Стабілізатори постійної напруги з цифровою адаптацією до видів широтно-імпульсної модуляції - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ Стабілізатори постійної напруги з цифровою адаптацією до видів широтно-імпульсної модуляції Робота виконана на кафедрі промислової електроніки Чернігівського державного технологічного університету Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник - доктор технічних наук, доцент Денисов Юрій Олександрович, Чернігівський державний технологічний університет МОН України, завідувач кафедри промислової електроніки. Офіційні опоненти: - доктор технічних наук, професор, член-кореспондент НАН України Волков Ігор Володимирович, Інститут електродинаміки НАН України (м.Вирішення цієї задачі повязано з пошуком принципу оптимальної реалізації системи стабілізації за критерієм ефективного придушення збурень, що впливають на систему. біфуркаційний стабілізатор імпульсний модуляція Особливо складно ця задача вирішується для систем точного живлення, коли необхідно враховувати вплив специфіки силового перетворювача, характеру імпульсної модуляції на статичну і динамічну точність системи і межі її стійкості. Кожен з цих видів має свої переваги і недоліки в забезпеченні точності стабілізації, меж стійкості при відпрацюванні збурень. Дисертаційна робота виконана в Чернігівському державному технологічному університеті за пріоритетним напрямком розвитку науки і техніки України в рамках науково-дослідної роботи "Дослідження теоретичних і прикладних проблем перетворювачів електроенергії з обмеженим впливом на живлячу мережу" № 60/03 (№ ДР 0103U000470) відповідно до рішення науково-експертної ради МОН України, протокол № 633 від 05.11.2002, в якій автор дисертації проводив розрахунок точності стабілізації систем силової електроніки з різними видами ШІМ при детермінованих і випадкових зовнішніх збуреннях, а також аналіз хаотичних режимів їх роботи. Виконання завдання наукового дослідження, яке поставлене в дисертації, містить вирішення наступного комплексу питань: - порівняльна оцінка характеристик точності моделей систем силової електроніки з різноманітною структурною побудовою і різними видами ШІМ;За результатами моделювання таких систем отримано залежність статичної помилки системи від коефіцієнта підсилення П-регулятора КР для різних значень відносної постійної часу навантаження б=T·RH/LH і модуляції різних видів (Ошибка! Цей результат пояснюється тим, що в обох випадках помилка фіксується на початку кожного періоду роботи, однак, для ШІМ заднього фронту в момент фіксації напруга на навантаженні буде мінімальна, в той час як для ШІМ переднього фронту - максимальна, що найбільш помітно при "швидкому" навантаженні. При двобічній модуляції статична помилка майже не залежить від постійної часу навантаження, що підтверджується результатами моделювання в Matlab, тому системи з ШІМ-1 і з модуляцією обох фронтів доцільно використовувати в тих випадках, коли параметри навантаження можуть змінюватись в широких межах. Розрахунок сумарної квадратичної помилки (СКП) виконано в Matlab за формулою: , де I2 - сумарна квадратична помилка регулювання, U1000 - напруга на навантаженні на початку 1000-го періоду ШІМ, В, Ui - напруга на навантаженні на початку і-го періоду ШІМ, В. Як показало моделювання в Matlab, системи з V2TM порівняно з двоконтурними системами мають вищу швидкодію як при зміні вхідної напруги, так і при зміні струму навантаження, коли характер навантаження ємнісний.Вони дозволили створити нові системи стабілізації постійної напруги з ШІМ, які відрізняються від відомих систем мінімальними значеннями динамічної і статичної помилок регулювання при зовнішніх детермінованих і випадкових впливах. Доведено, що динамічна помилка регулювання в системах стабілізації напруги в значній мірі залежить від виду ШІМ і характеру збурень (детермінованих чи випадкових), що створює додаткові можливості для покращення якості стабілізації за рахунок адаптації до видів ШІМ. Встановлено, що глибокорегульовані системи з двобічною ШІМ мають найменше значення сумарної квадратичної помилки регулювання у порівнянні з іншими видами ШІМ, а також доведено, що в таких системах статична помилка не залежить від постійної часу навантаження, що дозволяє рекомендувати використовувати їх у тих випадках, коли навантаження суттєво змінюється. Встановлено, що в системах з ШІМ показник експоненціальної кореляційної функції завади слабко впливає на рівень динамічної помилки регулювання, яка залежить лише від коефіцієнта підсилення П-регулятора. Встановлено, що в системах стабілізації напруги виникають мякі біфуркації подвоєння періоду у випадку, якщо навантаження - аперіодична ланка другого порядку, і жорсткі - у випадку коливального характеру навантаження.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ