Введение
1. Математические модели асинхронного двигателя как объекта управления 20
1.1. Математическое описание процессов в индукционных электрических машинах и машинах двойного питания 20
1.1.1. Уравнения электрического равновесия обмоток машины и их преобразования 20
1.1.2. Баланс мощностей и электромагнитный момент АД 26
1.1.3.Уравнения магнитных связей машины 28
1.1.4. Структурные схемы и уравнения МДП как динамического объекта. 35
1.2. Принцип векторного управления АД 38
1.3. Некоторые способы аппроксимации кривой намагничивания АД 42
1.4. Обобщенная математическая модель системы "преобразователь частоты - асинхронный двигатель" 46
1.5. Выводы 51
2. Оптимизация установившихся режимов работы асинхронного электропривода по технико- энергетическим критериям 52
2.1. Критерии технико-энергетической оптимизации 52
2.2. Координаты двигателя при управлении по минимуму тока статора . 54
2.2.1. Кусочно-линейная аппроксимация кривой намагничивания 54
2.2.2. Аппроксимация кривой намагничивания зависимостью вида Vr=A4hd 57
2.2.3. Аппроксимация кривой намагничивания степенным рядом , 58
2.2.4. Сравнительный анализ способов аппроксимации 59
2.3. Координаты АД при управлении по минимуму суммарных потерь в двигателе 63
2.3.1. Оптимальные зависимости для кусочно-линейной аппроксимации кривой намагничивания 63
2.3.2. Оптимальные зависимости для случая аппроксимации кривой намагничивания степенным рядом 65
2.3.3. Сравнение оптимальных зависимостей, полученных при различных способах аппроксимации кривой намагничивания 66
2.4. Выводы 69
3. Синтез и динамическая оптимизация экстремальных систем векторного управления АД 72
3.1. Структура экстремальной системы векторного управления АД 72
3.2. Экстремальная система векторного управления АД с подчиненным контуром регулирования потокосцепления ротора 75
3.2.1. Структура экстремальной СВУ АД с подчиненным КРП 75
3.2.2. Методика синтеза контура регулирования потокосцепления ротора АД "в малом" методом больших коэффициентов 75
3.2.3. Методика синтеза контура регулирования скорости АД "в малом" 77
3.3. Синтез астатического КРС методом локализации 80
3.3.1. Синтез астатических многосвязных систем методом локализации: основные положения 80
3.3.2. Методика синтеза И-регулятора скорости "в малом" 84
3.4. Оптимизация переходных процессов "в большом" 86
3.4.1. Метод непрерывной иерархии: основные положения 87
3.4.2. Синтез оптимального алгоритма управления "в большом" методом непрерывной иерархии 89
3.5. О возможности регулирования скорости АД выше основной с сохранением экстремальности СВУ 95
3.6. Выводы 97
4. Идентификация координат состояния и переменных параметров асинхронного двигателя 100
4.1. Предварительная идентификация 101
4.2. Текущая идентификация ориентирующего вектора потокосцеплений ротора и активных сопротивлений с использованием информации о скорости АД 107
4.2.1. Структурный и параметрический синтез алгоритма текущей идентификации 108
4.2.2. Синтез алгоритма адаптации наблюдателя к изменениям активных сопротивлений АД 112
4.3. Об алгоритмах идентификации для систем без датчиков координат механического движения 127
4.4. Об идентификации индуктивных параметров при изменениях магнитного состояния АД 131
4.5. Выводы 132
5. Экспериментальное исследование энергооптимальных алгоритмов векторного управления 134
5.1. Описание экспериментальной установки 134
5.2. Исследование динамических показателей оптимизированных систем регулирования скорости 139
5.2.1. Переходные процессы в электроприводе с постоянством магнитного потокосцепления ротора АД 140
5.2.2. Переходные процессы в ЭП с экстремальной системой векторного управления токами АД 142
5.2.3. Переходные процессы в экстремальных системах векторного управления с подчиненным контуром регулирования потокосцепления ротора 145
5.3. Исследование динамических характеристик экстремальной СВУ с интегральным регулятором скорости и подчиненным КРП методом численного моделирования в среде Matlab 154
5.4. Исследование статических характеристик экстремальных систем ЭП. 161
5.5. Выводы 170
Заключение 172
Список литературы 175
