Sterowanie napędów elektrycznych (Grzesiak Lech, Ufnalski Bartłomiej, Kaszewski Arkadiusz)

Tytuł Sterowanie napędów elektrycznych Podtytuł Analiza, modelowanie, projektowanie Autorzy Lech Grzesiak, Bartłomiej Ufnalski, Arkadiusz Kaszewski Język polski Wydawnictwo Wydawnictwo Naukowe PWN ISBN 978-83-01-18318-9 Rok wydania 2016 Warszawa Wydanie 1 ilość stron 268 Format pdf Spis treści Wykaz oznaczeń VIII Wykaz stosowanych skrotow XIV 1. Wstęp 1 2. Maszyny elektryczne używane układach napędowych 5 2.1. Podstawowe konstrukcje i właściwości maszyn elektrycznych prądu stałego 5 2.2. Podstawowe konstrukcje i cechy urządzeń elektrycznych prądu przemiennego 6 3. Przekształtniki energoelektroniczne z łącznikami w pełni sterowalnymi dla napędów elektrycznych 8 3.1. Wprowadzenie 8 3.2. Podstawowe topologie przekształtników silnikowych i metody modulacji szerokości impulsów 14 3.2.1. Przekształtniki DC/DC dla napędow z silnikami komutatorowymi prądu stałego 16 3.2.2. Trójfazowy dwupoziomowy przekształtnik napięcia DC/AC dla silników prądu przemiennego 28 3.2.3. Trójfazowy trójpoziomowy przekształtnik napięcia DC/AC dla silników prądu przemiennego 41 4. Modele matematyczne przekształtnikowych napędów prądu stałego 52 4.1. Model matematyczny bezszczotkowego silnika prądu stałego (BLDC) 52 4.2. Modele matematyczne sprzętów prądu stałego w przestrzeni stanu 53 4.3. Model silnika prądu stałego w dziedzinie operatorowej 56 4.4. Model matematyczny przekształtnika energoelektronicznego 57 4.5. Model matematyczny napędu z silnikiem prądu stałego i przekształtnikiem energoelektronicznym – opis w dziedzinie czasu 57 4.6. Model matematyczny silnika prądu stałego z przekształtnikiem energoelektronicznym – opis dziedzinie operatorowej 59 5. Sterowanie napędów prądu stałego z kaskadowo połączonymi regulatorami położenia, szybkości i prądu 61 5.1. Wprowadzenie 61 5.2. Projektowanie regulatora prądu 65 5.3. Projektowanie regulatora szybkości 69 5.4. Projektowanie regulatora położenia 75 6. Dobór nastaw regulatorów metodą roju cząstek na przykładzie regulatorów prędkości i położenia 80 6.1. Optymalizacja a metoda prób i błędów 81 6.2. Wskaźniki jakości 82 6.3. Optymalizacja metodą roju cząstek 86 6.4. Optymalizacja nastaw regulatorów prędkości i położenia w układzie napędowym 88 6.5. Optymalizatory stochastyczne w praktyce inżynierskiej 95 7. Strojenie regulatorów przy użyciu SYSTUNE w napędzie prądu stałego 96 7.1. Normy p-te wektora 97 7.2. Tłumienie, pulsacja graniczna, pulsacja naturalna, pulsacja odcięcia, czas narastania, pasmo przenoszenia 98 7.3. Określanie celow sterowania dla SYSTUNE 102 7.4. SYSTUNE a kryteria Kesslera lub metoda Zieglera–Nicholsa 111 8. Napędy prądu stałego z regulatorem stanu 112 8.1. Sterowanie prędkością ze sprzężeniem od wektora stanu 112 8.1.1. Opis obiektu sterowania 112 8.1.2. Struktura sterowania z zastosowaniem sprzężenia od wektora stanu i model wejścia 114 8.1.3. Wyznaczenie modelu wejścia dla pobudzenia sygnałem skokowym 116 8.1.4. Struktura sterowania z zastosowaniem sprzężenia od wektora stanu i wewnętrznego modelu wejścia zapewniającego równość sygnału zadanego i rzeczywistego w sytuacji wystąpienia zakłóceń 120 8.1.5. Struktura sterowania z użyciem sprzężenia od wektora stanu, a także wewnętrznego modelu wejścia zapewniającego likwidację uchybu ustalonego dla liniowo zmieniającego się sygnału szybkości zadanej 123 8.2. Sterowanie położeniem ze sprzężeniem od wektora stanu 126 8.2.1. Opis obiektu sterowania dla układu pozycyjnego 126 8.2.2. Struktura sterowania serwonapędu z zastosowaniem sprzężenia od wektora stanu oraz wewnętrznego modelu wejścia gwarantującego niewrażliwość na zmiany momentu obciążenia 132 9. Model matematyczny maszyny asynchronicznej 136 9.1. Model wykorzystujący wektory przestrzenne 137 9.2. Model w układzie wirującym 142 10. Sterowanie polowo zorientowane silnikiem indukcyjnym 146 10.1. Sterowanie z bezpośrednią orientacją wektora pola stojana 147 10.2. Strojenie regulatorów w układzie DSFOC przy wykorzystaniu kryteriów Kesslera 150 10.3. Sterowanie z bezpośrednią orientacją wektora pola wirnika 156 10.4. Porównanie napędu z orientacją stojanową i wirnikową 161 11. Napęd DTC z silnikiem indukcyjnym klatkowym 163 11.1.Wprowadzenie 163 11.2. Model symulacyjny napędu DTC z silnikiem indukcyjnym klatkowym 166 12. Estymatory składowych wektora strumienia stojana maszyny indukcyjnej 176 12.1.Wybrane struktury estymatorów bazujących na modelu maszyny 177 12.2. Neuroestymator strumieni magnetycznych silnika asynchronicznego 185 13. Przestrajany siecią neuronową regulator stanu maszyny indukcyjnej 192 13.1. Linearyzacja modelu silnika indukcyjnego 193 13.2. Powiększony model obiektu regulacji z silnikiem indukcyjnym 196 13.3. LQR przestarajany siecią neuronową 199 13.4. LQR a praktyka inżynierska 204 14. Odtwarzanie prędkości kątowej silnika indukcyjnego przy użyciu sztucznych sieci neuronowych 206 14.1.Wstępne przetwarzanie sygnałów 207 14.2. Typu sieci neuronowej estymującej szybkość kątową wirnika 211 14.3. Uczenie jednokierunkowej sieci neuronowej realizującej zadanie odtwarzania prędkości kątowej wirnika 214 14.4. Napęd bezczujnikowy z neuroestymatorem prędkości kątowej wirnika 217 14.5. Neuroestymacja a praktyka inżynierska 223 15. Napędy z silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych 225 15.1. Modele matematyczne obiektów regulacji 226 15.1.1. Opis matematyczny maszyny PMSM 226 15.1.2. Opis matematyczny zespołu napędowego z silnikiem PMSM zasilanym przez przekształtnik energoelektroniczny 233 15.1.3. Linearyzacja modelu zespołu napędowego z silnikiem PMSM 234 15.2. Sterowanie metodą orientacji wektora pola (RFOC) 236 15.2.1. Sterowanie prędkością kątową z kaskadową strukturą regulatorów 236 15.2.2. Sterowanie położeniem kątowym z kaskadową strukturą regulatorów 244 15.3. Sterowanie silnikiem PMSM z wykorzystaniem regulatora stanu 247 15.3.1. Sterowanie szybkością kątową z regulatorem stanu 247 15.3.2. Sterowanie położeniem kątowym z regulatorem stanu 254 Bibliografia 259