05.09.03 – электротехнические комплексы и системы

Приказ Высшей аттестационной комиссии Республики Беларусь от 23 августа 2007 г. № 138
 

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРОГРАММЫ-МИНИМУМ

Цель программы-минимум  состоит  в  углубленном  и расширенном  изучении  основных  дисциплин:  теории  автоматического  управления (ТАУ),  теории  электропривода (ТЭП) и  систем  управления  электроприводами (СУЭП),  знания  по  которым необходимы  соискателю  в решении  научных  и прикладных  задач  при  подготовке  диссертационной  работы  по  данной  специальности.

Задача программы-минимум заключается  в  активизации  теоретической  и  экспериментальной  работы  соискателя  и всей  его  интеллектуальной  деятельности  в  выбранном  научном  направлении.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ, УМЕНИЯМ И НАВЫКАМ АСПИРАНТА (СОИСКАТЕЛЯ)

Соискатель должен владеть глубокими знаниями в современных: ТАУ, ТЭП и СУЭП, уметь пользоваться методами анализа и синтеза объектов управления и систем автоматизированного электропривода, знать способы и средства  экономичного регулирования координат электромеханической системы, уметь оптимизировать управляемые процессы и обосновывать  принимаемые  решения.

В  процессе  подготовки к  кандидатскому  экзамену  по  специальности  соискатель  должен  приобрести  навыки  по  расчетам  и моделированию  статических  характеристик и  динамических  процессов  автоматизированных  электроприводов  различных  объектов.

3.  СОДЕРЖАНИЕ   КУРСА

Теория  автоматического  управления

1. Основные  понятия  и  определения  в  ТАУ: объект  управления, система, система  управления. Основные  сигналы,  действующие  в  системе  управления:  задающие  и  возмущающие  воздействия,  сигналы  управления  и  обратных  связей. Типовые   воздействия.  Детерминированные  и  случайные  сигналы. Характеристики  случайных  сигналов.

2. Принципы  построения  систем  автоматического  управления.

Управление  по  отклонению,  управление  по  возмущению. Комбинированное  управление. Основные  признаки  классификации  систем  автоматического  управления.

3. Статические характеристики  систем  автоматического  управления.

Определение  статической  характеристики.  Линейный  статический  элемент,  астатический  элемент.  Статические  и  астатические  системы.  Линеаризация нелинейных  статических  характеристик  и  нелинейных  уравнений.

4. Динамические  звенья,  их  уравнения и  передаточные  функции.

Типы динамических  звеньев:  усилительное,  интегрирующее,  апериодическое, колебательное, дифференцирующее. Временные, передаточные  и  частотные  функции (характеристики)  динамических  звеньев.

5. Структурные  схемы  систем автоматического  управления.

Методика составления  структурных  схем. Основные  формулы  для  преобразования  структурных  схем.  Правила преобразования структурных  схем.

6. Передаточные  функции  разомкнутых  и  замкнутых  систем.

Изображение по  Лапласу  выходной  величины. обусловленной  задающим  воздействием. Изображение  сигнала  ошибки.  Уравнения  для разомкнутых  и  замкнутых  систем.  Передаточные  функции  по  задающему  и  возмущающему  воздействию.

7. Методы  моделирования  динамических  звеньев.

Моделирование линейных непрерывных  динамических  звеньев. Моделирование   динамических  звеньев  и  динамических  систем  с  помощью  численного  интегрирования  обыкновенных  дифференциальных  уравнений.

8. Частотные  характеристики  систем  автоматического  управления.

Логарифмические частотные характеристики (ЛЧХ). Построение ЛЧХ разомкнутых одноконтурных  систем. Построение  ЛЧХ замкнутых, многоконтурных  и  комбинированных  систем. Определение  параметров  асимптотических  ЛАХ  по  передаточной  функции  разомкнутой  одноконтурной  системы.

9. Устойчивость  линейных  систем  автоматического  управления.

Необходимое и достаточное условие  устойчивости. Критерии устойчивости  линейных систем: Гурвица-Рауса, Найквиста, Михайлова. Запасы устойчивости.  Выделение  областей  устойчивости.

10. Переходные  процессы  в  системах  автоматического  управления.

Методика  учета  начальных  условий. Частотный  метод  расчета переходных  процессов.  Частотный  метод  оценки  качества  переходных  процессов.  Типы  переходных  характеристик. Оценка  показателей  качества  по распределению  корней  характеристического  полинома.  Оценка  показателей  качества  по  ЛЧХ  разомкнутой  системы.  Интегральные  оценки  качества. 

11. Коррекция  динамических  свойств  систем  автоматического  управления.

Постановка  задачи.  Желаемые  ЛЧХ. Типовые  ЛЧХ. Выбор  типа ЛАХ и расчет  ее  параметров. Средства  коррекции.

12.  Нелинейные  системы  автоматического управления.

Структурная схема нелинейной системы. Статические и динамические нелинейные  элементы. Уравнения  нелинейной  САУ. Устойчивость  нелинейных  систем. Метод  фазовой плоскости и гармонической линеаризации. Методы исследования релейных  систем.

13. Синтез  систем  автоматического  управления.

Управляемость  и наблюдаемость. Общая  постановка  задачи  синтеза управления. Синтез  корректирующих  устройств  методом  ЛЧХ. Синтез  замкнутых  систем  методом  последовательной  оптимизации  контуров. Оптимизация  системы  по  интегральному  квадратичному  критерию. Синтез инвариантных  систем.

14. Импульсные  системы.

Импульсная  модуляция  первого  и  второго  рода. Структурные  схемы  импульсных  систем. Дискретное  преобразование  Лапласа.  Z – преобразование.  Линейные  разностные  уравнения  с  постоянными  коэффициентами. Импульсные  передаточные  функции. Оценка  устойчивости  импульсных  систем. Синтез  импульсных  систем.

15. Оптимальное  управление.

Задача синтеза оптимальных систем. Методы  классического  вариационного  исчисления в применении к  оптимальному управлению. Принцип максимума  Понтрягина. Метод динамического программирования. Построение оптимальных по  быстродействию управлений в линейных  системах.

16. Адаптивные  системы.

Виды адаптивных систем. Экстремальные системы автоматического управления. Организация поиска экстремума для многомерных систем.  Беспоисковые системы с моделями. Беспоисковые самонастраивающиеся системы.

Теория  электропривода

1. Расчетные  механические  схемы  электропривода.

Механические звенья электропривода. Учет упругости механических  звеньев. Приведение моментов инерции (масс) и коэффициентов жесткости  звеньев к одной  оси. Многомасовые  модели механической части и их преобразования  к  трех-,  двухмассовым  моделям.

2. Классификация  статических  нагрузок  в  электроприводе.

Виды статических нагрузок, их характеристика (активные и реактивные, консервативные и диссипативные, постоянные и переменные) и математическое  описание.

3. Уравнения  движения многомассовых систем электропривода с  учетом диссипативных сил.

Уравнение  Лагранжа  второго рода при наличии непотенциальных и диссипативных сил. Уравнения  движения  одно- и  двухмассовой  системы  в  дифференциальной  и  операторной  форме.

4. Механическая часть электропривода как объект автомтического управления.

Структурная  схема  двухмассовой системы электропривода при наличии диссипативных сил. Передаточные функции по управляющему и возмущающему  воздействию.

5. Динамические свойства механической  части  электропривода.

Амплитудно-  фазовые  характеристики  одно-    и  двухмассовой   систем по  управляющему и возмущающему воздействиям. Резонансные частоты. Анализ  свойств механической части электропривода по амплитудно–фазовым характеристикам.

6. Оптимальное (по разным  критериям) передаточное число редуктора  одномассовой  системы  электропривода.

Критерии оптимальности: быстродействие, минимум  габаритов двигателя, минимум  массы  редуктор-двигатель и т.д.  Методы  определения  оптимального  передаточного  числа.

7.Механические переходные  процессы  двухмассовой  системы  электропривода.

Уравнения разгона двухмассовой системы электропривода при постоянном  электромагнитном  моменте. Анализ кривых переходного процесса.

Динамический  коэффициент. Модель  и  математическое  описание  обобщенной  электрической  машины  в  осях  1a - 1b,  2d – 2q.

Допущения  при  создании  модели  обобщенной  электрической  машины. Электромеханическая  связь  в  электроприводе и ее  характеристики.

9. Координатные преобразования уравнений обобщенной  электрической  машины.

Цель координатных  преобразований. Прямое и обратное  преобразование координатной  точки  на  плоскости  при  повороте  осей  относительно  начала  координат. Матрица  поворота. Матричные  уравнения  прямого  и обратного  преобразования  переменных  статора  и  ротора  обобщенной  электрической  машины.

Модель  обобщенной  электрической  машины  в  осях  u, v,  вращающихся  с  произвольной, но  постоянной  угловой   скоростью  wк  относительно  осей  1a - 1b,  и  ее  уравнения.

10. Векторные  уравнения  обобщенной  электрической  машины.

Уравнения  обобщенной  электрической  машины  в  осях  u, v, записанные  в  форме  пространственных векторов и векторов на комплексной плоскости.  Скалярные  и  векторные выражения  электромагнитного  момента  обобщенной  электрической  машины. Системы координат, применяемые  для  описания  процессов  в  обобщенной  электрической  машине и  векторные  уравнения  в  этих  системах  координат.

11. Фазные  преобразования  переменных.

Преобразования  переменных  статора  и  ротора  трехфазной  системы  в двухфазную  и  наоборот.  Инвариантность   преобразования  переменных: два подхода. Ограничения, накладываемые на процесс преобразования  энергии в электрическом преобразователе постоянного и переменного тока.

12. Электромеханические  свойства  и  уравнения  двигателей  постоянного  тока  независимого  возбуждения  (ДТП  НВ).

Модели  ДТП НВ  в  осях  1a - 1b,  2d – 2q  и  в  неподвижных  осях   a-b и  их  математическое  описание.  Динамические  характеристики  и  структурные  схемы ДПТ. Статические  характеристики  ДПТ НВ  при  изменении  параметров.

13. Электромеханические  свойства  и  уравнения  двигателей  постоянного  тока последовательного   (ДПТ ПВ)  и  смешанного  (ДПТ СВ)  возбуждения.

Уравнения  и  структурные схемы  ДПТ ПВ при учете  влияния  вихревых  токов. Линеаризация  уравнений  ДПТ ПВ. Статические  характеристики  ДПТ ПВ  и  применяемые  методы  их  расчета.

Уравнения  ДПТ  СВ.  Особенности  статических  характеристик  ДПТ СВ.

14.  Электромеханические  свойства  и уравнения  асинхронного  двигателя (АД)  при  питании от  источника  напряжения.

Модель АД в осях  1a - 1b,  2d – 2q и ее  математическое описание. Векторные  уравнения  ад  в синхронно-вращающихся  осях  x – y. Схема  замещения  АД  для  установившегося  режима  работы  и  ее  использование  для  получения  статических  электромеханических  и  механических  характеристик.  Математическая  модель  АД, записанная  в  осях  x – y относительно потокосцеплений. Математическая модель АД, записанная в осях a - b относительно токов. Динамическая характеристика АД и ее линеаризация.  Статические  характеристики  АД  при  постоянных  и  переменных  параметрах.

15.  Электромеханические  свойства  и  уравнения  синхронного  двигателя (СД). 

Модель  двухфазного  СД  и  ее  математическое  описание  в  осях 1a -1b,  2d – 2q.  Математическая  модель  СД  в  осях  d – q.  Угловая  характеристика  СД  и  ее  линеаризация.  Структурная  схема  линеаризованного  СД. Активная  и  реактивная  мощности  СД.  U – образные  характеристики.

16. Свойства  и  характеристики  вентильных  двигателей.

Классификация  вентильных  двигателей. Модель  двухфазного  вентильного  двигателя  с  непрерывным управлением  положением  вектора  МДС статора  в  осях  1a - 1b,  2d – 2q   и  ее  математическое  описание. Математическая  модель  вентильного  двигателя  в  осях  d – q.  Уравнение  статической  механической  характеристики  вентильного  двигателя  при  ортогональном  и  неортогональном  расположении  МДС  ротора  и  статора.

Вентильные  двигатели  с  дискретным  управлением  положением  вектора  МДС статора (бесконтактные двигатели постоянного тока -  БДПТ). Особенности свойств и  характеристик БДПТ.

17. Каскадные  схемы.

Классификация каскадов. Регулирование скорости асинхронного двигателя в каскадных схемах. Механические характеристики асинхронного двигателя в машинно-вентильном (электромеханическом) каскаде. Механические  характеристики асинхронного двигателя в асинхронно-вентильном  (электрическом)  каскаде. Энергетические  диаграммы  каскадных  схем.

18. Машина двойного  питания (МДП).

Регулировочные возможности  МДП:  МДП – двигатель и МДП – генератор. Эквивалентная схема и математическое  описание МДП в установившемся  режиме работы. Векторная диаграмма МДП и уравнение механических  характеристик.  Режимы работы  МДП. Функциональная схема управления  МДП.  Способы  пуска  МДП.

19. Взаимосвязанный  электропривод.

Взаимосвязанный  электропривод с  механическим  соединением  валов. Общие  уравнения механической  характеристики.  Распределение  нагрузки  между  электродвигателями.

Взаимосвязанный  электропривод с  электрическим  валом.  Свойства  и  характеристики  электрического  вала  с  вспомогательными  машинами,  с  основными  рабочими  машинами. Повышение  энергетических  показателей  электрического  вала  с  основными  рабочими  машинами.

20. Электромеханические  переходные  процессы  электропривода при неизменной  скорости  идеального   холостого хода (w0 = const), постоянной  жесткости  механической  характеристики  (b - const)  и  постоянном  статическом  моменте.

Дифференциальные  уравнения  скорости и электромагнитного  момента  электродвигателя для  переходного  процесса. Уравнения  скорости  и  электромагнитного   момента  электродвигателя  для  различного  вида  корней  характеристического  уравнения. Переходные  процессы  при  набросе  и сбросе   нагрузки  электропривода.  Оптимальное  соотношение  постоянных  времени  электропривода.

21. Переходные  процессы  электропривода  при  линейном  задании  скорости  идеального  холостого  хода  w0  и  b = const,   Мс = const.

Общее  уравнение  скорости и электромагнитного момента  электродвигателя в  переходном  процессе. Частные  случаи  переходных процессов, их уравнения  и  характеристики.

22. Переходные  процессы  электропривода  при экспоненциальном  задании w0,  b = const  и  Мс = const.

Уравнения скорости и электромагнитного момента электродвигателя в  переходном процессе. Максимальный электромагнитный момент. Влияние соотношения постоянных времени на свойства переходного процесса. Примеры  использования  экспоненциального  задания  w0 в переходных  процессах  электроприводов  постоянного  и  переменного  тока.

23. Переходные процессы в электроприводах постоянного  тока при изменении  магнитного потока.

Методы  расчета переходных процессов в электроприводах с двигателями  постоянного  тока  независимого возбуждения при изменении  магнитного потока,  а  также в электроприводах  с двигателями последовательного и смешанного  возбуждения.

24. Методы расчета  переходных процессов  при нелинейном  динамическом моменте.

Причины  появления  нелинейного динамического момента. Аналитические методы расчета для частных случаев.

Метод кусочно-линейной  аппроксимации  динамического  момента. Метод  конечных  разностей.

25. Динамика  одномассовой  разомкнутой  системы  электропривода.

Обобщенная структура системы «управляемый преобразователь– двигатель». Оценка  динамических  свойств  одномассовой  системы  в  частотной  области.

Оценка  динамических  свойств  одномассовой  системы  во  временной  области. Переходные  и  импульсные  характеристики  при  различном  виде корней  характеристического уравнения.  Оптимальное  соотношение  постоянных  времени,  обеспечивающих  минимальное  перерегулирование. Переходная  и  импульсная  характеристики для  этого случая.

26. Динамика двухмассовой  разомкнутой  системы электропривода.

Структурная схема двухмассовой системы и ее преобразования. Передаточная  функция по  управляющему воздействию  для скорости  второй  массы. Характеристическое  уравнение  и  его анализ. Предельные  случаи  жесткости  механических характеристик.  Демпфирующие свойства  линейной  механической  характеристики.  Влияние  электромагнитной  постоянного  времени  на  демпфирование  колебаний  в  электроприводе.

27. Энергетические  показатели  установившегося  режима  нерегулируемого  и  регулируемого  электропривода.

Постоянные и переменные потери мощности в нерегулируемых и  регулируемых  электроприводах. К.п.д. электропривода. К.п.д. нерегулируемого  электродвигателя. К.п.д. регулируемого по скорости электродвигателя. Коэффициент мощности при синусоидальных и несинусоидальных токах и  напряжениях. Частные случаи.

28. Обобщенное  представление  потерь  энергии  в  переходных  процессах  электроприводов при  w0 = const  и  w0 =  var.

Использование понятия «момент количества движения» для определения потерь энергии в переходных процессах электроприводов. Общее выражение для потерь  энергии  и  его  частные  случаи для  пуска, торможения  и  реверса  электропривода  вхолостую. Применение  этой методики для определения  потерь  энергии при  постоянном  статическом  моменте.

Приближенное  определение потерь энергии в переходных процессах  электропривода  при линейном задании скорости идеального холостого  хода  w0.

29. Тепловые  модели  электродвигателя  и  их  математическое  описание.

Одномассовая тепловая модель и  ее  электрический аналог. Постоянная  времени  нагрева (охлаждения) и  ее  зависимость от  способа  охлаждения  и  габаритов  двигателя. Двухмассовая  тепловая модель и ее электрический  аналог.  Общий  подход к определению температуры в электродвигателе  в  установившемся  режиме  на  основе  уравнения  Пуассона.

30. Номинальные  режимы  работы  электродвигателей.

Характеристика номинальных режимов с помощью графиков  момента,  потерь  мощности,  температуры  и  соответствующих показателей.

31. Выбор  мощности  электродвигателей.

Нагрузочные  диаграммы  механизма  и  электропривода  и  способы  выбора мощности  и  проверки  двигателя  по  нагреву  и  перегрузочной  способности  в  соответствиии  с режимом  работы. Влияние регулирования скорости на выбор мощности.

32. Допустимое число включений асинхронного двигателя с  короткозамкнутым  ротором.

Уравнения  теплового  равновесия  за  цикл с  условием  изменяющихся  условий  охлаждения  и  определение  допустимого  числа  включений  при  заданной  продолжительности  включений.

33. Основные показатели способов регулирования координат  электропривода.

Точность,  диапазон,  плавность,  экономичность,  допустимый  момент, динамические  показатели.

34. Способы  регулирования  скорости  асинхронного  двигателя  при  w0 = const.

Регулирование  изменением  величины  напряжения  при  постоянной  частоте,  реостатное  регулирование  в  разомкнутых  и  замкнутых  системах.

35. Частотное управление идеализированным  асинхронным  двигателем.

Закон  М.П.Костенко. Механические характеристики  при частотном управлении  идеализированным  асинхронным  двигателем: общее  выражение  и  частные случаи. Структурная схема разомкнутой системы частотного  управления.

36. Законы  частотного  управления  реальным  асинхронным  двигателем.

Эквивалентная  схема  и  векторная  диаграмма  асинхронного  двигателя  при  переменной  частоте. Законы  стабилизации  потокосцеплений: статора, взаимоиндукции,  ротора. Характеристики  и  свойства  асинхронного  двигателя  при  использовании   этих  законов.  Функциональные  схемы  реализации  законов  стабилизации  потокосцеплений  без  обратной  связи  по  скорости  и  ее  наличии. Закон  стабилизации  абсолютного  скольжения. Функциональная  схема  реализации  этого  закона.  Характеристики  двигателя.

37. Частотно-токовое  управление  асинхронным  двигателем.

Разомкнутая система частотно-токового управления. Механические  характеристики  асинхронного  двигателя и недостатки  этой  системы.

Частотно-токовое управление при стабилизации потокосцепления взаимоиндукции. Функциональные  схемы. Формирование  мгновенных  значений  токов  в  системах  частотно-токового  управления.

38.  Векторное управление  асинхронным  двигателем. Прямое  векторное  управление: векторные  диаграммы,  математическое описание  в  осях  х –y.

Формирование сигналов, компенсирующих ЭДС вращения.  Функциональная  схема  и  уравнения  блоков

Косвенное  векторное  управление.  Обратная  связь. Математическая  модель  в осях х – y. Стратегия построения  системы  косвенного  векторного  управления. Упрощеннвая  функциональная схема системы косвенного  векторного  управления. «Бездатчиковое»  векторное  управление.

39. Рекуперативное  и  резистивное  торможение асинхронного двигателя системах  частотного  управления.

Области применения обоих видов торможения.  Реализация  рекуперативного  и  резистивного  торможения.

40. Регулирование  скорости  асинхронных  двигателей  в  каскадных  схемах.

Принцип  регулирования  скорости  в  каскадных  схемах. Классификация каскадных  схем. Регулировочные  свойства  каскадов.  Области  применения.

41. Регулирование  скорости  двигателей  постоянного  тока  в  разомкнутых системах «управляемый  преобразователь – двигатель»  (УП – Д).

Применяемые  системы  УП – Д .  Регулировочные  характеристики  системы  УП – Д.  Типовые  схемы  вентильных  преобразователей,  применяемых  для  регулирования  скорости  ДПТ НВ.  Эквивалентные  схемы, механические  характеристики,  режимы  работы  управляемых  вентильных  преобразователей.

42. Регулирование  скорости  двигателей  постоянного  тока в  системе «импульсный  регулятор  напряжения  -  двигатель» (ИРН – Д).

Особенности широтно-импульсного и частотно-импульсного  регулирования  напряжения. Эквивалентная  схема и  уравнение  тока  для  установившегося  режима. Величина колебаний тока. Механические  характеристики.

43. Регулирование  скорости двигателя  постоянного тока  при  изменении  магнитного  потока.

Регулировочные характеристики двигателя  постоянного  тока  независимого  возбуждения  (ДПТ  НВ)  при  изменении  магнитного  потока. Регулировочные  характеристики  ДПТ НВ  при  стабилизации  магнитного  потока.  Регулирование  скорости двигателя постоянного  тока  последовательного  возбуждения   изменением  магнитного  потока.

44. Регулирование  момента  и  тока  в  электроприводе.

Регулирование  тока  и  момента  в ДПТ НВ  с  помощью  импульсного  регулирования эквивалентного  сопротивления.  Регулировочная  характеристика.  Дискретные  способы  регулирования  тока и  момента в  ДПТ НВ. Регулирование  момента  при  питании  ДПТ НВ  от  источника  тока. Регулирование  момента  в  асинхронных  электроприводах.

45. Регулирование  положения  в  электроприводе.

Точность  остановки  электропривода.  Наибольшее  отклонение  тормозного  пути. Пониженная  скорость,  обеспечивающая  допустимую  погрешность  тормозного  пути. Минимальное  время  работы  позиционного  электропривода.  Допустимое  число  включений  в  час  позиционного  электропривода  с  треугольной  диаграммой  скорости.

Системы  управления  электроприводами (СУЭП)

1. Понятия  и  определения  в  СУЭП.  Классификация  СУЭП.

Управление. Система  управления.  Задачи   управления.  Электропривод  как  объект  управления.   Функции  СУЭП,  ограничения.

2. Математическое  описание  СУЭП.

Естественные  и  искусственные  ограничения  переменных. Управление током,  моментом,  скоростью  и  положением.  Предельные  диаграммы  управления.  Требования,  предъявляемые  к  СУЭП.

3. Принципы  управления  электроприводами.  Математическое  описание  логики  управления.

Логика  управления. Принципы  управления.

4. Управление  по  принципу  времени.

Расчет  установок  реле  времени. Применяемые   аппараты. Достоинства  и  недостатки  этого управления. Примеры.

5. Управление  по  принципу  скорости.

Способы контроля скорости. Применяемые аппараты. Достоинства и недостатки этого управления. Управление режимом противовключения. Примеры  составления схем управления  по  принципу  скорости.

6.  Управление  по  принципу  тока.

Особенности управления. Применяемые аппараты. Достоинства и  недостатки  этого  управления. Примеры составления схем управления. Управление  потоком  возбуждения  в  функции  тока  якоря.

7. Управление  по  принципу  пути.

Аппараты  управления. Пример  составления  схемы  управления  по  этому  принципу.

8. Защита  электроприводов. 

Виды защит. Выбор аппарата защиты и расчет установок. Типовые узлы схем защиты.

9. Релейно-контакторные  схемы  управления  электроприводами.

Типовые  схемы  управления  электроприводами  постоянного и переменного тока.

10.Применение  логических  элементов  и  программируемых  контроллеров.

Виды  логических  элементов  и  программируемых  контроллеров  и  их использование  для  управления  электроприводами.

11.Управление  синхронными  электроприводами.

Особенности  управления  и  защиты. Схемы  статорных  цепей. Схемы роторных  цепей. Примеры  составления схем управления пуском. Принципы управления пуском синхронных двигателей. Применение  схем бесконтактного возбуждения.

12. Структуры  управления скоростью электроприводов.

Формирование процессов  пуска, торможения  и  реверса. Стабилизация заданной  скорости. Предельные  диаграммы. Точность поддержания скорости, статизм  характеристики,  диапазон  регулирования.

13. Системы подчиненного  управления.

Оптимизация  контура  тока. Варианты  оптимизации. Оптимизация  контура  скорости  в  статической  и астатической  системе. Варианты  реализации  астатической  системы. Ограничения  координат. Задатчик  интенсивности. Принципы  построения. Передаточная  функция. Статические  характеристики  систем  подчиненного  управления.

14. Системы  управления  с  общим  суммирующим  усилителем  обратных  связей  с  отсечками.

Варианты  структур  СУЭП  для  формирования  процессов  пуска  и  торможения. Пуско-тормозные диаграммы. Статические  характеристики. Основные  расчетные  соотношения. Одноконтурная  система. Синтез  системы. Статические  характеристики. Принципы  упреждающего  токоограничения.

15. Использование  принципов  модального  управления  в электроприводе.

Постановка  задачи. Алгоритмы  модального  управления. Модальное  управление  при  неполных  измерениях.  Модальное  управление  с наблюдателем  полного  порядка. Модальное   управление  с  наблюдателем пониженного  порядка.

16. Стандартные   настройки  контуров  управления. 

Настройка  на  оптимум  по  модулю. Настройка  на  симметричный  оптимум. Настройка  контуров  при  наличии  нелинейностей.

17. Системы  двухзонного  управления  скоростью.

Варианты  структур. Особенности  настройки  контуров, компенсация  нелинейностей. Оценка  динамики.  Статические  характеристики.

18. Синтез  статической  и астатической  систем  стабилизации  скорости.

Статическая,  астатическая и комбинированная  системы. Выбор  варианта структуры. Построение  статических  характеристик   замкнутой   нелинейной  системы. Определение  требуемого  коэффициента  усиления.

19.  СУЭП  с  тиристорными  выпрямителями.

Особенности тиристорных преобразователей. Регулировочные  характеристики в  режиме  непрерывного и прерывистого тока. Способы  устранения влияния  прерывистых  токов.  Применение  адаптивного  управления. Тиристорные  электроприводы  с  раздельным  управлением  группами  вентилей.  Логические  переключающие  устройства.  Совместное  управление группами  вентилей.  Примеры  построения  систем  совместного управления.

20. СУЭП  с  транзисторным  широтно-импульсным преобразователем (ШИП).

Особенности  построения  систем   управления.  Учет  особенностей  объекта   управления  при  расчетах  статики  и  динамики.  Особенности использования  высокомоментных  двигателей.

21.  Микропроцессорная  реализация  систем  управления.

Структурная  схема  цифровой  системы подчиненного регулирования.  Регулирование  тока  якоря. Регулирование  скорости  и  положения.

22. СУЭП  с  упругими  механическими  звеньями.

Влияние  упругости  механических  звеньев на работу СУЭП. Особенности  коррекции.  Применение наблюдателя. Расчет  параметров  регулятора.

Оценка  статической  точности  и  динамики.

23. Системы скалярного частотного управления электроприводами  переменного  тока.

Функциональные  схемы скалярного частотного управления. Применение  обратной  связи  по  скорости. Структурные  схемы.  Регуляторы  ЭДС и тока. Задатчики  интенсивности. Особенности  статических  и  динамических характеристик  скалярных  систем  частотного  управления.

24. Системы   векторного  управления  электроприводами  переменного  тока.

Функциональные  схемы  прямого  и  косвенного  векторного  управления. Структурные  схемы  системы  ПЧ- АД  с  управлением  по  вектору потокосцепления  статора,  вектору  потокосцепления  взаимоиндукции  и  вектору  потокосцепления  ротора.

Функциональная  схема  частотно-токового  векторного  управления. Реализация  векторного  управления.

25. Системы  управления  вентильными  двигателями.

Функциональная  схема  вентильного  двигателя. Классификация  вентильных  двигателей. Способы  управления  вентильными  двигателями: скалярный  и  векторный. Датчики  положения  ротора.  Регулирование  скорости. Структурные  схемы  вентильных  двигателей.

26. СУЭП  в  режиме  слежения.

Принципы   построения  систем  управления  положением.  Функциональная  схема  следящего  электропривода.  Математическое  описание  следящего  электропривода.  Использование  двухканального  принципа. Комбинированное  управление. Влияние  нелинейности.  Настройка  контура  положения  при  упругой  связи  двигателя  с  механизмом.  Синтез  следящих  систем.

27. СУЭП  в  режиме  позиционирования.

Требования  к  статической  точности  и  динамике. Расчет  параметров  регуляторов  положения  для  отработки  малых,  средних  и  больших  перемещений. Применение  параболлического регулятора положения. Применение  задатчика  интенсивности  перемещения.

28. Системы  программного  управления  электроприводами.

Системы  программного  управления  с  шаговыми  двигателями. Микропроцессорная  реализация  программного  управления.

29. Взаимосвязанные  СУЭП.

Классификация  взаимосвязанных  систем  управления.  Системы  управления  соотношением  скоростей  электроприводов. Системы  управления  натяжением.  Варианты  структур.  Особенности  синтеза  систем.

30. Проектирование  дискретных  систем  управления.

Способы  задания  работы  систем  управления  релейного  действия. Дискретный  автомат. Этапы  синтеза  дискретного  автомата. Минимизация  автомата.  Кодирование  состояний.  Реализация  автомата  в  заданном  базисе.  Программная  реализация  устройств  управления  релейного  действия. Программируемый  контроллер.

31.Системы  числового программного управления  электроприводами (ЧПУ).

Классификация  и  функциональные  возможности  ЧПУ. Принципы  построения  и  структуры  ЧПУ.  Дискретный электропривод  с  ЧПУ. Устройство  с регулируемым  и  следящим  электроприводом.  Измерительные  преобразователи  перемещения. 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

Теория  автоматического  управления

  1. Анхимюк В.Л., Опейко О.Ф., Михеев Н.Н. Теория  автоматического управления.  Мн.: Дизайн, ПРО, 2000 – 352 с. – илл.

  2. Теория  автоматического  управления: Учебн. для вузов по спец. «Автоматика и телемеханика». В 2-х  ч.  Ч.1. Теория  линейных  систем  автоматического  управления./Н.А.Бабаков, А.А.Воронова. – Высшая школа, 1986. – 367 с.

  3. Справочное  пособие  по  теории  систем  автоматического регулирования и управления / Под  ред. Е.А.Санковского. – Мн.: Вышэйшая  школа, 1979. - 350 с.

  4. Куропаткин П.В. Теория  автоматического  управления.– М.: Высшая школа,  1973. – 527 с.

  5. Справочник  по  теории автоматического  управления / Под  ред. А.А.Красовского. – М.: Наука,  1987.

  6. Иващенко Н.Н.  Автоматическое  регулирование. Теория  и  элементы систем / Учебн.  для втузов. – М.: Машиностроение, 1978. – 736 с.

  7. Мееров М.В.  Синтез  структур  систем  автоматического    регулирования  высокой  точности. – М.: Наука, 1967. – 423 с.

  8. Фельдбаум А.А.  Основы  теории оптимальных  автоматических  систем. –  Наука,  1966. – 623 с.

  9. Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г., Гамкрелидзе Р.В., Мищенко Е.Ф. Математическая  теория  оптимальных процессов.– М.- Физматгиз,1961.- 391с.

  10. Бессекерский В.А.,  Изранцев В.В.  Системы  автоматического  управления   с  микро-ЭВМ. – М.: Наука, 1987. – 320 с.

  11. Куо Б. Теория  и проектирование  цифровых систем управления. – М.: Машиностроение, 1986. – 448 с.

  12. Фрадков А.Л. Адаптивное  управление в сложных  системах:    беспоисковые  методы. – М.: Наука. Гл.ред физ.-мат. литературы,  1990. – 296 с.

  13. Петров Б.Н. Избранные  труды. – М.: Наука, 1983. Т.1. Теория    автоматического  управления. – 432 с.

  14. Кузовков Н.Т. Модальное  управление  и  наблюдающие устройства. – М.:  Машиностроение, 1976. – 184 с.

  15. Емельянов С.В. Системы  автоматического    управления   с   переменной структурой. – М.: Недра, 1967. – 335 с.

  16. Мелихов А.И., Баронец В.Д. Проектирование микропроцессорных средств  обработки нечеткой информации. –   Ростов-на-Дону: Изд-во   Рост.  ун-та, Сев.Кавк. научный центр ВШ, 1990.

  17. Hao  Ying.  Practikal  Desing  of  Nonlinear Fuzzy  Controllers  with  Stability  Analysis  for   regulating   processes   with   Unknown   Mathematical  Models. Automatica.  A. Journal  of  IFAC,  v30, № 7,  July  1994,  p. 1185-1195.

  18. Palm  Rainer.  Robust  Control  by  Fuzzy  Stiling  Mode. Automatica  the  J.of   IFAC,  1994,  v30,  N 9,   p. 1429-1439.

  19. Уоссермен Ф. Нейрокомпьютерная  техника. – М.: Мир, 1992.

  20. Ерофеев А.А. Теория автоматического управления: Учебн. для вузов. - СПБ:Политехника, 2001. - 302 с.

Теория  электропривода

  1. Ключев В.И. Теория  электропривода: учебник  для  вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1985 – 560 с.

  2. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория  электропривода:  Учебник для вузов.- СПб.:  Энергоатомиздат. СПб.  отделение,  2000. – 496 с.

  3. Поздеев А.Д. Электромагнитные и электромеханические  процессы в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах. – Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 1998. –

  4. Сабинин Ю.А. Электромашинные  устройства автоматики. – Л.:  Энергоатомиздат,  1988. – 408 с.

  5. Основы  автоматизированного  электропривода  /  М.Г.Чиликин, М.М.Соколов,  В.М.Терехов,  А.В.Шинянский. – М.:  Энергия,  1974. – 567 с.

  6. Справочник  по  автоматизированному  электроприводу    / Под ред. В.А.Елисеева и А.В.Шинянского. – М.: Энергоатомиздат,  1983. – 616 с.

  7. Ильинский Н.Ф.,  Козаченко В.Ф.  Общий  курс  электропривода: Учеб.для  вузов. – М.: Энергоатомиздат,  1992. – 544с.

  8. Михайлов О.П.  Автоматизированный  электропривод станков и   промышленных  роботов: Учебник для вузов. – М.: Машиностроение, 1990. – 304с.

  9. Булгаков А.А. Частотное  управление  асинхронными  двигателями. – М.:   Энергоиздат,  1982. – 216 с.

  10. Сандлер А.С., Сарбатов Р.С. Автоматическое  чостотное  управление асинхронными  двигателями. – М.: Энергия, 1974. – 328 с.

  11. Шенфельд Р., Хабигео Э.    Автоматизированные  электроприводы: Пер. с  нем. / Под ред. Ю.А.Борцова. – Л.: Энергоатомиздат,  1985. – 464 с.

  12. Фираго Б.И. Непосредственные  преобразователи   частоты  в  электроприводе. – Мн.: Университетское, 1990. – 255 с.

  13. Туганов М.С. Судовой  бесконтактный  электропривод. – Л.:   Судостроение, 1978. – 288 с.

  14. Сабинин Ю.А., Грузов В.Л. Частотно-регулируемые асинхронные  электроприводы. – Л.: Энергоатомиздат, 1985. – 128 с.

  15. Рудаков В.В., Столяров И.М., Дартау В.А. Асинхронные электроприводы  с векторным  управлением. – Л.: Энергоатомиздат, 1987. – 136 с.

  16. Копылов И.М. Математическое  моделирование  электрических  машин. –  М.: Высшая  школа,  1987. – 248 с.

  17. Частотно-регулируемый  асинхронный  электропривод. – Итоги науки    и   техники. Серия «Электропривод и автоматизация промышленных установок».  Том 6. – М.: ВИНИТИ – 90 с.

  18. Фираго Б.И., Павлячик Л.Б. Теория электропривода: Учебн. пособие. - Мн: ЗАО «Техноперспектива», 2004. - 527 с. 

Системы  управления  электроприводами

  1. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г.  Управление  электроприводами: Учебн. пособие  для  вузов. – Л.: Энергоиздат, 1982 – 392 с.

  2. Зимин Е.Н., Яковлев В.И. Автоматическое  управление электроприводами.М.: Высшая  школа,  1979.

  3. Герман-Галкин С.Г. и др.   Цифровые   электроприводы с транзисторными преобразователями. – Л.: Энергоатомиздат,  1986. -  248 с.

  4. Перельмутер В.М., Сидоренко В.А.  Системы   управления  тиристорными электроприводами постоянного  тока. – М.: Энергоатомиздат,1988. – 304с.

  5. Управляемый выпрямитель в системах  автоматического  управления / В.Н.Донской,  А.Г.Иванов, В.М.Никитин, А.Д.Поздеев;  Под ред. А.Д.Поздеева. – М.: Энергоатомиздат,  1984. – 352 с.

  6. Борцов Ю.А. и др.  Электромеханические  системы с  адаптивным и модальным  управлением. – Л.: Энергоатомиздат,  1984. – 216 с.

  7. Коровин В.Г.  и  др.  Системы  программного  управления  промышленными  установками  и  робототехническими  комплексами. – Л.: Энергоатомиздат, 1990. – 352 с.

  8. Гусев И.Г.  и  др. Устройства  числового  программного  управления. – М.: Высшая  школа, 1986. – 296 с.

  9. Борцов Ю.А., Соколовский Г.Г.  Тиристорные  системы  электропривода с упругими  связями. – Л.:  Энергия,  1979. – 160 с.

  10. Егоров В.Н., Шестаков В.М. Динамика систем электропривода.– Л.: Энергоатомиздат,  1983. – 216 с.