zinet home
home home
home ИНТЕЛЛЕКТ-ПОРТАЛ
home Стартовал прием материалов в сборник XХХIX-й научной конференции. Требования к публикациям - в разделе "Объявления".

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

РЕСУРСЫ ПОРТАЛА:

Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 28 мая 2016 г.)


Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)


Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)


Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24-27 ноября 2015 г.)


Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13-17 октября 2015 г.)


Тридцать третья научно-практическая конференция
(20-27 мая 2015 г.)


Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2-7 апреля 2015 г.)


Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)


Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)


Двадцать девятая международная научно-практическая конференция
(19-25 ноября 2014 г.)


Двадцать восьмая международная научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)


Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)


Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)


Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)


Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)


Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабя 2013 г.)


Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноябя 2013 г.)


Первая международная научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцать первая научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)


Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февряля - 3 марта 2013 г.)


Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)


Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)


Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)


Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01 - 07 марта 2012 г.)


Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)


Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)


Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)


Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля - 04 мая 2011 г.)


Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)


Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)


Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)


Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)


Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)


Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)


Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)


Третья научно-практическая конференция
(20-27 декабря 2008 г.)


Вторая научно-практическая конференция
(1-7 ноября 2008 г.)


Первая научно-практическая конференция
(10-15 мая 2008 г.)



НАШИ ПАРТНЕРЫ:

Студия веб-дизайна www.zinet.info



Студия ландшафтного дизайна Флора-МК


Уникальное предложение!



Сайт-визитка - теперь
всего за 200 грн!

подробнее>>>



МОДЕЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИ СОЗДАНИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНО-ИНДУКТОРНЫМ ПРИВОДОМ

 

Колесниченко А.В.

Украина, г. Краматорск,

Донбасская государственная машиностроительная академия

 

Аbstract: The article refers to the use of a model Model-Based Design in the design of control systems drives. Examine the example of the construction and the results of the test drive.

Keywords: Control system, switched reluctance drive, position sensor, Model-Based Design, drive system, microcontroller.

 

1.       Постановка проблемы. Проблемы разработки современных [1] систем управления для различных электронных, электромеханических и гидравлических устройств непосредственно связаны с задачами моделирования реальных физических объектов, с проектированием систем управления, с созданием и тестированием рабочих прототипов. Разработка систем управления различными объектами также сопряжена с решением целого ряда сложных задач: от разработки алгоритмов кодирования, до их программной реализации на DSP. Полученный код внедряется в целевой контроллер [2]. В случае адекватности проведенного моделирования этап доводки системы автоматического управления, финансовые затраты на реализацию, моделирование и отладку системы управления кардинально сокращаются без ущерба для качества конечного результата.

2.       Цель и задачи работы. Главной задачей является реализация функции коммутации фаз ВИД по требуемому закону и с необходимыми параметрами ШИМ. При этом предполагается использовать метод модельно-объектного программирования в среде Matlab Simulink с использованием библиотек, Simulink, Target IDE. Исследование результатов и выводы по проделанной работе.

3.       Объект исследования: вентильно-индукторный двигатель мощностью 90 Вт и скоростью вращения 3000 об/мин, конфигурации 6/4. Предмет исследования: Вентильно-индукторный привод.

Аппаратное обеспечение:

·       вентильный коммутатор (ВК), по схеме ассиметричный мост;

·       импульсный преобразователь AC/DC с регулируемым выходным напряжением;

·       эмулятор JTAG SAU510-USB;

·       отладочный комплект eZdsp F2812;

4.       Для достижения намеченной цели необходимо:

·       организовать связь отладочного модуля eZDSP f2812 с ПК;

·       реализовать вентильный коммутатор по схеме ассиметричный мост;

·       реализовать универсальный алгоритм коммутации фаз ВИД (упрошенная модель для обеспечения пошагового, бездатчикового, режима работы, не используя регуляторов и сложных систем управления);

·       провести отладку в среде Matlab Simulink и полевой эксперимент на индукторной машине конфигурации 6/4.

5.       Способы решения проблемы.

Для создания однонаправленного вращения [3] ротора индукторной машины необходимо циклически подавать тактирующие сигналы с определенной частотой, необходимой для обеспечения требуемой частоты вращения ротора.

Тактом коммутации называется интервал времени, в пределах которого работает только одна фаза или их комбинация и не происходит включение другой фазы или их комбинации. Цикл коммутации – это последовательность уникальных тактов, которая периодически повторяется. Количество тактов в полном цикле для случая симметричной одиночной или парной коммутации равно числу фаз  для случая несимметричной коммутации . При этом тактовый угол  в общем случае может быть найден по формуле 1.

где  – число зубцов ротора.

При произвольной частоте вращения двигателя , частота следования импульсов может быть определена исходя из соотношения

где  – коэффициент зависящий от типа коммутации фаз, для симметричной одиночной равен 1, для симметричной парной равен 1/2, для несимметричной коммутации равен 1/3.

При этом частота вращения магнитного поля в статоре будет рассчитываться как

а частота вращения ротора

Для выполнения всех требуемых условий работы машины необходимо задавать сигналы тактирования для работы системы [4] в зависимости от угла на который повернут ротор. Для получения управляющих сигналов необходимо выполнение следующих условий

где  – задаваемая (снятая с датчика) угловая частота вращения;

 – угловое положение ротора индукторной машины;

 – угловое положение ротора индукторной машины изменяемое от  до ;

 – циклический угол, зависящий от конфигурации машины и типа коммутации.

Математическая модель реализации данного условия с использованием блоков Simulink представлена на рисунке 1.

 

C:\Documents and Settings\Admin\Рабочий стол\Serege\позишн.JPG

Рисунок 1 – Математическая модель датчика положения ротора в зависимости от частоты вращения

 

На рисунке 2 представлены графики сигнала управления для коммутации каждой из фаз относительно углового положения ротора при моделировании датчика положення ротора в Matlab. Модель работает с допущением, что первоначально ротор находиться в рассогласованном положении относительно фазы А и начало коммутации происходит с этой фазы.

 

C:\Documents and Settings\Admin\Рабочий стол\Serege\сдатчика.bmp

Рисунок 2 – Сигналы управления коммутации фаз

 

Для проведения необходимых экспериментов и получения различных результатов также необходимо изменение частоты ШИМ сигнала в коммутируемых фазах. При этом необходимо пропорционально частоте ШИМ изменять коэффициент заполнения сигнала

где  – период ШИМ;

 – эквивалентный периоду, коэффициент заполнения ШИМ;

  заданный коэффициент заполнения ШИМ;

 – коэффициент разрядности периода ШИМ;

 – коэффициент пропорциональности сигнала.

Математическая модель блока реализующего пропорциональное изменение коэффициента заполнения приведена на рисунке 3.

 

C:\Documents and Settings\Admin\Рабочий стол\Serege\mat_vu4.JPG

Рисунок 3 – Математическая модель блока реализации вычисления пропорциональности коэффициента заполнения, при изменении периода ШИМ

 

При одиночной коммутации фаз в любой момент времени к источнику питания подключена одна фаза. Длительность открытого состояния транзисторов . На рисунке 4 показаны особенности формирования однополярных фазных токов в схеме ассиметричного моста (рисунок 5) для одиночной коммутации фаз. На рисунке показаны напряжения управления основными транзисторами (VT1…VT3) и вспомогательными транзисторами (VT4…VT6), ток первой фазы -  коммутационная функция  что обеспечивает алгоритм переключения транзисторов ВК.

 

Рисунок 4 – Схема коммутации ключей ВК

 

Рисунок 5 – Вентильный коммутатор ВИД по схеме асимметричный мост

 

Результаты проведения экспериментальной проверки разработанной системы при разных частотах вращения приведены на рисунках 6 и 7.

 

Рисунок 6 – Осциллограммы сигналов тока и напряжения в фазе индукторной машины при частоте вращения n=2130 об/мин.

 

Рисунок 7 – Осциллограммы сигналов тока и напряжения в фазе индукторной машины при частоте вращения n=410 об/мин.

 

6.       Выводы.

В ходе решения задачи была разработана математическая модель привода и проведена отладка алгоритма коммутации фаз с использованием методов модельно-ориентированного проектирования.

Полученные результаты будут использованы для дальнейшего построения модели системы управления ВИД и проведения исследований системы.

 

Литература

1.     Деменков Н.П. Модельно-ориентированное проектирование систем управления. МГТУ им. Н.Э. Баумана

2.     Ганеев А.Р. Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. «Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности».
№4 2012. – 48 с

3.     Кузнецов В.А., Кузьмичёв В.А. Вентильно-индукторные двигатели. – М.: Издательство МЭИ, 2003. – 70с.

4.     Колесниченко А.В., аспирант; рук. Колот А.В., д.т.н. Математическая модель датчика положения ротора для вентильно-индукторного привода. Вестник кафедры «Электромеханика». – Донецк, ДОННТУ, 2012. – 44с.



Первая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(10-15 мая 2008 г.)


(отчет)
Вторая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(1-7 ноября 2008 г.)
(отчет)
Третья научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(20-27 декабря 2008 г.)
(отчет)
Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)
(отчет)
Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)
(отчет)
Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)
(отчет)
Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)
(отчет)
Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)
(отчет)
Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)
(отчет)
Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)
(отчет)
Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля 04 мая 2011 г.)
(отчет)
Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)
(отчет)
Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)
(отчет)
Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)
(отчет)
Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01-07 марта 2012 г.)
(отчет)
Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)
(отчет)
Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)
(отчет)
Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)
(отчет)
Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февраля - 3 марта 2013 г.)
(отчет)
Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)
(отчет)
Двадцать первая научно-практическая конференция
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Первая международная научно-практическая конференция
"Перспективные направления отечественной науки - ХХI век"
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноября 2013 г.)
(отчет)
Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабря 2013 г.)
(отчет)
Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)
(отчет)
Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)
(отчет)
Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)
(отчет)
Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)
(отчет)
Двадцать восьмая научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)
(отчет)
Двадцать девятая научно-практическая конференция"
(19-25 ноября 2014 г.)
(отчет)
Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)
(отчет)
Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)
(отчет)
Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2 - 7 апреля 2015 г.)
(отчет)
Тридцать третья научно-практическая конференция
(20 - 27 мая 2015 г.)
(отчет)
Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13 - 17 октября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24 - 27 ноября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)
(отчет)
Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)
(отчет)
Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 25 мая 2016 г.)
(отчет)

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

Copyright © Zinet.info. Разработка и поддержка сайта - Студия веб-дизайна Zinet.info