Проектирование импульсных стабилизаторов напряжения с замкнутыми системами управления
Широкое распространение для анализа и синтеза цифровых и импульсных автоматических систем управления получил метод переменных состояния, при котором математическая модель формируется в виде системы обыкновенных дифференциальных уравнений в форме Коши относительно переменных состояниянапряжений конденсаторов и токов катушек индуктивности. Метод позволяет произвести синтез системы, оптимальной… Читать ещё >
Содержание
- Глава. I, Синтез систем управления импульсными стабилизаторами напряжения
- 1. 1. Синтез систем управления ИСН в пространстве состояний
- 1. 1. 1. Основные допущения
- 1. 1. 2. Нелинейное уравнение динамики ИСН
- 1. 1. 3. Линеаризация уравнения динамики
- 1. 1. 4. Замкнутая система с обратной связью по состоянию
- 1. 1. 5. Вывод
- 1. 2. Синтез системы с заданным показателем колебательности
- 1. 2. 1. Типовая ЛАЧХ
- 1. 2. 2. Корни замкнутой системы
- 1. 2. 3. ЛАЧХ статической системы
- 1. 2. 4. ЛАЧХ астатической системы
- 1. 2. 5. Динамические свойства
- 1. 2. 6. Определение коэффициентов обратных связей
- 1. 2. 7. Примеры
- 1. 2. 8. Вывод
- 1. 1. Синтез систем управления ИСН в пространстве состояний
- 2. 1. Исходные положения
- 2. 2. Поиск оптимального управления
- 2. 3. Оптимальное управление при внешних возмущениях
- 2. 4. Алгоритм оптимального синтеза
- 2. 5. Моделирование ИСН с оптимальным регулятором
- 2. 6. Вывод
- 3. 1. Экспериментальное исследование ИСН с цифровой системой управления с ШИМ
- 3. 1. 1. Структура системы управления
- 3. 1. 1. Результаты экспериментов
3.1.1 Выводы 63 * 3.2. Построение цифровых систем управления ориентированных на применение цифровых процессоров обработки сигналов 64 3.3. Система управления ИСН с цифровой обратной связью по напряжению и ограничением максимального тока транзистора '
3.3.1 Принцип работы
3.3.1 Построение модели
3.3.1 Псевдочастотные характеристики
3.3.1 Желаемая ЛАЧХ
3.3.1 Корректирующее звено
3.3.1 Цифровая реализация
3.3.1 Регулятор с насыщением
3.3.1 Комбинированное управление
3.3.1 Примеры 80 3.3.1 Выводы
Глава 4. Цифро-аналоговая система управления импульсными стабилизаторами напряжения
4.1 Принцип работы
4.1 Построение модели
4.1 Псевдочастотные характеристики
4.1 Комбинированное управление
4.1 Примеры
4.1 Выводы
Список литературы
- Высокочастотные транзисторные преобразователи. /Э.М. Ромаш и др. -М., Радио и связь, 1988 г.
- Колосов В.А. Электропитание стационарной РЭА. Теория и практика проектирования. М.: Радио и связь, 1992.
- Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник/ Под ред. Г. С. Найвельта. М.: Радио и связь, 1985 г.-576 с.
- Моин B.C. Стабилизированные транзисторные преобразователи. -Энергоатомиздат, 1986.-156 с.
- Руденко B.C., Сенько В. И., Чиженко И. М. Основы преобразовательной техники: Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 1980 г.
- Справочник по преобразовательной технике/ Под ред. И. М. Чиженко, Киев: Техника, 1978 г.
- Лукин A.B. Высокочастотные преобразователи напряжения с резонансным переключением. Электропитание, 1993, вып. 1, е.-15−26.
- Лукин A.B., Кастров М. Ю. Квазирезонансные преобразователи напряжения. Электропитание, 1993, вып. 2, с. 24−37.
- Хусаинов Ч.И. Высокочастотные импульсные стабилизаторы постоянного напряжения. М.: Энергия, 1980 г. -88 с.
- Коротеев И.Е., Перекрест В. В. Анализ устойчивости «в большом» импульсных преобразователей постоянного напряжения с широтно-импульсной модуляцией// Электричество. 1992. № 8 С. 42−46.
- Шипилло В.П. Автоматизированный вентильный электропривод. М.: Энергия 1969 г.
- Поздеев А.Д. Управляемый выпрямитель в системах автоматического управления. М.: Энергоатомиздат, 1984. -352 с.
- Белов Г. Л. Высокочастотные тиристорно-транзисторные преобразователи постоянного напряжения.- М.: Энергоатомиздат, 1987.-120 с.
- Белов Г. А. Полупроводниковые импульсные преобразователи постоянного напряжения: Учебное пособие. Чебоксары: Изд-во Чувашского ун-та, 1994. 96 с.
- Белов Г. А. Сигналы и их обработка в электронных устройствах: Учебное пособие для вузов. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1996. -376 с.
- Белов Г. А., Кузьмин С. А. Условия устойчивости и коэффициент стабилизации импульсного стабилизатора с обратными связями по току и напряжению// ЭТвА. 1984. Вып. 15. с. 48−58.
- Белов Г. А., Кузьмин С. А. Динамическая модель и устойчивость импульсного стабилизатора с асинхронным интегральным ТТТИМ// Техническая электродинамика. -1989. -№ 4 С. 58−64.
- Белов Г. А., Кутов М. Е. Цифровая система управления импульсным стабилизатором напряжения с ШИМ-2// Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике: Матер, всерос. межвуз. науч.-техн. конф. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1996. С. 52−56.
- Белов Г. А., Кутов М. Е. О дополнительных ошибках в ИСН с цифровой системой управления, вызванных квантованием по уровню// Цифровая обработка многомерных сигналов: Матер, всерос. науч. конф. Йошкар-Ола: Изд-во МарГТУ, 1996. С. 135−139.
- Белов Г. А., Кутов М. Е. Управление ИСН по методу ТТТИМ-1// Вестник Чувашского университета. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1997. № 1. С. 62−67.
- Белов Г. А., Кутов М. Е. Управление ИСН с ШИМ-1 и микропроцессором в цепи обратной связи// Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем:
- Матер. 2-й всерос. науч.-техн. конф. Чебоксары: Изд-во Чуваш, унта, 1997. С. 81 87.
- Белов Г. А., Кутов М. Е. Импульсный стабилизатор напряжения с цифровым формированием импульсов управления// Технические науки: сегодня и завтра: Тезисы докл. юбил. итоговой науч. конф. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1997. С. 51−53.
- Белов Г. А., Кутов М. Е. Синтез систем управления ИСН в пространстве состояний// Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике: Матер, всерос. межвуз. науч.-техн. конф. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1998. С. 49−54.
- Бесекерский В.А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1975. — 768 с.
- Сборник задач по теории автоматического регулирования и управления: Под ред. В. А. Бесекерского. М.: Наука, 1978 г. — 512 с.
- Бесекерский В.А. Цифровые автоматические системы. М.: Наука, 1976 г. — 576 с.
- Дискретные нелинейные системы./ Под ред. Ю. И. Топчеева. М.: Машиностроение, 1982 г. 312 с.
- Цыпкин Я.З., Попов Ю. С. Теория нелинейных импульсных систем. М.: Наука, 1973 г.
- Цыпкин Я.З. Релейные автоматические системы. М.: Наука, 1974 г. — 576 с.
- Бромберг П.В. Матричные методы в теории релейного и импульсного управления. -М.: Наука, 1967. -324 с.
- Гаптмахер Ф.Р. Теория матриц. М.: Наука, 1965. 575 с.
- Хорн Р., Джонсон Ч. Матричный анализ: Пер. С англ. М.: Мир, 1989 Г.-655 с.
- Видаль П. Нелинейные импульсные системы. Пер. с фр. /Под ред. В. М. Кунцевича. М.: Энергия, 1974. 336 с.
- Купцевич В. М. Чеховой Ю.Н. Нелинейные системы управления с частотно- и широтно-импульсной модуляцией. Киев: Техника, 1970 г. -340 с.
- Влах И., Сингхал К Машинные методы анализа и проектирования электронных схем: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1988.
- Моделирование и оптимизация на ЭВМ радиоэлектронных устройств/ З. М. Бененсон, М. Р. Елистратов, JI.K. Ильин и др.- Под ред. З. М. Бененсона. М.: Радио и связь, 1981.
- Чуа JI.O., Пен-Мин Лин. Машинный анализ электронных схем.: Пер. с англ./ Под ред. В. Н. Ильина. -М. Энергия, 1980. -640 с.
- Геращенко Е.И., Геращенко С. М. Метод разделения движений и оптимизация нелинейных систем. -М.: Наука, 1975. -296 с.
- Яворский В.Н., Макшанов В. П., Ермолин В. П. Проектирование нелинейных следящих систем с тиристорным управлением исполнительным двигателем. Л.: Энергия, 1978 г.
- Проектирование инвариантных следящих приводов / В. Н. Яворский, A.A. Бессонов, А. И. Коротаев, A.M. Потапов. М.: Высшая школа, 1963. — 474 с.
- Гладышев С.П. Расчет нелинейных систем на ЭВМ. М.: Машиностроение, 1987.- 208 с.
- Изерман Р. Цифровые системы управления: Пер. с англ. М.: Мир, 1984 г. — 541 с.
- Иванов В. А. Ющенко A.C. Теория дискретных автоматических систем управления. М.: Наука, 1983. -336 с.
- Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1986. — 448 с.
- Кузовков Н.Т. Динамика систем автоматического управления. М.: Машиностроение, 1968. 427 с.
- Кузовков Н.Т. Модальное управление и наблюдающие устройства. М.: Машиностроение, 1976. 184 с.
- Шипилло В.П., Зинин Ю. С. Процессы конечной длительности в замкнутых системах с тиристорными преобразователями// Электротехн. пром-сть. Сер. Преобразовательная техника.-1977 г. -Вып. 7. С. 5−8.
- Гришанин Ю.С., Мелешин В. И. Анализ структурных схем и переходных процессов в источниках вторичного электропитания с ШИМ-2 //ЭТвА. 1986. Вып. 17. с. 58−70.
- Мелешин В.И., Мосин В. В., Опадчий Ю. Ф. Формирование динамических свойств устройств вторичного электропитания с ШИМ-2 // ЭТвА. 1985. Вып. 16. С. 5−44.
- Мелешин В.И. Динамические свойства преобразователей с ШИМ-2 в режимах прерывистого и непрерывного тока// ЭТвА. 1986. Вып. 17. С. 35−58.
- Барбашии Е.А. Функции Ляпунова. М.: Наука, 1970 г. 240 с.
- Зубов В.И. Устойчивость движения: Методы Ляпунова и их применение М.: Высшая школа, 1984.
- Кунцевич В. М. Лычак М.М. Синтез систем автоматического управления с помощью функций Ляпунова. М.: Наука, 1977, 400 с.
- Руш Н., Абетс П., Лалуа М. Прямой метод Ляпунова в теории устойчивости. М.: Мир, 1980 г.
- Алгоритмы динамического синтеза нелинейных автоматических систем/ A.A. Воронов, И. А. Орурк, и др.- Под ред. A.A. Воронова. -СПб.: Энергоатомиздат, 1992. -336 с.
- Дидук Г. А., Коновалов A.C., Орурк И. А., Осипов А, А. Анализ и оптимальный синтез на ЭВМ систем управления. М.: Наука, 1984. 334 с.
- Болтянский В.Г. Математические методы оптимального управления. М.: Наука, 1969 г. 408 с.
- Болтянский В.Г. Оптимальное управление дискретными системами. М.: Наука, 1973. 448 с.
- Габасов Р. Кириллова Ф. М. Качественная теория оптимальных процессов. М.: Наука, 1971 г.
- Красовский A.A. Системы автоматического управления полетом и их аналитическое конструирование. М. Наука, 1973. 558 с.
- Летов A.M. Динамика полета и управление. М.: Физматгиз, 1962. 359 с.
- Понтрягип JI.C., Болтянский В. Г., Гамкрелидзе Р. В., Мищенко Е. Ф. Математическая теория оптимальных процессов. М.: Наука, 1974 г. 322 с.
- Фурасов В.Д. Устойчивость и стабилизация дискретных процессов. М.: Наука, 1982. 192 с.
- Волович Г. И. Оптимальное по быстродействию управление импульсным стабилизатором напряжения. Техническая электродинамика № 1, 1986. С. 54−59.
- Ковалъков В.К., Соболев Л. Б. Улучшение качества переходных процессов в импульсных стабилизаторах напряжения// ЭТвА. 1985. Вып.11.-С. 112−115.
- Соболев Л. Б. Прямой синтез переходных характеристик преобразователей постоянного напряжения// Электротехника. 1992. № 6−7. С. 52−57.
- Соломаха О.Н., Ядовина Е. С. Алгоритмический синтез регуляторов в импульсных стабилизаторах напряжения с комбинированным управлением// Техническая электродинамика, 1989. № 4. С. 37−45.
- Соломаха О.Н., Ядовина Е. С. Оптимизация процессов и синтез локальных регуляторов в импульсных стабилизаторах напряжения с комбинированным управлением// Техническая электродинамика, 1988 г. № 3. С. 51−57.
- Колесников A.A. Последовательная оптимизация нелинейных агрегированных систем управления М.: Энергоатомиздат, 1987 г. 158 с.
- Белов Г. А., Мочалов М. Ю. Синтез оптимальных систем управления ИСН на основе квадратичного критерия качества// Вестник Чувашского университета. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1997. № 2.
- Лященко И, К, Карагодова Е. А., Черникова Н. В., Шор Н.З.
- Линейное и нелинейное программирование. Киев: Вища школа, 1975.- 312 с.
- Хедли Дж. Нелинейное и динамическое программирование: Пер. с англ./ Под ред. Г. П. Акимова.- М. Мир, 1967.-506 с.
- Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование: Пер. с англ. М.: Мир, 1975 г.
- Крутъко П.Д. Вариационные методы синтеза систем с цифровыми регуляторами. М.: Сов. Радио, 1967. 440 с.
- Панасюк В.И. Оптимальное микропроцессорное управление электроприводом. Минск: Вышейшая школа, 1991.
- Файнштейн В.Г., Файнштейн Э. Г. Микропроцессорные системы управления тиристорными электроприводами/ Под ред. О. В. Слежановского. -М.: Энергоатомиздат, 1986.
- Перельмутер В.М., Соловьев А. К. Цифровые системы управления тиристорным электроприводом. Киев: Техника, 1983. 103 с.
- Белов Г. А., Мочалов М. Ю. Цифровая астатическая система управления ИСН// Вестник Чувашского университета. Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 1996. № 1. С. 67−76.
- Рекурсивные фильтры на микропроцессорах /А.Г. Остапенко, А. Б. Сушков, В. В. Бутенко и др.- Под ред. А. Г. Остапенко. М.: Радио и связь, 1988. — 128 с.
- Гольденберг Л.М., Матюшкип Б. Д., Поляк М. Н. Цифровая обработка сигналов. М.: Радио и связь, 1990.
- Цифровые процессоры обработки сигналов: Справочник? А. Г. Остапенко, С. И. Лавлинский, А. Б. Сушков и др.- Под ред. А. Г. Остапенко. М.: Радио и связь, 1994. — 264 с.
- Грибачев С. Цифровые процессоры обработки сигналов компании Texas Instruments// Электронные компоненты. 1998. № 3. С. 14−16.
- Костюк В.П., Широков Л. А. Автоматическая параметрическая оптимизация систем регулирования. -М.: Энергоатомиздат, 1981 г. 96 с.
- Алиев Р.А. Принцип инвариантности и его применение. М.: Энергоатомиздат, -1985.- 128 с.
- Баранов Л.А. Квантование по уровню и временная дискретизация в цифровых системах управления. М.: Энергоатомиздат, 1990. — 304 с.
- Lorenzo S., Peran J.R., Sheker М. PECADS: An Integrated CAE Package for Simulation and Design of multy-puls controlled Static Converters //Mundo Electronico (Spain), 1987. N179 p. 99−106.
- Middelebrook R.D. Topics in Multiple-Loop Regulators and Current-Mode Programming. IEEE PESC Proceedings, June 1985.
- Middelebrook R.D., Cuk S. Modeling and Analysis Methods for DC-to-DC Switching Converters. Advances in Switched-Mode Power Conversion. TESLAco, Passadena, California 1981.
- L. Dicson. Average Current Mode Control of Switching Power Supplies. Unitrode: Produkt and Application Handbook. 1995−1996.
- Modelling, Analysys and Compensation of the Current-Mode Converter. U-97. Unitrode: Produkt and Application Handbook. 1995−1996.
- Moler C.B., Van Loan. Nineteen Dubious Ways to Compute the Exponential of a Matrix // SIAM Review, 1979. Vol. 20. P. 801−836.
- Mathcad 6.0 Plus: Финансовые инженерные и научные расчеты в среде Windows 95. -М.: Информационно издательский дом «Филинъ», 1997 г. -712 с.
- Разевиг В.Д. Disign Centre 6.2 (PSpice) Система схемотехнического моделирования и проектирования печатных плат. М.: СК Пресс, 1996. -272 с.
- Kymoe М.Е. Синтез систем управления ИСН// Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Матер, междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. М.: Изд-во МЭИ, 1999. Т-1. С. 204−205.m