LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Удосконалення методів, моделей елементів та пристроїв локальних підсистем керування для рішення траєкторних задач

21


Черкаський державний Технологічний УНІВЕРСИТЕТ



ЛУКАШЕНКО Андрій Германович




УДК 681.325.5:621.382






Удосконалення методів, моделей елементів та пристроїв локальних підсистем керування

для рішення траєкторних задач




05.13.05 – елементи та пристрої

обчислювальної техніки та систем керування






Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук








Черкаси – 2005


Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Черкаському державному технологічному університеті

Міністерства освіти і науки України.


Науковий керівник доктор технічних наук, професор

Лега Юрій Григорович,

Черкаський державний

технологічний університет,

завідувач кафедри комп’ютерних систем.


Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Кочкарьов Юрій Олександрович,

Черкаський державний технологічний університет,

професор кафедри інформатики та інформаційної безпеки;


доктор технічних наук, професор

Кошовий Микола Дмитрович,

Національний аерокосмічний університет

ім. М.Є. Жуковського (Харківський авіаційний інститут),

завідувач кафедри авіаційних приладів і вимірювань.


Провідна установа: Національний технічний університет України

“Київський політехнічний інститут” Міністерства освіти і

науки України, кафедра звукотехніки та реєстрації

інформації, м. Київ.



Захист відбудеться "22" 12 2005 р. о 1430 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К73.052.01. в Черкаському державному технологічному університеті за адресою: 18006, м. Черкаси, бул. Шевченка, 460.


З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Черкаського державного технологічного університету за адресою: 18006, м. Черкаси, бул. Шевченка, 460.


Автореферат розісланий "18" 11 2005 р.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Палагін В.В.








ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ



Актуальність теми. Підвищення ефективності роботи проблемно-орієнтованих систем, які містять локальні підсистеми керування, тісно пов’язане з постійно зростаючою складністю задач керування рухом автономними спеціалізованими об’єктами. Область застосування локальних підсистем керування широко використовується для рішення траєкторних задач аеронавігації, космічної техніки, робототехнічних комплексів та ін. Багато локальних підсистем керування, що вирішують траєкторні задачі, складаються з електродвигунів, перетворюючих та керуючих пристроїв, які об’єднуються під загальною назвою – електропривід. Управління роботою електропривода здійснюється за допомогою електричного блока, який керує електричним перетворювачем або безпосередньо електродвигуном. Усі елементи електропривода взаємно пов’язані та в процесі роботи впливають один на одного. При цьому неухильно зростають вимоги до точності, надійності функціонування та швидкодії керуючих елементів та пристроїв. Питанням побудови локальних підсистем керування присвячений ряд робіт Є.Є. Олександрова, В.Д. Байкова, В.М. Бродовського, Є.С. Іванова, Ю.Т. Костенка, І.В. Кузьміна, Б.І. Мокіна, А.М. Оранського, К.Д. Жука, К.Г. Самофалова, Ю.О. Скрипника, В.Б. Смолова, В.П. Тарасенка, В.М. Тімонтеєва та ін. До основних недоліків у сучасних локальних підсистемах керування для рішення траєкторних задач слід віднести похибки формування струмів керування і, як наслідок, вплив на відтворення траєкторії з відповідною точністю.

Створення блоків керування в єдиному кристалі або в мікрозбірці з використанням сучасної мікроелектронної технології, які забезпечують високу надійність і точність керування, простоту реалізації, малу потужність споживання та низьку вартість, є перспективним напрямком.

Отже, пошук нових точних методів керування, моделей елементів та пристроїв локальних підсистем керування для рішення траєкторних задач, у тому числі: високоточних, високонадійних блоків керування мостовими інверторами електричних перетворювачів, датчиків струму навантаження мостових інверторів; високоточних пристроїв перемноження аналогових і гібридних сигналів; формувачів континуальних функцій на базі таблично-алгоритмічних методів реалізації, є актуальною задачею.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційний напрямок дослідження пов'язаний з тематикою НДР за такими темами з відповідними номерами державної реєстрації: "Створення високоефективних методів управління електричними машинами" (194U023411), “Розробка континуальних і гібридних таблично-алгоритмічних моделей для вирішення проблемно-орієнтованих задач у науці та техніці” (0104U002723), “Синтез та аналіз характеристик систем радіозв’язку з кумулянтно-часовою модуляцією параметрів сигналів” (0103U003680), виконаними у Черкаському державному технологічному університеті, в яких здобувач приймав участь.

Мета і задачі дослідження. Метою дослідження є удосконалення елементів і пристроїв локальних підсистем керування для рішення траєкторних задач шляхом розробки нових методів керування електричними перетворювачами та методу виміру струму навантаження мостового інвертора, побудови нових моделей датчиків струму, пристроїв перемноження аналогових і гібридних сигналів та формувачів континуальних функцій на базі таблично-алгоритмічних методів. Удосконалення спрямоване на підвищення якісних і експлуатаційних показників.

Для досягнення цієї мети поставлені і розв’язані такі наукові задачі:

– аналіз і синтез теоретичних основ апаратурної реалізації методів керування електричними перетворювачами в локальних підсистемах керування за їхніми моделями, операційних обчислювальних пристроїв, формувачів континуальних функцій при апаратурній реалізації на базі таблично-алгоритмічних методів;

– розробка нових високонадійних методів керування електричними перетворювачами: метод керування мостовим інвертором (МІ), метод керування МІ з регульованим струмом навантаження; метод вимірювання струму навантаження МІ;

– побудова нових образно-знакових моделей підвищеної точності датчиків вимірювання струму навантаження МІ для симетричного та несиметричного режимів комутації;

– розробка методу перемноження аналогових сигналів та нових моделей, які підвищують точність і швидкодію обчислювання аналогових і гібридних сигналів;

– побудова нової образно-знакової моделі формувача континуальних функцій.

Об'єкт дослідження – проблемно-орієнтовані процеси спеціалізованих систем керування.

Предмет дослідження– удосконалення методів, моделей елементів і пристроїв локальних підсистем керування для рішення траєкторних задач.

Методи дослідженнябазуються на використанні теорій: фільтрації і надійності – в методах керування МІ, перемножувачем аналогових сигналів; апроксимації – для створення формувачів континуальних функцій; алгебри логіки – при створенні датчиків струму, перемножувача гібридних сигналів; теорії керування – у методах керування електричними перетворювачами та у замкнутих локальних підсистемах керування електричними машинами при рішенні траєкторних задач.

Вірогідність результатів перевірялася розрахунками і модельними експериментами та проведенням експертизи по суті на винаходи.

Наукова новизнаодержаних результатів полягає в такому.

1. Вперше розроблені методи керування електричними перетворювачами: метод керування мостовим інвертором з регульованим струмом навантаження, метод керування мостовим інвертором, метод вимірювання струму навантаження мостового інвертора електричних перетворювачів. Відмітними рисами цих методів є: для перших двох – підвищення надійності