Інтервально-кодовий метод для моделювання перетворювачів та управління ними - Автореферат

Для задоволення цих вимог використовують нові схемотехнічні рішення, сучасну елементну базу, прогресивні системи і способи автоматичного регулювання. Вихідна ідея інтервально-кодового метода, який дозволяє подолати вказані недоліки та є предметом даної дисертації запропонована дисертантом разом з Є.І. Мета вимагала рішення наступних задач: розвиток окремих положень інтервально-кодового методу для рішення задач керування та аналізу напівпровідникових перетворювачів електроенергії; Практичне значення одержаних результатів полягає в такому: запропоновані рекомендації з практичного використання інтервально-кодового методу для прискореного визначення параметрів періодичних режимів в перетворювачах електроенергії; Основні положення дисертації докладалися та обговорювалися на таких науково-технічних конференціях: Міжнародна науково-технічна конференція “Силовая электроника в решении проблем ресурсо-и энергосбережения” (СЭЭ) Алушта, Крим, Україна, 1996 р.; Міжнародна науково-технічна конференція “International Meeting on Information Technology” (IMIT’97) - Харків, Україна, 1997 р.; Міжнародна науково-технічна конференція “Нетрадиционные электромеханические и электрические системы (UEES’97) - Алушта, Крим, Україна, 1997 р.;Міжнародна науково-технічна конференція “European Power Electronics” (EPE’98) - Прага, 1998 р.; Міжнародна науково-технічна конференція “Силовая электроника и энергоэффективность” (СЭЭ-98) - Алушта, Крим, Україна, 1998 р.; Міжнародна науково-технічна конференція “Силовая электроника и энергоэффективность” (СЭЭ-99) - Алушта, Крим, Україна, 1999 р.В останні роки системи управління перетворювачами мають у своєму складі мікропроцесори з різною розрядністю та швидкодією. Більш ефективними є алгоритми управління, що використовують принцип прогнозування координат стану системи на інтервалі дискретності, коли момент подачі чергового імпульсу управління формується за результатами аналізу прогнозуємого стану на черговому інтервалі дискретності. Подальшим розвитком методів моделювання напівпровідникових перетворювачів є інтервально-кодовий метод, що пропонується. Крім того, метод може використовуватись для компютерного моделювання напівпровідникових перетворювачів шляхом чисельного інтегрування диференційних рівнянь з високою точністю розрахунків. У третьому розділі розглянуто застосування інтервально-кодового методу для визначення параметрів періодичних режимів з урахуванням залежності положень точок комутації від сигналів системи.Аналіз існуючих методів моделювання та цифрового управління перетворювачами показав, що вони вимагають або великих витрат часу на розрахунки, або великого обєму оперативної памяті для збереження інформації про перехідні функції схеми. Основу інтервально-кодового методу, що пропонується, складає розкладання міжкомутаційних інтервалів на нерівні кроки, що відповідають значенням розрядів-ричного коду зі збереженням в оперативній памяті відповідних значень перехідної функції. Підвищення розрядності коду приводить до зниження обєму кодової таблиці, але збільшує витрати часу на поточні розрахунки. Зіставлення інтервально-кодового методу з відомими табличними методами виявило, що обєм таблиць може бути скорочений приблизно в 10 разів при незначному збільшенні часу поточних розрахунків. Зіставлення інтервально-кодового методу з відомими методами розрахунку перехідних функцій без таблиць виявило, що витрати часу можуть бути скорочені приблизно на порядок.

2. Основний зміст дисертації

Дисертаційна робота представляє собою рішення наукової задачі, яка має теоретичне та практичне значення.

Аналіз існуючих методів моделювання та цифрового управління перетворювачами показав, що вони вимагають або великих витрат часу на розрахунки, або великого обєму оперативної памяті для збереження інформації про перехідні функції схеми.

Основу інтервально-кодового методу, що пропонується, складає розкладання міжкомутаційних інтервалів на нерівні кроки, що відповідають значенням розрядів -ричного коду зі збереженням в оперативній памяті відповідних значень перехідної функції.

Виконано аналіз похибок, що вносяться дискретністю кодової таблиці та неточністю визначення модуля дискретизації, виявлено, що потрібний шаг дискретизації залежить, крім допустимої похибки, також від норми структурної матриці схеми.

В більшості практичних задач доцільно використовувати двох- трьохрозрядний код міжкомутаційного інтервалу, що відповідає основі коду, рівній 10-20. Підвищення розрядності коду приводить до зниження обєму кодової таблиці, але збільшує витрати часу на поточні розрахунки.

Зіставлення інтервально-кодового методу з відомими табличними методами виявило, що обєм таблиць може бути скорочений приблизно в 10 разів при незначному збільшенні часу поточних розрахунків.

Зіставлення інтервально-кодового методу з відомими методами розрахунку перехідних функцій без таблиць виявило, що витрати часу можуть бути скорочені приблизно на порядок.

Координати точок комутації в періодичному режимі перетворювача доцільно розглядати як корені рівняння періодичного режиму, якщо ввести уявлення про керуючі функції точок комутації.

Визначений параметр збіжності , який характеризує потрібне число лінійних наближень при пошуку координат точок комутації в періодичному режимі. Коли фактичне значення параметра наближується до одиниці, потрібне число лінійних наближень необмежено зростає, а двократного запасу збіжності достатньо, щоб процес швидко збігався.

Підвищення точності розрахунків незначно збільшує потрібне число лінійних наближень. В діапазоні змінення параметра від 0.1 до 0.8 число наближень збільшується лінійно та має порядок 1-4.

Проведена перевірка методу на моделях реальних перетворювачів, що підтвердила його вірність та ефективність при моделюванні періодичних режимів.

Розроблена структурна схема мікропроцесорної системи управління перетворювачем, яка використовує запропонований метод, розроблен, виготовлен та випробуван макет мікропроцесорної системи управління випрямлячем з активним фільтром. Математичне моделювання та фізичний експеримент з мікропроцесорною системою управління прогнозного типу, яка використовує інтервально-кодовий метод, підтверджують його ефективність при створенні програмного забезпечення мікропроцесорних прогнозуючих систем.

1. Гончаров Ю.П., Кривошеев С.Ю., Никитин А.В., Хариси Х.Я., Чумак В.В. Применение метода двоичного кодирования интервалов времени при анализе устойчивости периодических режимов работы преобразователя // Сб. Трудов Междунар. науч.-техн. конф. “Силовая электроника в решении проблем ресурсо- и энергосбережения” РЭС’96. - Харьков: Основа. - 1996. С. 70-71.

2. Ю.П. Гончаров, Е.И. Сокол, И.А. Коноплев, Хариси Хассан. Применение метода двоичного кодирования для анализа резонансного инвертора // Труды Междунар. конф. MICROCAD’97. - Харків. - 1997. С. 42 - 44.

3. Ю.П. Гончаров, Е.И. Сокол, Хариси Хассан, С.Ю. Кривошеев. Расчет периодических режимов в преобразователях со слабозатухающими переходными процессами // Proc. International Conf. on Unconventional Electromechanical and Electrical Systems UEES’97. - Alyshta (Ukraine). - 1997. Р. 71-76.

4. Ю.П. Гончаров, Х.Я. Хариси, А.В. Никитин, С.Ю. Кривошеев. Быстрый численный метод расчета периодических режимов в полупроводниковых преобразователях // Вестник Харьк. гос. политехн. ун-та, вып. 11. - Харьков: ХГПУ. - 1998. - С. 58-66.

5. Ю.П. Гончаров, Е.И. Сокол, Хассан Хариси, А.В. Ересько, Н.А. Тимченко, Ю.В. Чурсина. Простой метод поиска точек коммутации при ускоренном расчете периодических режимов работы преобразователя // Технічна електродинаміка. Сп. вип. Київ. - 1998. - С. 32-35.

6. Ю.П. Гончаров, Е.И. Сокол, Хассан Хариси. Применение интервально-кодового метода для прямого микропроцессорного управления полупроводниковыми преобразователями // Вестник Харьк. гос. политехн. ун-та, вып. 37. - Харьков: ХГПУ. - 1999. С. 3-8.

7. Е.И. Сокол, Ю.П. Гончаров, И.А. Коноплев, Хассан Хариси. О совместном использовании двух методов численного интегрирования: операторно-рекуррентного и двоичного кодирования временных интервалов // Вестник Харьк. гос. политехн. ун-та, вып. 47. - Харьков: ХГПУ. - 1999. С. 115-120.

8. Hassan Harisi. Application of linear prognosis and interval-coding methods for microprocessor control of semiconductor converters // Технічна електродинаміка. Тематичний випуск. Системи керування та контролю напівпровідникових перетворювачів - Київ. - 1999. С. 78-80.

9. Ю.П. Гончаров, Е.И. Сокол, Х. Хариси, И.А. Коноплев, Ю.В. Чурсина. Микропроцессорная система управления с интервально-кодовой организацией табличной памяти для преобразователя с активным фильтром // Технічна електродинаміка. - 1999, № 5. С. 34-37.

Размещено на .ru