Sterowanie napędów elektrycznych

• Druk: Warszawa, 2016
• Autor: Arkadiusz Kaszewski, Bartłomiej Ufnalski, Lech Grzesiak
• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

W książce przedstawiono najczęściej wykorzystywane w zastosowaniach przemysłowych układy napędowe prądu stałego oraz prądu przemiennego z silnikami indukcyjnymi i silnikami synchronicznymi o magnesach trwałych.
Zaprezentowano kompleksowe omówienie następujących zagadnień:
· układy przekształtnikowe,
· sposoby identyfikacji parametrów maszyny elektrycznej,
· synteza regulatorów dla różnorodnych struktur sterowania.
Opisane zostały również wybrane metody optymalizacji regulatorów, zarówno algorytmiczne, jak i wykorzystujące metody sztucznej inteligencji.
Materiał zawarty w opracowaniu pozwala na projektowanie, analizowanie i porównywanie właściwości różnych struktur napędowych.
Książka jest adresowana do inżynierów chcących uporządkować wiedzę na temat podstawowych układów regulacji oraz poszerzyć zakres swojej wiedzy o nowoczesne układy sterowania. Skorzystają z niej również studenci elektrotechniki, automatyki i robotyki oraz mechatroniki.

• Kategorie:
  1. Ebooki i Audiobooki »
  2. Ebooki »
  3. Ebooki popularnonaukowe i specjalistyczne »
  4. Technika
• Język wydania: polski
• ISBN: 978-83-01-18318-9
• ISBN druku: 978-83-01-18318-9
• Liczba stron: 268

Wykaz oznaczeń                                                                       VIII

Wykaz używanych skrotow                                                             XIV

1. Wstęp                                                                             1

2. Maszyny elektryczne stosowane układach napędowych                               5
	2.1. Podstawowe konstrukcje i właściwości maszyn elektrycznych prądu stałego     5
	2.2. Podstawowe konstrukcje i właściwości maszyn 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 maszyn 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, prędkości i prądu     61
	5.1. Wprowadzenie                                                               61
	5.2. Projektowanie regulatora prądu                                               65
	5.3. Projektowanie regulatora prędkości                                           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 wykorzystaniem 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 wykorzystaniem sprzężenia od wektora stanu oraz wewnętrznego modelu wejścia zapewniającego równość sygnału zadanego i rzeczywistego w przypadku wystąpienia zakłóceń      120
		8.1.5. Struktura sterowania z wykorzystaniem sprzężenia od wektora stanu oraz wewnętrznego modelu wejścia zapewniającego likwidację uchybu ustalonego dla liniowo zmieniającego się sygnału prędkości 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 wykorzystaniem sprzężenia od wektora stanu oraz wewnętrznego modelu wejścia zapewniającego 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. Rozszerzony 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.Wybór typu sieci neuronowej estymującej prędkość 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 poprzez 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 prędkością kątową z regulatorem stanu                     247
		15.3.2. Sterowanie położeniem kątowym z regulatorem stanu                  254

Bibliografia                                                        259