Анотація до роботи:

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 – Одесь-кий 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.

Публікації автора:

1.. Клименко Ю.М. Математическая модель асинхронного двигателя и синтез алгоритмов полеориентированного управления на ее основе.// Юбилейный сборник научно - технических трудов ДГТУ.- Днепродзержинск :1995. - С.518-527.

2. Клименко Ю.М., Садовой А.В. Техническая реализация транзисторных асинхронных электроприводов с векторным полеориентированным управлением // Проблемы создания новых машин и технологий. Сборник научных трудов Кременчугского государственного политехнического института: Выпуск 1/ 2000 (8).-Кременчуг: КГПИ.-2000.-С.75-80.

3. Клименко Ю.М., Садовой А.В. Синтез систем полеориентированного управления при учете упругих свойств механических передач. // Проблемы автоматизированного электропривода.Теория и практика. -Харьков.Основа. -1995. - С.36-39.

4. Клименко Ю.М., Садовой А.В. Структуры и алгоритмы разрывного управления АЭП, унифицированные для ориентаций по векторам _s, _m или _r. // Электромашиностроение и электрооборудование. –К: Техника. -1997г., -№ 49. –С.14-22.

5. Садовой А.В., Клименко Ю.Ю., Клименко Ю.М. Асинхронные электроприводы с векторным полеориентированным управлением и многомерными скользящими режимами.//Вісник Кременчуцького політехнічного університету: Наукові праці КДПУ.- Кременчук: КДПУ.-Вип.4/2006 (39), -С.24-28.

6. Частотно-управляемый электропривод: А.с.1527701 СССР, МКИ Н02Р 7/42./ О.А.Дегтяренко, Ю.М.Клименко - №4411180/24-07; Заявл.21.03.88; Опубл. 07.12.89, Бюл. № 45.

7. Способ формирования управляющего воздействия регулятора со скользящим режимом и регулятор со скользящим режимом: А.с.1792221, 1679936

СССР МКИ Н02Р 5/06/ Ю.М.Клименко, О.А.Дегтяренко, Н.Н.Белич - №4890786/07; Заявл. 10.12.90.

8. Патент 27886 Украина, МКИ Н02Р 7/42. Асинхронный электропривод с разрывным фазовектроным управлением // Клименко Ю.М., Садовой А.В. - №94117492. Заявл.09.11.1994. Опубл.16.10.2000, Бюл. №5.

9. Устройство формирования тока: А.с. 1676419 СССР, МКИ Н02Р 7/42. / Ю.М.Клименко, А.В.Садовой (СССР) -№4740955, заявлено 02.08.89.

10. Клименко Ю.М. Синтез и техническая реализация асинхронных электроприводов с векторным полеориентированным управлением и идентификацией координат // Проблемы создания новых машин и технологий. Сборник научных трудов Кременчугского государственного политехнического института: Выпуск 2 / 1999 (7).- Кременчуг: КГПИ, -1999.-С.67-72.

11. Клименко Ю.М., Поликарпов Д.Ю. Структурно-алгоритмический синтез наблюдателей координат асинхронного двигателя для систем векторного полеориентированного управления. // Тезисы докладов 3-ей международной научно-технической конференции "Контроль и управление в технических системах" (Винница 95).- Часть 2.- Винница.-1998.-С.488-489.

12. Клименко Ю.М., Садовой А.В. Журавский Д.М. Наблюдатель координат следяще-позиционных электроприводов при учете упругих свойств механических передач.// Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика./Под ред. В.Б. Клепикова, Л.В. Акимова. –Харьков: Основа.-1997. - С.78-79.

13. Устройство определения координат асинхронного двигателя в следящем электроприводе: А.с.1450706 СССР, МКИ Н02Р 7/42 / О.А.Дегтяренко, А.Н. Домнин, Ю.М.Клименко, А.И.Лиманский, А.Г.Мусиенко, А.В.Садовой, Б.В.Сухинин.- №4301996/07; Заявл.31.08,87.

14. Устройство для определения координат следящего электромеханического модуля с асинхронным двигателем: А.с. 1634108 СССР, МКИ Н02Р 5 / 402/Клименко Ю.М., Садовой А.В., Сухинин Б.В.-№4774210/07; Заявл.26.12.89.

15. Клименко Ю.М., Садовой А.В., Клименко Ю.Ю, Практическая реализация асинхронных электроприводов с векторным полеориентированным управлением (II) / Вісник Кременчуцького політехнічного університету: Наукові праці КДПУ.- Кременчук: КДПУ, 2003.-Вип.2(19), T.1. -С.43-48.

16. Способ формирования трехфазных синусоидальных токов частотно-управляемого электропривода и устройство для его реализации: А.с. 1614728 СССР, МКИ Н02Р 7/42. / Ю.М.Клименко, О.А.Дегтяренко, А.В.Садовой №4441058; Заявлено15.05.88.