного вала двигателя; Ццв- напряжения, подаваемые на двигатель; CW- управляющее слово.

ЦУМ формирует сигнал входного кода, характеризующий закон движения (направление и скорость вращения) выходного вала двигателя и передает его как задающий сигнал на СМВ в виде двоичного кода Кв. СМВ принимает этот код Кв одновременно с другими сигналами, например сигналами от датчиков, сигналом кода обратной связи привода, формируемым с помощью АЦП. Из полученных сигналов СМВ формирует код ошибки между входным и выходным сигналами Ке = Кв-Кс, а затем код управления Ку. Дру гими словами, СМВ реализует определенные законы управления, например пропорционально-интегрально-дифференциальный (PID), законы адаптации, пересчет координат и т.д.

УЛА принимает код управления Ку, и на основе его формирует закон управления системой "ИУМ-АДД", т. е. временную циклическую последовательность управляющих слов (CW) в виде CW= UN\..U2 U1 . Каждый UI (І- і-ий ключевой элемент) является управляющей логической функцией и управляет одним ключевым элементом ИУМ. Таким образом, ИУМ формирует сигналы напряжений Uy, UB, прикладываемых к обмоткам исполнительного двигателя. При импульсном управлении среднее напряжение, прикладываемое к обмотке двигателя, определяется временными интервалами, в течение которых двигатель находится либо в двигательном, либо в тормозном режиме.

Исполнительный двигатель преобразует электрические сигналы Uy, UB в механическое перемещение, являющее углом поворота двигателя.

АЦП преобразует угол поворота выходного вала в соответствующий сигнал Кс кода обратной связи.

Мехатронный модуль на базе АДД для современных систем цифровых следящих электроприводов (рис.1) приведен на рис. 2. При импульсном управлении одной из важных проблем является энергосбережение в мехатронном модуле. Наряду с потерями энергии в исполни -тельном двигателе, существенными являются потери в силовых транзисторах ключевых элементах ИУМ.

Таким образом, актуальными алгоритмами управления системой "ИУМ-АДД" являются не только такие, которые обеспечивают требуемые заданные показатели качества системы, но и снижение потерь энергии в транзисторах КЭ ИУМ. Это необходимо учитывать при оценке преимуществ и недостатков различных алгоритмов управления системой "ИУМ-АДД".

Как следует из вышесказанного, целью диссертационной работы являются разработка и исследование алгоритмов управления системой "ИУМ-АДД".

Для достижения указанной цели в диссертационной работе следует решить следующие основные задачи.

- Рассмотреть и оценить существующие методы управления асинхронными двухфазными двигателями.

- Разработать и создать математическую модель мехатронного модуля на основе АДД.

- Разработать цифровые алгоритмы коммутации ключевых элементов ИУМ при микропроцессорном управлении АДД.

- Выполнить моделирование мехатронного модуля на основе АДД для того, чтобы проверить разработанные цифровые алгоритмы.

- Разработать структуру микроконтроллера управления АДД на основе ПЛИС.

- Проверить и испытать алгоритмы с помощью экспериментального стенда, для того чтобы подтвердить алгоритмы на практике.

Диссертация состоит из введения, шести разделов, заключения, списка используемых источников и трех приложений. Объем работы составляет 188 печатных страниц, включая 119 рисунков, 27 таблиц, список источников и приложения. Библиография содержит 84 наименования.

Первый раздел посвящен обзору различных классических и современных методов управления асинхронными двухфазными двигателями. Прове дены анализ сущности каждого метода управления и сравнение между способами управления по различным показателям, преимуществам и недостаткам. Проанализирована и оценена тенденция применения различных способов управления АДД в электроприводах и устройствах автоматики.

Второй раздел посвящен разработке математической модели мехатрон-ного модуля на основе АДД. На базе системы дифференциальных уравнений и выражений создана математическая модель АДД как объекта управления. На основе управляющих логических функций (УЛФ) разработана система напряжений, прикладываемых к обмоткам управления и возбуждения при импульсном управлении АДД. Введена совокупность условий управления системой "ИУМ-АДД", включающая логические переменные и логико-алгебраические уравнения, описывающие функционирование этой системы, логические функции, реализованные на основе логических переменных. Принято понятие "минимально-необходимая система логических переменных (МНСЛП)", являющая совокупностью минимума логических переменных, позволяющих описывать все алгоритмы управления системой "ИУМ-АДД". Математически логические переменные и логические функции представляют собой систему логико-алгебраических уравнений. Проведена классификация различных типов широтно-импульсного сигнала. Приведены модель Эберса-Молла процесса переключения транзистора и понятие "мертвое время", которое возникает в транзисторах в момент переключения состояний и является причиной обусловленности возникновением сквозных токов в КЭ.

В третьем разделе принята классификация законов управления процессом коммутации по принципу управления ключевыми элементами, включающая совместное, раздельное и комбинированное управление КЭ. На основе разработанных методов с помощью способа Карно-Вейча (карты Карно) проведен анализ некоторых известных законов коммутации, основанных на совместном (симметричная и несимметричная коммутация) управлении КЭ. Разработаны энергосберегающие законы коммутации для системы ИУМ-АДД, основанные на комбинированном управлении КЭ (энергосберегающая -симметричная и несимметричная коммутация). Для каждого случая синтеза получены временные диаграммы на основе всех логических переменных и функций, карта Карно для анализа и синтеза законов коммутации КЭ, выражения для переменных, УЛФ и напряжения, прикладываемые к обмоткам управления и возбуждения АДД, граф-схемы законов коммутации. Использование граф-схем для описания законов коммутации обладает большой наглядностью, так как позволяет на одной циклограмме отображать последовательность состояний коммутации, время и скважность.

Четвертый раздел посвящен результатам моделирования мехатронного модуля при различных способах управления АДД. На основе выражений и уравнений, полученных в разделе 2, созданы модели для моделирования в SIMULINK4. Проведено моделирование всех законов управления АДД для непрерывного и импульсного вариантов управления. Проведено сравнение между способами и типами управления АДД по определенным показателям. На основе сравнения способов управления АДД получены характеристики, которые представлены на одном графике с помощью паркета Ехсе12002, таблицы и различные показатели.

В пятом разделе показаны типы микроконтроллеров, выпускаемые в настоящее время различными фирмами для управления двигателями на основе больших микропроцессорных интегральных схем. Разработана обобщенная структура микроконтроллера для широтно-импульсного управления АДД, ориентированная на программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС). Сформированы переменные и управляющие логические функции (УЛФ) АДД с помощью метода и средств автоматизированного проектирования MAX-PLUSII фирмы ALTERA. Разработаны программы основных блоков микроконтроллера и отображающие их функции на языке описания оборудования фирмы Altera - AHDL. Проведены моделирование и проверка правильности переменных и функций с помощью САПР МАХ-PLUSH. Получены текстовые файлы и эпюры, отображающие в реальном времени логические переменные и функции.

Шестой раздел посвящен экспериментальному исследованию алгоритмов управления АДД. Приведены методики определения экспериментального исследования регулировочных, механических и динамических характеристик. Выполнено сравнение и подтверждение экспериментальных результатов с теоретическими положениями. На одном графике показаны экспериментальные результаты, полученные измерением специализированными приборами в реальном масштабе времени, и сравнительные характеристики, полученные при моделировании и на практике.

По каждому из разделов в конце приведены основные выводы, наиболее важные из которых составляют заключение.

Таким образом, настоящая диссертационная работа посвящена проблеме разработки и исследования законов управления процессами коммутаций КЭ системы ИУМ-АДД и применению современных микроконтроллеров на базе ПЛИС для управления АДД.

Основные научные результаты по этой теме диссертационной работы опубликованы в следующих работах:

1. Гущин Д.В., Попов Б.Н., Фам Туан Тхань. Логический автомат для управления асинхронными двухфазными двигателями. Сборник тезисов докладов. XIII международный научно-технический семинар "Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации" - Алушта, 2004.

2. Попов Б.Н., Фам Туан Тхань. Устройства управления электродвигателями на платформе программируемой логики// Электронные компоненты. - 2005.- №2.

3. Попов Б.Н., Фам Туан Тхань. Логические автоматы управления электродвигателями на платформе программируемой логики// Труды МАИ. -2005.-№18.

4. Фам Туан Тхань, Нгуен Куан Чунг. Экспериментальное исследование алгоритма амплитудного управления асинхронным двухфазным двигателем. Сборник тезисов докладов. Всероссийская конференция Проблемы совершенствования робототехнических и интеллектуальных систем летательных аппаратов" - М.: МАИ, 2005.

5. Попов Б.Н., Фам Туан Тхань. Моделирование мехатронного модуля на основе асинхронного двухфазного двигателя. Сборник тезисов докладов. Всероссийская конференция "Проблемы совершенствования робототехнических и интеллектуальных систем летательных аппаратов" -М.: МАИ, 2005.

6. Попов Б.Н., Фам Туан Тхань. Логический автомат управления асинхронными двухфазными двигателями амплитудно-фазовым способом на основе программируемых логических интегральных схем. Сборник трудов. XIV международный научно-технический семинар "Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации" - Алушта, 2005.

Похожие диссертации на Разработка и исследование алгоритмов управления системой "Импульсный усилитель мощности - асинхронный двухфазный двигатель"