Баховцев.Ч2

24.Бернштейн А.Я., Гусяцкий Ю.М. и др. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе. – М.: Энергия, 1980. – 328 с.

25.Рудаков В.В., Столяров И.М., Дартау В.А. Асинхронные электроприводы с векторным управлением. – Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние,

1987. – 136 с.

26.Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники: учеб. пособие. – Изд. 2-е, испр. и доп. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. – 664 с.

27.Баховцев И.А., Зиновьев Г.С. О синтезе алгоритмов управления для АИН с ШИМ // Тиристорные преобразователи: Межвуз. сб. науч. тр. – Ново-

сибирск: НЭТИ, 1985. – С. 23–34.

28.Зиновьев Г.С. Прямые методы расчета энергетических показателей вентильных преобразователей. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1990. – 220 с.

29.Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. Екатеринбург: УРО РАН, 2000. – 654 с.

30.Зиновьев Г.С. Одноканальные системы управления многофазными инверторами напряжения // Преобразовательная техника: Межвуз. сб. науч. тр. – Новосибирск: НЭТИ, 1977. – С. 42–71.

31.Булатов О.Г., Олещук В.И. Автономные тиристорные инверторы с улучшенной формой выходного напряжения.– Кишинев: Штиинца, 1980. –

113с.

32.Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. – М.: Наука, 1975. – 872 с.

33.Ремизевич Т.В. Микроконтроллеры для встраиваемых приложений: от общих подходов к семействам НС05 и НС08 фирмы Motorola / под ред. И.С.

Кирюхина – М.: ДОДЭКА, 2000. – 272 с.

34.Bowes S.R., Mech M.I., Mount M.I. Microprocessor control of PWM inverters // IEE PRC. 1981. – Vol. 128, PTB № 6.

35.Bowes S.R., Midoun A. Suboptimal switching strategies for microproces-

sor-controlled PWM inverter drives // IEE Proc. 1985. B 132, № 3. – P. 133 148.

36.Чернов В. Процессоры цифровой обработки сигналов фирмы Texas Instruments // Компоненты и технологии. 2005. № 6. – С. 114 119.

37.Ремизевич Т., Стопник Д. Микроконтроллеры семейства DSP56F800 и DSP56F800E фирмы Freescale // Электронные компоненты. 2003. № 4. – С.

57 61.

38.Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования

иуправления: Учеб. пособие для втузов. – М.: Наука, 1989. – 304 с.

101

39.Автоматические регуляторы в системах управления и их настройка. Ч. 3. Цифровые регуляторы и их настройка. // Компоненты и технологии. 2003. № 6. – С. 146 – 151.

40.Дьяконов В., Круглов В. Математические пакеты расширения MATLAB: специальный справочник. – СПб.: Питер, 2001. – 480 с.

41.Дьяконов В. Simulink 4: специальный справочник. – СПб.: Питер, 2002. – 528 с.

102

П Р И Л О Ж Е Н И Е 1

ХАРАКТЕРИСТИКИ СОВРЕМЕННЫХ ЦИФРОВЫХ СИГНАЛЬНЫХ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ

1. Фирма Freescale Semiconductor

Т а б л и ц а 1

Семейство гибридных DSP-микроконтроллеров DSP56F8xx

103

Т а б л и ц а 2

Семейство гибридных DSP-микроконтроллеров 56F83xx

104

104

2. Фирма Texas Instruments

Т а б л и ц а 1

Семейство TMS320F283x

Т а б л и ц а 2

Семейство TMS320F280xx

105

105

П Р И Л О Ж Е Н И Е 2

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ЦИФРОВЫХ СИГНАЛЬНЫХ КОНТРОЛЛЕРОВ

Наиболее распространенные микропроцессорные управляющие средства для АИН и электропривода переменного тока – это цифровые сигнальные контроллеры (ЦСК), основными производителями кото-

рых являются фирмы: Texas Instruments (TI), Freescale/Motorola (F/M),

Analog Devices (AD) и некоторые другие. Причем номенклатура ЦСК у фирм довольно широкая. В этой связи возникает вопрос, какой фирме отдать предпочтение.

Как показывает практика, все изготовители ЦСК внимательно смотрят за конкурентами. Если какая-то фирма сделала определенный прорыв в улучшении своей продукции, другие фирмы относительно быстро это реализуют в своих ЦСК. Поэтому трудно выявить среди одного класса ЦСК лучший. Специалисты с кафедры автоматизированного электропривода МАИ провели такой анализ и пришли к следующему выводу. Технические характеристики ЦСК одного уровня у различных фирм примерно одинаковые. В этой ситуации в выборе контроллера начинают иметь значение факторы второго порядка: освоение фирмами рынка, доступность информации и отладочных средств, бесплатное отладочное программное обеспечение и т.д.

Так как цифровой сигнальный контролер довольно сложное устройство, его полноценное освоение требует больших временных затрат. Кроме того, необходимы большие финансовые з атраты на приобретение отладочных программных и аппаратных средств. В этой связи целесообразно определиться с фирмой и дальше использовать только ее номенклатуру, что обеспечит больше преемственности при разработке систем управления и простоту освоения нового ЦСК. Что касается общей характеристики ЦСК разных фирм, то для выбора фирмы можно обратиться к приведенному рисунку, на котором оси означают: V – объем продукции, а Р – производительность контроллеров. Из рисунка видно, что с точки зрения производительности ЦСК фирма F/M выпускает продукцию

106

низкого и среднего уровня, фирма AD среднего уровня, а фирма TI выпускает цифровые сигнальные контролеры среднего и выс о- кого уровня. Эти приблизительные данные могут помочь разработчику выбрать фирму, выпускающую ЦСК исходя из сложности своего круга задач.

V

F/M			TI
		AD

P

107

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ...................................................................................................			3
Глава 1. МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
	АВТОНОМНЫМИ ИНВЕРТОРАМИ НАПРЯЖЕНИЯ.........		4
1.1. Типовая		структура системы автоматического регулирова-
ния	электроприводом переменного тока ..................................		4
1.2. Программные способы управления АИН..................................			9
	1.2.1. Коммутационная модель АИН.............................................		9
	1.2.2. Виды широтно-импульсной модуляции .............................		11
	1.2.3. Особенности ШИМ в однофазном мостовом АИН ...........		15
1.3. Параметры широтно-импульсной модуляции...........................			19
1.4. Представление гармонического сигнала в МПСУ....................			24
	1.4.1. Микропроцессорная реализация непрерывных сигналов ..		24
	1.4.2. Ступенчатая аппроксимация синусоидального сигнала.....		25
1.5. Расчет кода модуляции ...............................................................			29
	1.5.1. Аппаратные способы реализации ШИМ .............................		29
	1.5.2. Синусоидальная ШИМ – биполярный опорный сигнал.....		30
	1.5.3. Синусоидальная ШИМ – однополярный опорный сигнал .		40
	1.5.4. Расчет кода модуляции для способов ШИМ со
	сложной	формой модулирующего сигнала .......................	43
	1.5.5. Расчет кода модуляции для векторной ШИМ .....................		46
	1.5.6. Умножение на десятичную дробь. .......................................		53
	1.5.7. Особенности микропроцессорной реализации синусои-
	дальной ШИМ в трехуровневом инверторе напряжения		55
1.6. Формирование модулирующего сигнала во времени ..............			59
	1.6.1. Кратность частот – целое число ..........................................		59
	1.6.1.1. Кратность частот постоянная величина ....................		61
	1.6.1.2. Кратность частот переменная величина ...................		65
	1.6.1.3. Частные вопросы целочисленной кратности ................		68
		108

1.6.2. Кратность частот – дробное число ......................................	71
1.6.2.1. Асинхронный способ с применением дополнитель-
ных аппаратных средств ..............................................	72
1.6.2.2. Асинхронный способ без применения дополнитель-
ных аппаратных средств ................................................	75
1.6.3. Частотное регулирование выходного напряжения инвер-
тора........................................................................................	82
1.7. Структурная схема МПСУ и программного обеспечения ......	85
Глава 2. ЦИФРОВЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ .....................................................	87
2.1. Структура замкнутой системы управления. Понятие регу-
лятора .......................................................................................	87
2.2. Типы регуляторов .......................................................................	89
2.3. Микропроцессорная реализация ПИД-регулятора ..................	91
2.3.1. Дискретная модель ПИД-регулятора ...................................	91
2.3.2. Алгоритм реализации цифрового ПИД-регулятора............	94
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..............................................................................................	98
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ......................................	99
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Характеристики современных цифровых сиг-
нальных микроконтроллеров ................................	103
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Рекомендации по применению цифровых сиг-
нальных контроллеров .......................................	106

109