Методы проектирования микропроцессорных устройств управления мехатронными модулями систем приводов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.02, доктор технических наук Попов, Борис Николаевич

• Попов, Борис Николаевич
• доктор технических наук
• 2000

Оглавление диссертации доктор технических наук Попов, Борис Николаевич

Список использованных сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.И

1.МЕТОДЫ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА ЗАКОНОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КОММУТАЦИИ КЛЮЧЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В СИСТЕМЕ "ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ - ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ"

1.1 Основные понятия и определения.

1.2 Карты Карно - инструмент анализа и синтеза систем ИУМ-ЭД.

1.3.Классификация законов управления процессами коммутации КЭ в системе ИУМ-ЭД.

1.4 Метод графического описания процессов коммутации ключевых элементов в системе ИУМ-ЭД.

1.5 Методика синтеза законов управления процессом коммутации КЭ в системе ИУМ-ЭД.

1.6 Выводы по разделу 1.

2. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ ЗАКОНОВ КОММУТАЦИИ КЛЮЧЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В СИСТЕМЕ "ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ -ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА».

2.1 Мехатронный модуль на основе двигателя постоянного тока.

2.2 Совокупность условий управления системой ИУМ-ДПТ. Система логических переменных.

2.3 Совместное управление ключевыми элементами. Анализ законов симметричной, несимметричной и поочередной коммутации КЭ.

2.3.1 Симметричная коммутация КЭ.

2.3.2 Несимметричная коммутация КЭ.

2.3.3 Поочередная коммутация КЭ.

-32.4 Раздельное управление ключевыми элементами. Анализ закона диагональной коммутации и модифицированных законов несимметричной и поочередной коммутации КЭ.

2.4.1 Диагональная коммутация КЭ.

2.4.2 Модифицированная несимметричная коммутация КЭ.

2.4.3 Модифицированная поочередная коммутация.КЭ.

2.5 Комбинированное управление ключевыми элементами. Синтез энергосберегающих законов симметричной, несимметричной и поочередной коммутации КЭ.

2.5.1 Энергосберегающая симметричная коммутация КЭ.

2.5.2 Энергосберегающая несимметричная коммутация КЭ.

2.5.3 Энергосберегающая поочередная коммутация КЭ при фронтальной ШИМ.

2.5.4 Энергосберегающая поочередная коммутация КЭ при центрированной ШИМ.

2.6 Комбинация законов коммутации. Модернизированный энергосберегающий закон симметричной коммутации. Законы сигнатурной коммутации.

2.7 Выводы по разделу 2.

3. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ ЗАКОНОВ КОММУТАЦИИ КЛЮЧЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В СИСТЕМЕ "ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ -ТРЕХФАЗНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ».

3.1 Мехатронный модуль на основе трехфазного бесконтактного двигателя постоянного тока.

3.2 Совокупность условий управления системой «ИУМ - трехфазный БДПТ». Система логических переменных.

3.3 Совместное управление ключевыми элементами. Амплитудное управление с симметричной, несимметричной и поочередной коммутацией КЭ.

3.3.1 Симметричная коммутация КЭ.

3.3.2 Несимметричная коммутация КЭ.

3.3.3 Поочередная коммутация КЭ.

3.4 Раздельное управление ключевыми элементами. Амплитудное управление с диагональной и модификациями несимметричной и поочередной коммутацией КЭ.

3.4.1 Диагональная коммутация КЭ.

3.4.2 Модифицированная несимметричная коммутация КЭ.

3.4.3 Модифицированная поочередная коммутация КЭ.

3.5 Комбинированное управление ключевыми элементами. Синтез энергосберегающих законов симметричной, несимметричной и поочередной коммутации КЭ.

3.5.1 Энергосберегающая симметричная коммутация КЭ.

3.5.2 Энергосберегающая несимметричная коммутация КЭ.

3.5.3 Энергосберегающая поочередная коммутация КЭ.первого типа

3.5.4 Граф-схемы энергосберегающих законов поочередной коммутации КЭ.

3.6 Микропроцессорное управление синхронными трехфазными двигателями.

3.6.1 Мехатронный модуль на основе синхронного трехфазного двигателя.

3.6.2 Совокупность условий управления системой «ИУМ-СТД» и система логических переменных.

3.7 Выводы по разделу 3.

4. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ ЗАКОНОВ КОММУТАЦИИ КЛЮЧЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В СИСТЕМЕ "ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ -ДВУХФАЗНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ».

4.1 Мехатронный модуль на основе двухфазного бесконтактного двигателя постоянного тока.

-54.2 Совокупность условий управления системой ИУМ - двухфазный БДПТ. Система логических переменных.

4.3 Совместное управление ключевыми элементами. Амплитудное управление с симметричной, несимметричной и поочередной коммутацией КЭ.

4.3.1 Симметричная коммутация КЭ.

4.3.2 Несимметричная коммутация КЭ.

4.3.3 Поочередная коммутация КЭ.

4.4 Раздельное управление ключевыми элементами. Амплитудное управление с диагональной и модификациями несимметричной и поочередной коммутацией КЭ.

4.4.1 Диагональная коммутация КЭ.

4.5 Комбинированное управление ключевыми элементами. Синтез энергосберегающих законов коммутации при центрированной ШИМ.

4.5.1 Энергосберегающая несимметричная коммутация КЭ первого типа.

4.5.2 Энергосберегающая несимметричная коммутация КЭ первого и второго типов.

4.5.3 Энергосберегающая поочередная коммутация КЭ первого, второго и третьего типов.

4.6 Микропроцессорное управление асинхронным двухфазным двигателем.

4.6.1 Мехатронный модуль на основе асинхронного двухфазного двигателя.

4.6.2 Совместное управление ключевыми элементами. Амплитудное управление с несимметричной коммутацией КЭ, реверсом по обмотке управления и центрированной 1ПИМ.

4.7 Выводы по разделу 4.

-65 ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ.

5.1 Состояние и перспективы развития микроэлектронных управляющих устройств энергоприводных систем.

5.1.1 Элементы и устройства силовой электроники.

5.1.2 Микропроцессорные средства управления.

5.1.2.1 Процессоры цифровой обработки сигналов.

5.1.2.2 Процессоры управления движением.

5.1.2.3 Периферийные интерфейсные контроллеры.

5.1.2.4 Программируемые логические интегральные схемы.

5.1.2.5 Базовые матричные кристаллы.

5.2 Формирование структуры микроконтроллера электродвигателей при реализации на основе специализированных БИС.

5.2.1 Общие принципы формирования структуры.

5.2.2 Обоснование основных технических характеристик.

5.2.3 Особенности структуры микроконтроллера электродвигателей при реализации на основе базовых матричных кристаллов.

5.2.4 Особенности структуры микроконтроллера электродвигателей при реализации на основе программируемых логических интегральных схем.

5.3 Определение разрядности микроконтроллеров на основе желаемой добротности цифрового следящего привода.

5.3.1 Введение.

5.3.2 Передаточные функции ЦСП.

5.3.3 Добротность ЦСП и ее связь с числом разрядов цифроаналогового преобразователя при различных вариантах структур.

5.4 Определение частоты генератора импульсов микроконтроллеров.

5.4.1 Общие положения.

-75.4.2 Определение частоты генератора импульсов микроконтроллера при управлении трехфазным БДПТ.

5.4.3 Определение частоты генератора импульсов микроконтроллера при управлении двухфазным БДПТ.

5.4.4 Определение частоты генератора импульсов микроконтроллера при управлении АДД.

5.5 Выводы по разделу

6. РАЗРАБОТКА ОДНОКРИСТАЛЬНЫХ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ И СИСТЕМ НА ИХ ОСНОВЕ.

6.1 Методика проектирования однокристального универсального микроконтроллера электродвигателей на основе БМК 1515ХМ1.

6.2 Однокристальный микроконтроллер электродвигателей.

6.2.1 Назначение, основные технические характеристики и функциональные возможности.

6.2.2 Структура и назначение основных блоков.

6.3.Устройства управления энергоприводными системами на основе микроконтроллера электродвигателей.

6.3.1. Система управления поляриметром на основе трехфазного бесконтактного двигателя постоянного тока и МКЭД.

6.3.2 Система управления робототехническим комплексом для снаряжения ЛА авиационными средствами поражения.

6.4 Программно-аппаратный комплекс на базе микроконтроллера электродвигателей 1515ХМ1 для ЭВМ типа "Квант".

6.5 Программно-аппаратный комплекс на базе микроконтроллера электродвигателей 1515ХМ1 для ЭВМ типа ЮМ РС.

6.6 Экспериментальные исследования электрогидравлического привода с широтно-импульсным управлением от МКЭД.

6.6.1 Постановка задачи.

6.6.2 Описание экспериментальной установки.

-86.6.3 Экспериментальное исследование скоростной характеристики разомкнутого гидропривода.

6.6.4 Анализ результатов экспериментального исследования скоростной характеристики следящего цифрового электрогидравлического привода с широтно-импульсным управлением.!.

6.6.5 Выводы.

6.7 Выводы по разделу 6./.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы проектирования микропроцессорных устройств управления мехатронными модулями систем приводов»

Совершенствование технических систем (объектов авиации, космонавтики, управляемого вооружения, автоматизированных производств и т.д.), устойчивые тенденции к повышению их точностных характеристик и надежности, снижению массо-габаритных показателей и энергопотребления обуславливает разработку новых методов и средств управления.

Одно из центральных мест в средствах управления техническими системами принадлежит следящим приводам (энергоприводным системам).

Существенным фактором, обусловливающим разработку современных высокоточных, экономичных и надежных энергоприводных систем, в первую очередь на основе электроприводов, является применение полупроводниковых импульсных усилителей мощности (ИУМ) и микропроцессорных устройств управления, в особенности, микроЭВМ и микроконтроллеров. При использовании мостовых ИУМ наибольшее применение находят релейный и широтно-импульсный методы управления системой «ИУМ - электродвигатель» (ИУМ-ЭД).

Вопросам импульсного управления двигателями посвящены тысячи работ, привести которые в настоящей работе в силу ограниченного объема не представляется возможным. В том случае, если одному автору принадлежат десятки публикаций, как правило, более поздние во многом на более высоком уровне повторяют предыдущие. В этой связи, не претендуя на всеобъемлющую полноту, в диссертации проанализированы наиболее значимые работы в количестве около 100 наименований [4-8,10,11,14-16,18-29,31-37,39-53,55-65,67,69-71,74-76,78-81,117-124,126,128-130,133-136,142-144,167-170,177,178].

Первые работы, посвященные теоретическому анализу квазистатических процессов в электродвигателях независимого возбуждения, управляемых по цепи якоря импульсным методом, были опубликованы К.Блафусом [168], В.С.Кулебакиным [61] и Е.А.Розенманом [118-120].

Теоретический аппарат по исследованию импульсных систем управления и регулирования с помощью дискретного преобразования Лапласа разработал в свои ранних работах [133.135] Я.З. Цыпкин.

Качественно новый уровень развития теории импульсного управления двигателями связан с промышленным освоением производства полупроводниковых триодов и диодов. С конца 50-х - начала 60-х годов количество публикаций растет необычайно быстро. К ним можно отнести [49,62]. Некоторой новой точкой отсчета может считаться семинар «Применение управляемых полупроводниковых вентилей в промышленности», проведенный в 1961 г. в Московском доме научно-технической пропаганды [22,50,55,75]. Из всех работ, вошедших в сборник, здесь приведены лишь четыре, но именно тех ученых, которые, по мнению автора, оказали наибольшее влияние на последующее развитие теории импульсного управления двигателями.

Т.А. Глазенко исследовано два варианта управления ключами моста:

• когда положению равновесия соответствует скважность у=0;

• когда положению равновесия соответствует скважность у=0,5.

В. Д. Нагорский рассмотрел мостовую схему с торможением противовключением, где привел уравнения механических и регулировочных характеристик пары мостовой усилитель - двигатель постоянного тока. Приводится принципиальная схема (разработанная вместе с Лохтадырем).

O.A. Коссов проанализировал работу нереверсивного электропривода с рекуперативном торможением.

В работе Ю.И. Конева и Л.И. Леоненко, посвященной применению мостовых триггеров для реверсирования по цепи возбуждения, впервые упомянуто о «сквозных токах короткого замыкания».

Основные схемы транзисторных преобразователей, механические и регулировочные характеристики для различных типов электроприводов приведены в последующих работах Глазенко Т.А., Коссова O.A., Нагорского

В.Д., Конева Ю.И [22-26,49-52,55-56,62]. В работах этих авторов и возглавляемых ими школ досконально изучены электромеханические процессы в системах ИУМ-ЭД для трех основных методов торможения: противовключение, рекуперативное и электродинамическое.

Значительный вклад в исследование импульсных методов управления двигателями постоянного и переменного токов внесли работы ученых кафедры систем приводов авиационно-космической техники МАИ Петровым Б.И., Полковниковым В.А., Паппе В.П. и Н.П., Сердюком В.А. [33,7981,129,143,144].

Появление в конце 60-х годов мощных управляемых полупроводниковых приборов - тиристоров позволило распространить импульсные методы регулирования скорости электродвигателей на силовой электропривод с двигателями мощностью в десятки и даже сотни киловатт. В [142] рассмотрен метод импульсного регулирования приводов постоянного тока, осуществляемого с помощью тиристорных преобразователей.

В 1966 г. был предложен и разработан принцип поочередной коммутации КЭ мостового ИУМ [28].

В 60-е - 70-е годы появляются публикации, посвященные методам и средствам борьбы со сквозными токами, протекающими в стойках ИУМ [3, 67-69,76,80,81]. Сквозные токи не только увеличивают энергетические потери за счет нагрева транзисторов ключевых элементов, но и приводят к уменьшению надежности и снижению КПД всего следящего привода. Для повышения продолжительности работы транзисторов ИУМ и защиты от сквозных токов предлагают:

• Ногин В.Н. - применение теплоотводных радиаторов, что просто технически реализуемо, требует малых временных и экономических затрат, но приводит к увеличению массо-габаритных показателей;

• Лаптев Н.И. и Серов Л.Н. - использование положительной обратной связи при управлении верхними транзисторами ИУМ, позволяющей их запирать в режимах короткого замыкания путем шунтирования переходов база-эммитер сопротивлениями;

• Машуков Е.В. - разнесение по времени процессов переключения ключевых элементов и задержка нарастания тока коллектора;

• Полковников В.А. и Паппе В.П. - нелинейную положительную обратную связь и использование токозащищающего дросселя с токоограничивающими резисторами;

• Алексанян Г.С. и Синицин В.А. - задержку и блокировку сигналов управления с помощью триггерных схем;

• Соколов Г.Г. - использование датчиков контроля состояния плеча ИУМ с блокирующим элементом ;

• Кузнецов Н.П. - использование датчиков тока с пороговыми и логическими элементами .

В середине 70-х - начале 80-х годов существенно расширяется номенклатура цифровых ИС. И этот период сопровождается значительным числом публикаций, в том числе достаточно большим количеством авторских свидетельств, например [4-8], по цифровой реализации импульсных методов управления. Появляются термины:

• ПКВИ - преобразователь код - временной интервал;

•«ПКШИМ (ПКТТТИС)» - преобразователь код - широтно-импульсная модуляция (сигнал).

Получает известность термин «прямое цифровое управление», подразумевающий использование цифровой реализации импульсного управления двигателями. Среди работ [20,21,29,129], в которых обсуждается схемотехника различных вариантов ПКШИС, особое место занимает [129], где В.А. Сердюком приводится четыре различных схемы преобразователей, в том числе одна - для управления АДД.

В середине 80-х годов появляются процессоры обработки сигналов (DSP) со встроенными средствами цифроаналогового и аналого-цифрового преобразования, которые начинают применять в качестве средств управления приводами [36,37,54]. Во второй половине 80-х годов на рынке микроэлектроники появляются новые приборы, основанные на RISC-технологии [30].

В середине 80-х - начале 90-х годов формируется понятие проблемно-ориентированных кристаллов (Л5/С-приборов). Элементной базой ASIC-приборов являются базовые матричные кристаллы - БМК [9,17] и программируемые логические схемы - ПЛИС [2]. Использование этой элементной базы позволяет реализовывать практические любые цифровые автоматы, в том числе микроконтроллеры электродвигателей.

В середине 90-х годов появляется новый класс микропроцессорных устройств, ориентированных на управление двигателями. К 1997 г. этот класс получает название Control Motion Processors (CMP). Ведущие зарубежные фирмы в области микроэлектроники в 1997-99 годах выпустили около ста специализированных БИС для управления двигателями (Приложение 6).

Рост степени интеграции в микропроцессорной технике и переход от микропроцессоров к микроконтроллерам с встроенным набором специализированных периферийных устройств, сделали необратимой тенденцию массовой замены аналоговых систем управления приводами на системы прямого цифрового управления. Анализ состояния и тенденций использования микропроцессорных устройств в энергоприводных системах показывает, что при современном уровне развития микроэлектроники целесообразна разработка полностью цифровых систем управления положением, скоростью, током. Под прямым цифровым управлением в настоящее время понимают не только непосредственное управление от микроконтроллера каждым КЭ ИУМ, но и обеспечение возможности прямого ввода в микроконтроллер сигналов различных обратных связей (независимо от типа сигнала: дискретный, аналоговый или импульсный) с последующей программно-аппаратной обработкой внутри микроконтроллера. Таким образом, система прямого цифрового управления ориентирована на отказ от значительного числа дополнительных интерфейсных плат и создание одноплатных контроллеров управления приводами. В пределе встроенная система управления проектируется как однокристальная и вместе с ИУМ и исполнительным двигателем конструктивно интегрируется в одно целое -мехатронный модуль.

Поставленная задача структурно может быть решена тремя основными путями. Первый основан на использовании автономного цифрового следящего привода (ЦСП) со специализированным микропроцессорным вычислителем - СМВ [144], где ЦУМ - цифровая управляющая машина, ИУ -исполнительное устройство, включающее ИУМ, двигатель, механическую передачу, АЦП - аналого-цифровой преобразователь (рис.В1), Кс, Кв - коды, соответствующие входной (алгоритмической) и выходной координатам, Ку -код управления, С\¥ - двоичное слово, управляющее работой ключевых элементов ИУМ.

Рис.В!

Однако, в этом случае требования к быстродействию вычислителя очень высоки (в силу необходимости регулирования тока), а стоимость вычислителя и всей энергоприводной системы - велика.

Второй путь основан на использовании вычислителя кластерного типа, объединяющего в сеть реального времени несколько, как правило, однотипных недорогих микро-ЭВМ.

Рис.В2

При этом быстродействие отдельной микроЭВМ может быть ниже, чем при использовании структуры первого типа.

Однако, и в первом и во втором случаях принципиально нельзя получить диапазон скважности у при широтно-импульсном регулировании скоростью от 0 до 1. Действительно, введение в состав следящего привода СМВ либо кластерной вычислительной системы служит повышению динамической точности и надежности. Поэтому, очевидно, что, если время счета программы составляет То, то большая его часть т используется для формирования текущего кода управления Ку (с учетом коррекции, экстраполяции и т.д.) и обеспечения надежности ЦСП, меньшая - {То - т) -для формирования логических функций 1ЛЧ.Ш, управляющих работой ключевых элементов. Время счета программы То в данном случае равно периоду Т широтно-импульсного сигнала. Отсюда, диапазон регулирования скважности определяется как 0 < у < 1 - т / Т. Для увеличения диапазона регулирования необходимо минимизировать отношение г / Г, а это входит в противоречие с основным назначением вычислителя в следящем приводе.

Третий вариант основан на концепции децентрализации распределении вычислительных ресурсов между частями энергоприводной системы. Одним из вариантов здесь представляется переход к структуре ЦСП с двумя вычислителями в контуре [144], что позволяет разделить решение задач управления энергоприводной системой в целом (регулирование положением или положением и скоростью) и двигателем (регулирование скоростью и током или током). От системы более высокого уровня -следящего привода электродвигателю передается часть вычислительных и информационных (датчики) ресурсов. Двигатель, обладающий этими ресурсами, является интеллектуальным и относится к классу мехатронных модулей [58].

ЦУМ СМВ1 интеллектуальным двигатель -►

СМВ2

ИУ

4>с ОУ кс

Датчик

АЦП Г

Датчик

Рис.ВЗ

На структурной схеме ЦСП с интеллектуальным исполнительным устройством (рис. ВЗ): ОУ - объект управления.

Как следует из рис.ВЗ, это следящий привод новой структуры, является дальнейшим развитием автономного ЦСП со специализированным микропроцессорным вычислителем и реализует принцип прямого цифрового управления с разомкнутым или замкнутым контуром регулирования тока.

Выделим три основные задачи, решаемые интеллектуальными электродвигателями либо отдельно, либо комплексно: это повышение динамических свойств, надежности, экономичности. Степень решения перечисленных задач зависит от количества вычислительных и информационных ресурсов (уровня интеллекта), которыми располагает двигатель. Можно предположить, что для решения всего комплекса задач необходим вычислитель, с полным набором арифметическо-логических функций и развитой специализированной системой команд, что соответствуют термину: RISC (Reduced Instruction Set Computers) - процессор [30].

При аппаратной либо программной реализации широтно-импульсного управления двигателями в цифровых следящих приводах (ЦСП) алгоритмы работают по замкнутым циклам, реализуя жесткую ("твердую") программу. Современной формой реализации таких алгоритмов является микроконтроллер. При этом функции контроллера могут программироваться пользователем.

Постановка задачи. В работе рассматривается вариант структуры ЦСП (рис.В4) со специализированным микроконтроллером (СМК), функции которого заключаются в реализации законов управления системой: "импульсный усилитель мощности - исполнительный двигатель" (ИУМ-ИД). Блок-схема перспективного ЦСП с СМК показана на рис.В4. Пунктиром выделен мехатронный модуль, в состав которого, кроме СМК, ИУМ и ЭД, могут входить устройства, реализующие обратную связь (ОС). от датчиков, к„ Ку

CW

-«в,--Чу,—-1 "цум смв 1+1 смк иум ит эд+мп к,

Cv

1 г I I 1 Г ос нефе ацп

Рис.В4

ЦУМ формирует требуемый закон движения выходного вала привода в виде некоторой функции <р& (t) и передает его как задающее воздействие на ЦСП в виде n-разрядного двоичного кода Кв. СМВ принимает этот код, п-разрядный двоичный код Кс и, возможно, сигналы с каких-либо датчиков первичной информации. На основе полученных сигналов СМВ формирует код ошибки Кя = Кв . Кс, а при необходимости, код управления Ку, включающий кроме пропорциональной составляющей Кй, например, интегральную и дифференциальную. Код управления Ку в зависимости от порядка астатизма системы несет информацию о желаемом положении, скорости или ускорении поступает на СМК. Микроконтроллер реализует требуемый закон управления процессом коммутации КЭ, то есть преобразует этот код в циклическую последовательность двоичных управляющих слов cw (Control Word), каждый разряд которого управляет одним ключевым элементом ИУМ. Разрядность cw зависит от числа фаз двигателя и от схемы их включения. Каждый разряд CW является управляющей логической функцией (УЛФ) - U1 одного КЭ усилителя мощности. Таким образом, в общем случае:

CW=<UN. Ш U2 Ul> .

Исполнительный двигатель преобразует CW в механическое перемещение^. АЦП преобразует угол поворота выходного вала q>a в, пропорциональный этому углу, n-разрядный двоичный код Кс.

Такая структура ЦСП, обеспечивая прямое цифровое управление исполнительным устройством (первой непрерывной координатой при импульсном управлении является ток в обмотках двигателя), в то же время сохраняет преимущества микропроцессорной техники. К ним относятся высокая степень интеграции электронных элементов на кристалле кремния и, как следствие, малая потребляемая мощность, малые веса и габариты, высокая надежность. Эти качества особенно важны для электроприводов летательных аппаратов.

В настоящее время в Российской Федерации микроконтроллеры для управления электродвигателями серийно не выпускаются. Между тем в связи с наметившейся тенденцией к росту производства имеется насущная потребность в массовых недорогих микроконтроллерах, которые найдут применение не только в специальных робототехнических комплексах, рулевых приводах ЛА, медицинской технике но и в бытовой технике различной сложности. Для создания таких микроконтоллеров существуют объективные предпосылки - отечественная (базовые матричные кристаллы -БМК, например, серий 1515, 1537, 1589, 5501) и импортная (PIC-контроллеры, программируемые логические интегральные схемы - ПЛИСы) недорогая элементная база, позволяющая реализовать указанный тип БИС и развитые средства САПР, обеспечивающие исключительно короткий цикл разработки и производства. Использование микроконтроллеров на основе полузаказных БИС позволит во-первых, во многих случаях отказаться от относительно дорогих импортных СМР и DSP и во-вторых, даст некоторое время российским фирмам-изготовителям микроэлектроники наладить производство СМР и DSP на базе отечественных процессорных ядер, например, NM6403 (НТЦ «Модуль»).

Как было отмечено выше, основные потери энергии в электроприводах с импульсным управлением (кроме собственных потерь в исполнительных двигателях) имеют место в силовых транзисторах ключевых элементов (КЭ) ИУМ. В связи с этим актуальным является разработка таких алгоритмов коммутации КЭ, которые не только обеспечивают заданные показатели качества движения, но снижают тепловые потери в силовых транзисторах и могут быть реализованы в микроконтроллерах на указанной элементной базе.

В известной литературе [10,11,20,21,53,143] в основном используется подход, основанный на применении простейших методов коммутации с последующим решением проблем минимизации потерь в силовых транзисторах на аппаратном уровне за счет усложнения КЭ. В настоящее время открытым остается вопрос о том, на каком уровне следует защищать силовой ключ от сквозных токов: фирмы-изготовители микроконтроллеров выпускают последние с возможностью программирования мертвого времени, в то время как фирмы, выпускающие силовую электронику разрабатывают самозащищающиеся ключи.

Учитывая вышеизложенное, целью диссерационной работы является разработка основ теории управления процессами коммутации ключевыми элементами (КЭ) мостовых импульсных усилителей мощности (ИУМ), методов определения основных параметров цифровых устройств управления двигателями для проектирования микроконтроллеров на основе полузаказных БИС, реализующих энергосберегающие законы коммутации.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе потребовалось поставить и решить следующие основные задачи.

-221. Разработать математический аппарат для анализа и синтеза законов коммутации КЭ.

2. Разработать метод синтеза энергосберегающих законов коммутации КЭ.

3. Разработать универсальную систему логических переменных (алгебрологических уравнений), обеспечивающую математическое описание законов коммутации для их моделирования и реализации в микроконтроллерах электродвигателей.

4. Выявить связь между основными параметрами микроконтроллеров и характеристиками цифрового следящего привода (ЦСП), в том числе, электродвигателя (ЭД).

Характер перечисленных задач предопределил размещение материала в диссертационной работе, которая состоит из введения, 6 разделов, заключения, списка источников и восьми приложений.

Заключение диссертации по теме «Машиноведение, системы приводов и детали машин», Попов, Борис Николаевич

Основные результаты проделанной работы состоят в следующем.

1. На основе анализа собственных свойств различных ЭД, топологии мостовых ИУМ и способов регулирования среднего значения напряжения в точках подключения нагрузки, разработана универсальная система логических переменных (логико-алгебраических уравнений), позволяющая впервые с единых позиций рассмотреть законы управления процессами коммутации для ДПТ, двух- и трехфазных двигателей при совместном, раздельном и комбинированном управлении КЭ. Полученные аналитические выражения для:

• логических переменных, описывающих условия функционирования систем «ИУМ-ЭД»,

• логических функций, реализованных на основе логических переменных, и управляющих процессами коммутации КЭ;

• напряжений на основе управляющих логических функций, прикладываемых к обмоткам двигателей, обеспечивают разработку полных цифроаналоговых моделей разомкнутых и замкнутых ЦСП с импульсным управлением для математического моделирования.

2. Разработанная универсальная система логических переменных, описывающая условия функционирования систем «ИУМ-ЭД», является основой для проектирования микроконтроллеров электродвигателей на базе специализированных БИС (БМК или ПЛИС), то есть трансформируется в макробиблиотеку блоков, из которых по модульному принципу собирается микроконтроллер требуемой конфигурации.

3. На основе анализа известных законов коммутации предложены новые, энергосберегающие законы коммутации КЭ в системе ИУМ-ЭД. Показано, что при комбинированном управлении КЭ (энергосберегающие законы симметричной, несимметричной и поочередной коммутации) при правильно выбранной последовательности переходов через стойки ИУМ сквозной ток не протекает и дополнительные энергетические потери за счет прерывистого тока в цепи якоря отсутствуют. Энергосберегающие законы коммутации являются наиболее совершенными с точки зрения минимизации энергозатрат. Именно их рекомендуется реализовывать в микроконтроллерах для управления ЭД или иным мехатронным модулем (например, электромеханическим преобразователем электрогидравлического (пневматического) усилителя), использующим ИУМ.

4. Разработаны основы теории, позволяющие с единых методологических позиций аналитически описать законы управления процессами коммутации КЭ для систем «ИУМ -ЭД», в том числе:

• Для мостового ИУМ с произвольным числом стоек сформулированы понятия: управляющая логическая функция, управляющее слово (состояние), управляющий слог, переход, односторонний и двухсторонний переходы.

• Для мостового ИУМ с произвольным числом стоек сформулированы и количественно определены понятия: множеств располагаемых, допустимых и запрещенных состояний КЭ, множеств располагаемых, допустимых и запрещенных двухсторонних переходов из состояния в состояние, подмножеств допустимых опасных и безопасных двухсторонних переходов.

• Для системы ИУМ-ЭД сформулированы понятия: закон управления процессом коммутации КЭ, энергосберегающий закон коммутации в системе ИУМ-ЭД, минимальная система логических переменных, минимально-необходимая система логических переменных.

5. Для анализа и синтеза законов управления процессами коммутации в системе ИУМ-ЭД разработан метод, основанный на применении карт Карно. Впервые предложено использование карт Карно не только для определения статических составляющих законов коммутации - состояний, но и динамических - переходов. На основе карт Карно получены минимальные аналитические выражения для множеств запрещенных и допустимых состояний КЭ ИУМ, содержащего одну, две, три и четыре стойки. На основе анализа перечисленных выражений для типовых схем ИУМ, получены общие выражения для множеств запрещенных и допустимых состояний в функции УЛФ при произвольном числе стоек ИУМ. Для ИУМ, содержащих одну, две и три стойки получены карты Карно с допустимыми опасными и безопасными двухсторонними переходами, позволяющие производить анализ и синтез законов коммутации.

6. На основе анализа топологии ИУМ и способов регулирования среднего значения напряжения в точках подключения нагрузки, а также собственных свойств различных ЭД, предложена методика синтеза алгоритмов управления процессом коммутации КЭ в системе ИУМ-ЭД, справедливая для любого типа электродвигателя. Для описания законов управления процессами коммутации КЭ предложено использовать модифицированный для широтно-импульсного принципа управления аппарат граф-схем. Методика охватывает процедуру синтеза закона коммутации от формирования совокупности условий управления системой ИУМ-ЭД до полного алгоритма управления в виде граф-схемы.

7. Предложен полный вариант классификации законов коммутации по принципу управления ключевыми элементами, который основан на понятиях совместного, раздельного и комбинированного управления КЭ. Понятия совместного и раздельного управления КЭ впервые даны в строгой математической постановке. Предложенный вариант классификации позволяет классифицировать известные (не нарушая ранее введенную терминологию) и новые, энергосберегающие, законы коммутации.

8. Для систем ПУМ -ЭД с одной, двумя, тремя и четырьмя стойками определены элементы множеств допустимых состояний Т", обеспечивающие все возможные законы коммутации, в том числе для трехфазных двигателей с 180-ти (тс), 120-ти (2я/3) и 150-тиградусной (571/6) коммутациями КЭ при скачкообразном изменении результирующего вектора магнитного поля на углы 2тс/3, 7г/3 и л/6. Для систем ИУМ - ЭД с одной, двумя, тремя и четырьмя стойками сформированы совокупности условий управления, которые формализованы, описаны в виде МНСЛП и позволяют строго математически описать законы коммутации.

9. На основе анализа состояния и тенденций развития современной микропроцессорной элементной базы для управления электродвигателями и энергоприводными системами сформированы требования к структуре микроконтроллеров электродвигателей. Показано, что в настоящее время в России наиболее целесообразным для проектирования микроконтроллеров является применение программируемых логических интегральных схем и базовых матричных кристаллов. Разработанные законы коммутации на основе универсальной системы логических переменных являются основой для структуры микроконтроллера управления электродвигателями при реализации на основе БМК, либо основой макробиблиотеки при реализации на основе ПЛИС.

-36510. Выявлена связь между основными параметрами микроконтроллеров (числом разрядов и быстродействием) и параметрами цифрового следящего привода - ЦСП (добротностью) и двигателя (скоростью вращения). Получены аналитические соотношения, позволяющие выбирать число разрядов микроконтроллеров для различных структур ЦСП исходя из желаемой добротности привода.

11. Разработанные принципы проектирования структур микроконтроллеров электродвигателей реализованы в виде реальных микроконтроллеров на основе БМК 1515ХМ1 и ПЛИС фирмы Altera, которые нашли применение в ряде энергоприводных систем, в том числе робототехническом комплексе для снаряжения ЛА АСП и измерительном комплексе для определения химического состава сыпучих веществ.

-361-ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации решена важная научная проблема разработки основ теории управления процессами коммутации ключевыми элементами (КЭ) полупроводниковых мостовых импульсных усилителей мощности (ИУМ) и методов определения основных параметров цифровых устройств управления двигателями для проектирования микроконтроллеров, реализующих энергосберегающие законы коммутации. Решение указанной проблемы, заключающееся в разработке методов проектирования микропроцессорных устройств управления мехатронными модулями систем приводов, позволяет повысить энергетические и динамические характеристики энергоприводных систем в целом, сократить сроки проектирования и экспериментальной отработки цифровых приводов с микропроцессорным управлением.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Попов, Борис Николаевич, 2000 год

1. Аиексеенко А.Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника / Под ред. И.П. Степаненко. Радио и связь, 1982 - 416с.

2. Антонов А.П., Мелехин В.Ф., Филиппов A.C. Обзор элементной базы фирмы ALTERA/ Серия «Проектирование цифровых устройств на СБИС программируемой логики», СПб, ЭФО, 1997.

3. A.C. № 153938 (СССР) Усилитель мощности /Авт. изобрет. Лаптев Н.И., Серов Л.Н.- Опубл. в Б.И., 1963, №8.

4. A.C. № 756625 (СССР) Преобразователь код временной интервал/Авт. изобрет. Бурдаев Б.Я.- Опубл. в Б.И., 1980, №30.

5. A.C. № 764124 (СССР) Преобразователь двоичного кода во временной интервал/Авт. изобрет. Евсеев Е.А., Карлюка A.C. Опубл. в Б.И., 1980, №34.

6. A.C. № 890554 (СССР) Преобразователь кода в широтно-модулированный импульсный сигнал/Авт. изобрет. Казанцев А.Ф., Конобасов М.В., Курдаков А.П. и др. Опубл. в Б.И., 1981, №46.

7. A.C. №1001460 (СССР) Преобразователь двоичного кода во временной интервал/Авт. изобрет. Волонкин В.М., Гордюшкин А.И., Орлова Е.Н.-Опубл. в Б.И., 1983, №8

8. A.C. № 1187275 (СССР) Преобразователь код широтно-импульсный сигнал/Авт. изобрет. Климов В.П., Смирнов В.Н., Ходнев H.H. - Опубл. в Б.И., 1980, №34.

9. Базовые матричные кристаллы и матричные БИС / В.Г. Домрачев, П.П. Мальцев, И.В. Новаченко, С.Н. Пономарев.- М.: Энергоатомиздат, 1992.

10. Батоврин A.A., Дашевский П.Г., Лебедев В.Д. и др. Цифровые системы управления электроприводами. Л.: Энергия, 1977 - 255с.

11. П.Башарин A.B., Новиков В. А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов. -JI: Энергоиздат., Ленингр. отд-ние, 1982.-392с.

12. Беленький Ю.М., Микеров А.Г. Выбор и программирование параметров бесконтактного моментного привода. Л.: ЛДНТП, 1990.

13. Бесекерский В.А. Цифровые автоматические системы. М.: Наука, 1976.-576с.

14. Бродовский В.Н., Иванов Е.С. Приводы с частотно-токовым управлением / под ред. В.Н. Бродовского. М.: Энергия, 1974.

15. Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. М.: Высшая школа, 1985.

16. Бут Д. А. Основы электромеханики. Москва, МАИ, 1996.

17. Быстродействующие матричные БИС и СБИС. Теория и проектирование / Б.Н. Файзулаев, И.И. Шагурин, А.Н. Кармазинский и др.; Под общей ред. Б.Н. Файзулаева и И.И. Шагурина.-М.: Радио и связь, 1989.

18. Вегнер О.Г. Теория и практика коммутации машин постоянного тока. -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961.

19. Висинка Р., Чалупа Л., Скалка И. Системы управления электродвигателями на микроконтроллерах фирмы Motorola. CHIP NEWS, № 1,1999.

20. Герман-Галкин С.Г. Широтно-импульсные преобразователи. М.: Энергия, 1979.

21. Герман-Галкин С.Г. и др. Цифровые электроприводы с транзисторными преобразователями.- Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. Отд-е, 1986.

22. Глазенко Т.А. Импульсные полупроводниковые преобразователи в электроприводах, изд-во «Энергия», 1965.

23. Глазенко Т.А., Гончаренко Р.Б. Полупроводниковые преобразователи частоты в электроприводах. Л. «Энергия», 1969.

24. Глазенко Т.А. Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного тока. М.: Энергия, 1974 - 304с.

25. Голубев К.П., Дроздов В.Н., Сабинин Ю.А. и др. Принципы построения цифровых систем управления электроприводом с помощью микро-ЭВМ // Электромашиностроение и электрооборудование. Вып. 35. V. Киев: Техника, 1982.

26. Гольц М.Е., Гудзенко А.Б., Остреров В.М., Шпиглер Л.А. Автоматизированные приводы постоянного тока с широтно-импульсными преобразователями -М.: Энергия, 1972.

27. Гольц М.Е., Гудзенко А.Б., Остреров В.М. Быстродействующие электроприводы постоянного тока с широтно-импульсными преобразователями -М.: Энергоатомиздат, 1986.

28. Гориловский A.A. Микропроцессорная обработка сигналов при управлении приводами RISC-перспективы 90-х годов. Тезисы докладов 2-го Всесоюзного межотраслевого научно-технического совещания "Приводы-90", Ленинград, 4-6 июня 1990г.-с.111-112.

29. Горячев О., Ерошкин Е. Векторное управление асинхронными трехфазными двигателями. Электроника НТБ, 1999, №4.

30. Горячев О., Ерошкин Е. Амплитудно-частотное управление асинхронными трехфазными двигателями. Электроника НТБ, 1999, №2.

31. Дадугин Б.П., Костин Г.Д., Полковников В.А., Рабинович Л.В. Следящий привод с усилителем мощности на полупроводниковыхтриодах//Электрооборудование промышленных предприятий;автоматизированный электропривод, №17-1962.

32. Денисов К., Ермилов А., Карпенко Д. Способы управления машинами переменного тока и их практическая реализация на базе компонентов фирмы Analog Devices. CHIP NEWS, № 7-8,1997.

33. Домрачев В.Г., Смирнов Ю.С. Цифроаналоговые системы позиционирования (Электромеханотронные преобразователи). М.: Энергоатомиздат, 1990.

34. Дроздов В.Н., Козярук А.Е., Мирошник И.В. Системы управления электроприводами с использованием микро-ЭВМ. Л.: ЛДНТП, 1984 -24с.

35. Дроздов В.Н., Мирошник И.В., Скорубский В.И. Системы автоматического управления с микро-ЭВМ. Л.: Машиностроение, Ленское отд-ние, 1989 - 284с.

36. Изерман Р. Цифровые системы управления: Пер с англ. С.П. Забродина, А.И. Титкова, A.B. Шалашова М.: Мир, 1984

37. Ильинский Н.Ф., Козаченко В.Ф. Общий курс электропривода: Учебник для вузов.-М.:Энергоатомиздат, 1992.-544с.

38. Ильинский Н.Ф. Электропривод вчера, сегодня, завтра. Приводная техника, №6,1997.

39. Кенио Т., Нагамори С. Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 184с.

40. Кириллов A.A. Разработка и исследование алгоритмов цифрового управления системой «Импульсный усилитель двигатель». - Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва, 1994 г.

41. В.Козаченко, А.Соловьев. Новые DSP-микроконтроллеры фирмы Analog Devices ADMC300/330 для высокопроизводительных систем векторного управления электроприводами переменного тока. CHIP NEWS, 1998,№ 5.

42. Козаченко В.Ф., Грибачев С.А. Новые микроконтроллеры фирмы Texas Instrumensts TMS32x24x для высокопроизводительных встроенных систем управления электроприводами. CHIP NEWS, 1998, № 11-12.

43. Козаченко В.Ф. Основные тенденции развития встроенных систем управления двигателями и требования к микроконтроллерам. CHIP NEWS, №1,1999.

44. Козаченко В., Грибачев С. Перспективная серия микроконтроллеров фирмы Texas Instrumensts '240х для систем цифрового управления двигателями.- CHIP NEWS, № 9,1999.

45. Конев Ю.А. Полупроводниковые триоды в автоматике. Изд-во «Советское радио», 1960.

46. Конев Ю.И. Транзисторные импульсные устройства управления электродвигателями и электромагнитными механизмами, изд-во «Энергия», 1964.

47. Конев Ю.И. Транзисторные импульсные устройства управления механизмами. М.: Энергия, 1968. - 104с.

48. Конев Ю.И., Розно Ю.Н., Владимиров Я.Г. Проектирование силовых преобразователей бесконтактных двигателей постоянного тока: Учебное пособие.-М.: МАИ, 1987.

49. Силовые полупроводниковые приборы. Пер с англ. Под ред. В.В.Токарева.- Первое издание, Воронеж, 1995.

50. Корнеев В.В., Киселев A.B. Современные микропроцессоры. М.: «Нолидж», 1998.

51. Коссов O.A. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. Изд.2-е, М., «Энергия». 1971.

52. Копытин С.,Микроконтроллер семейства Siemens С166»(ч.1), «CHIP1. NEWS»,1999г., №1 с.39-42.

53. Копытин С.,»Микроконтроллер семейства Siemens С166»(ч.2), «CHIP1. NEWS»,1999г., №4 с.24-28.

54. Кочергин В.В. Следящие системы с двигателем постоянного тока.-Д.:Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1988.-168с.

55. Крайцберг М.И., Шикуть Э.В. Импульсные методы регулирования цепей постоянного тока с помощью тиристоров. М., «Энергия», 1969

56. Кулебакин B.C. К теории импульсного метода регулирования скорости вращения электродвигателей с независимым и постоянным возбуждением. Труды ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1948, вып. 304.

57. Кулебакин B.C. и Нагорский В.Д. Электропривод самолетных агрегатов и механизмов. Оборонгиз, 1958.

58. Кулифеев Ю.Б. Электрификация летательных аппаратов. Научно-методические материалы. - М.: ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1987,1988.

59. Кулифеев Ю.Б. Электрифицированные системы управления силовыми установками. Учебное пособие по дисциплине «Электрооборудование ЛА». - М.: ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1987.

60. Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления / Пер с англ. Под ред П. И. Попова. М.: Машиностроение, 1986.

61. М. Куприянов, М. Бычков, 16- и 32-разрядных микроконтроллеры фирмы Motorola»,«CHIP NEWS»,1999 г. №1 с.53-58.

62. Лебедев Е.Д., Неймарк В.Е. Управление вентильными электроприводами постоянного тока. М.: Энергия, 1975.-115с.

63. Марков С. Цифровые сигнальные процессоры. Книга 1, М.: Микроарт, 1996 325с.

64. Машуков Е.В. Уменьшение динамических потерь в транзисторах импульсных усилителей мощности .- ЭТВА/ Под ред. Ю.И.Конева.- М.: Радио и связь, 1981, вып. 12.

65. Машуков Е.В., Букреев С.С Устройства управления.-М.:МАИ,1983, с.6-13, с.34-38.

66. Машуков Е.В. Диффузионные транзисторы в ключевых регуляторах мощности. ЭТВА/ Под ред Ю.И. Конева. - М.: «Советское радио», 1976, вып 8.

67. Микропроцессоры и микро-ЭВМ в системах автоматического управления: Справочник / Под ред. С.Т. Хвоща. Л.: Машиностроение, 1987. 640с.

68. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем: Справочник в 2-х томах / Под ред. В.А. Шахнова. М.: Радио и связь, 1988.

69. Моин B.C. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М.: Энергоатомиздат, 1986.

70. Ногин В.Н. Аналоговые электронные устройства: Учебное пособие для ВУЗов.- М.: Радио и связь, 1992.-304с,

71. Однокристальные микроконтроллеры PIC17C4x, PIC17C75x, М3820. Справочник ДОДЭКА, 1998 384с.-37378. Основы проектирования следящих систем / Под ред. Н.А. Лакоты, М.: Машиностроение, 1978 391с.

72. Панкратьев Л.Д., Паппе И.Г., Петров Б.И., Полковников В.А. Импульсные и релейные следящие приводы постоянного тока с полупроводниковыми усилителями.-М. .Энергия, 1968.

73. Паппе В.П., Полковникова В.И., Полковников В.А. Двухтактный усилитель. Автор, свид-во № 272381 «Бюллетень изобретений», 1970, №19.

74. Полковников В.А., Паппе В.П. Защита транзисторов, работающих в режиме переключения, в выходных каскадах усилителей. Электронная техника в автоматике/Сборник статей под ред Ю.И. Конева. М.:Сов. Радио, 1972, №3.

75. Попов Б.Н. Микропроцессорные устройства следящих приводов ЛА. -Учебное пособие, М.: МАИ, 1987. -71с.

76. Попов Б.Н., Милачич Вл. Р. Обеспечение статических характеристик и коэффициента передачи в цифровом следящем приводе робота. Petnaesta ЛЛТОЖ. - konferencija (zbornik radova), Cavtat,1989, Jugoslavia

77. Попов Б.Н., Микропроцессорное управление асинхронным двухфазным двигателем. Тезисы докладов 2-го Всесоюзного межотраслевого научно-технического совещания "Приводы-90", Ленинград, 4-6 июня 1990.

78. Попов Б.Н., Кириллов А.А. Алгоритмы микропроцессорного управления двигателем постоянного тока. Тезисы докладов 2-го Всесоюзного межотраслевого научно-технического совещания "Приводы-90", Ленинград, 4-6 июня 1990.-С.108-110.

79. Попов Б.Н., Сперанский А.Н. Расширение возможностей бесконтактных двигателей постоянного тока при микропроцессорном управлении. -Тезисы докладов II Всесоюзной конференции по электромеханотронике, Ленинград, 1991.

80. Попов Б.Н., Шалыгин А.Н. Принципы микропроцессорного управления асинхронными двухфазными двигателями. Тезисы докладов II Всесоюзной конференции по электромеханотронике, Ленинград, 1991.

81. Попов Б.Н. Цифровые устройства следящих приводов ЛА. Учебное пособие, М.: МАИ, 1992. -75с.

82. Попов Б.Н. Цифровое управление трехфазными бесконтактными двигателями постоянного тока. International seminar on the DINAMICAL AND STRENGTH ANALISIS OF DRIVING SYSTEMS, May 3-6 1993 Svratka, Czech Republic

83. Попов Б.Н. Микропроцессорное управление бесконтактными двигателями постоянного тока. Электротехника №12,1992.-с.24-28.

84. Попов Б.Н. Микропроцессорное управление синхронными трехфазными двигателями. Электротехника №1 Д993.-С.32-37.

85. Попов Б.Н., Кириллов A.A. Микропроцессорная реализация импульсного управления двигателями постоянного тока. Электротехника, №2,1994.

86. Попов Б.Н. Однокристальный микроконтроллер электродвигателей.-Электротехника, № 7,1994.

87. Попов Б.Н. Универсальный микроконтроллер электродвигателей. Техника кино и телевидения № 7, (451),1994, с.49-54.

88. Попов Б.Н. Методы и средства широтно-импульсного управления электродвигателем. 1-я Международная конференция по электромеханике иэлектротехнологии.- Тезисы докладов, часть II, с.26, Суздаль, 13-16 сент. 1994 г.

89. Попов Б.Н., Шалыгин А.Н. Лабораторный практикум по цифровым устройствам следящих приводов ЛА: Учебное пособие-М.МАИ,1994.

90. Попов Б.Н. Анализ и синтез управлений в системе "Импульсный усилитель-двигатель" на основе метода Карно-Вейча. Всероссийская научная конференция "Алгоритмическое обеспечение процессов управления в механике и машиностроении". Ярополец, 24-26 мая 1994 г.

91. Попов Б.Н., Макаров М.А. Микропроцессорное управление двухфазным бесконтактным двигателем постоянного тока Электротехника, № 1,1996, с.2-6

92. Попов Б.Н. Анализ и синтез законов управления системой «Импульсный усилитель мощности электродвигатель» Известия академии наук. Теория и системы управления, 1996, №3, с.94-102.

93. Попов Б.Н. Устройство управления электродвигателями. Свидетельство № 1773 на полезную модель (Зарегистрировано 16 февраля 1996 г.).

94. Попов Б.Н., Денисов С.Г., Панфилов А.Б. Транспьютерные технологии в системах управления и приводах Учебное пособие М.: Изд-во МАИ, 1996.

95. Попов Б.Н. Универсальный однокристальный микроконтроллер электродвигателей XL konferencija za ETRAN, zbornik radova, Budva, 4-7 juna 1996.

96. Попов Б.Н. Обеспечение добротности цифрового следящего привода Сборник тезисов докладов Всероссийской конференции "Проблемы совершенствования робототехнических и интеллектуальных систем летательных аппаратов", Москва, 28-30мая 1996г.

97. Попов Б.Н. Метод анализа и синтеза законов управления системой «Импульсный усилитель мощности электродвигатель» XLI konferencija za ETRAN, zbornik radova, Zlatibor, 3-6 juna 1997.

98. Попов Б.Н., Кривилев A.B. Однокристальный микроконтроллер гидро- и пневмодвигателей.- Всероссийская конференция «Пневмогидроавтома-тика-99", Москва, 1999.

99. Программируемые логические ИМС на КМОП-структурах и их применение / Мальцев П.П., Гарбузов Н.И., Шарапов А.П., Кнышев Д.А. -М.: Энергоатомиздат, 1998.

100. Пупырев Е.И. Перестраиваемые автоматы и микропроцессорные системы. М.: Наука, 1984.

101. Рабинович JI.B. Расчет динамики следящих приводов на ПЭВМ: Учебное пособие. М.: Из-во МАИ, 1998.

102. Ремизевич Т.В. Микроконтроллеры для встраиваемых систем управления электроприводом.- Приводная техника, 1997, №1

103. Розенман Е.А. Импульсный метод регулирования скорости вращения электродвигателей. Научно-технический сборник НИИ МПСС, 1950, №6.

104. Розенман Е.А. Некоторые вопросы импульсного управления электропривода. Научно-технический сборник НИИ МПСС, 1949, №2.

105. Розенман Е.А. Переходные процессы в импульсных системах с параметрами, изменяющимися с частотой импульсов. Научно-технический сборник НИИ МПСС, 1951, №13

106. Т.Савамура, Х.Ханафуза, Т.Инуи «Исследование электрогидравлического сервомеханизма, управление которого основано на принципе широтно-импульсной модуляции», 1-й Международный конгресс ИФАК по автоматическому управлению, т.4, изд. АН СССР, 1960.

107. Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями / О.В. Слежановский, Л.Х. Дацковский, И.С. Кузнецов и др. М.: Энергоатомиздат, 1983 - 256с.

108. Соловьев А., Веселов М. Семейство DSP микроконтроллеров фирмы Analog Devices для встроенных систем управления двигателями . - CHIP NEWS, 1999, № 1.

109. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В.А. Елисеева и A.B. Шинянского М.: Энергоатомиздат, 1983 - 616с.

110. Татт У. Теория графов, М.: Изд-во «Мир», 1988.

111. Толмачев В.И., Геращенко А.Н., Глазунов В.В., Попов Б.Н. Силовые системы управления параппотируемыми объектами. М.: Изд-во МАИ, 1995.-168с.

112. Управление исполнительными элементами следящих электроприводов летательных аппаратов/под ред.Б.И. Петрова.М. Машиностроение, 1981.

113. Управляемые бесконтактные двигатели постоянного тока / Н.П. Адволоткин, В.Т. Геращенков, Н.И. Лебедев и др. Л.Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1984.

114. Харари, Ф., Палмер Э. Перечисление графов, М.: Изд-во «Мир», 1977.

115. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / Якубовский C.B., Нисельсон Л.И., Кулешова В.И. и др. Под ред. Якубовского C.B. М.: Радио и связь, 1990. - 496с.

116. Цыпкин Я.З. Переходные и установившиеся процессы в импульсных цепях. Госэнергоиздат, 1951.

117. Цыпкин Я.З. Теория импульсных систем. Физматгиз, 1958.

118. Чучалов В. Новый микроконтроллер серии С166 для управления электроприводами. CHIP NEWS, №1,1999.

119. Шагурин И.И. Микропроцессоры и микроконтроллеры фирмы Motorola. М.: Радио и связь, 1998 - 560с.

120. Шило B.JI. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. М.: Радио и связь, 1987. - 352с.

121. Шипулин С.Н., Храпов В.Ю. Основные тенденции развития ПЛИС. -Электронные компоненты, №3-4,1996.

122. Шипулин С.Н., Храпов В.Ю. Особенности проектирования цифровых схем на ПЛИС. Chip news, №5,1996.

123. Электропривод систем управления летательных аппаратов./Б.И.Петров, Л.Д.Панкратьев, В.А.Полковников, Н.П.Паппе. Под ред. Б.И.Петрова, М.: Машиностроение, 1973- 359с.

124. Электропривод летательных аппаратов: Учебник для авиационных вузов / В.АЛолковников, Б.Н.Петров, Б.Н.Попов, А.В.Сергеев, А.Н.Сперанский. Под общей ред. В.А. Полковникова. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990-240с.

125. Кириллов A.A., Попов Б.Н., Шалыгин А.Н. и др. Отчет о НИР «Разработка и создание опытной партии однокристальных микроконтроллеров электродвигателей». Этап №i 3 «Разработка топологии кристалла и его моделирование». Тема № 702-92-07, Москва, МАИ, 1992г.

126. Bardin J.A., Glazirin J.A., Kirillov A.A., Lounev A.V., Popov B.N. The digital servodrive of aviatic robotic complex for equipping special loads.- MAI/BUAA conference on automatic control Moskva 28-30 august 1997.

127. Blasche F. Das Prinzip der Feldorientierung die Grundlage for die Transvektor - Regelung von Drehfeldmaschinen/ - Siemens - Z., 1971, Bd 45, № 10, p. 757-760.

128. Blaufoss K. Drehzahlregelung von Gleichstrommotoren durch Stromstosse, Archiv for Electrotechnik, 1940, №10.-385169. Bolton W Mechatronics (Electronic control systems in mechanical engineering). Addison Wesley Longman Limited, 1999.

129. G.DE. Micheli Syntheesis and Optimization of Digital Circuits (McGraw-Hill, New York, 1994)

130. M.Karnaugh «А Map Method for Synthesis of Combinatorial Logic Circuits» Transactions of AEEE, Communications and Electronics 72, part 1, November 1953, pp.593-599.

131. E.J. McCluskey Minimization of Boollean Functions. Bell System Tech. Journal, November 1956, pp. 521-531.

132. Popov N. Boris The methods and means for sample control of motors Proceedings of the 1993 MAI/BUAA international symposium on automatic control, volum 1, part 2, p. 178-181. Moscow, Yaropolets.

133. Popov Boris, Shaligin Alexander The microprocessor control of asynchronous two-phase motor. Proceedings of the third BUAA/MAI international symposium on automatic control, Beijing, China, November 1-2,1995.

134. Boris N. Popov Universal single-chip microcontroller for electrodrives.- XL conference ETRAN, Budva,4-7 june 1996.

135. Stephen Brown, Zvonko Vranesic Fundamentals of Design Logic with VHDL Design (McGraw-Hill, New York, 2000).

136. W.S.Harris «Using the Acceleration switching Valve », Control Eng., April, 1958.

137. Visinka R., Chalupa L., Skalka I., Системы управления электродвигателями на микроконтроллерах фирмы Motorola, «CHIP NEWS», 1999 г. №1 с.10-16.