ПрЭ : О кафедре : Научная работа : Адаптивное управление импульсно-модуляционными системами на основе теории нормальных структур динамических объектов

Главная

Карта сайта

Книга отзывов

Вопрос-Ответ

Контакты

Главная страница » О кафедре » Научная работа » Адаптивное управление импульсно-модуляционными системами на основе теории нормальных структур динамических объектов

Адаптивное управление импульсно-модуляционными системами на основе теории нормальных структур динамических объектов

В 2005-2009 годы на каф. Промышленная электроника в рамках Тематического плана вуза проводилась фундаментальная НИР г/б 1.9.05 № гос. регистрации

Ниже приведены этапы НИР, основные научные результаты и основные публикации сотрудников кафедры в рамках тематики проводимой НИР

Этап 1 - 2005 г.

Динамические катастрофы в импульсно-модуляционных объектах с адаптивным управлением

Основные научные и (или) научно-технические результаты

Исследованы методы анализа динамики адаптивно управляемых импульсно-модуляционных объектов. Предложена классификация сложных управлений. Определены условия, при которых возможно возникновение динамических катастроф в импульсно-модуляционных объектах с адаптивным управлением

Полученная научная и (или) научно-техническая продукция

Усовершенствован алгоритм адаптивного управления понижающим стабилизатором с ШИМ. Получены явные выражения, позволяющие реализовать адаптивное управление в понижающем стабилизаторе с ШИМ

Основные публикации сотрудников каф. Промышленная электроника в 2005 году, относящиеся к тематике НИР:

1. Матвеев К.Ф. Однотактный комбинированный преобразователь. Журнал: Силовая электроника компоненты и технологии, 2005. №3. с 56-59;

2. Заподовников К.И., Савин Д.А., Тановицкий Ю.Н., Цифровая трехфазная динамическая модель электрической системы с тепловыми энергоблоками. Известия томского политехнического университета. № 7, 2005 с. 179-183^*;

Доклады:

1.Семенов В.Д., Тановицкий Ю.Н., Мерунко А.А., Локтионов К.Г. Моделирование обратноходового преобразователя системы гарантированного электропитания программой ASIMEC. Тез. докл. МНПК Томск: Изд-во ин-та Оптики атм. Ч.2 с 13-16;

2.Тановицкий Ю.Н. О классификации интеллектуальных управлений Тез. докл. МНПК Электронные средства и системы управления. Томск: Изд-во ин-та Оптики атмосферы СО РАН, Часть 2. 2005. с 25-27;

3. Ю.Н. Тановицкий, А.В. Шарапов, Д.А. Савин, Электронный учебник "Цифровая схемотехника" Материалы рег. науч. метод. конф. ТУСУР. 2005;

4. К.И. Западовников, Козырев В.Д., Савин Д.А., Тановицкий Ю.Н. Трехфазная динамическая модель синхронных машин с ударной нагрузкой для металлургических предприятий 18 фед. НТК Эффективность получения, распред. и использ. эл. энергии. Новокузнецк, 4-5 окт. 200^*;

5. В.Ф. Федтов, В.В. Русанов, В.Д. Семенов. Высоковольтный источник питания для электронной пушки с плазменным эмиттером. Тез. докл. МНПК Томск: Изд-во ин-та Оптики атм. Ч.2 с 26-28;

Этап 2 - 2006 г.

Исследование алгоритмов адаптивного управления импульсно-модуляционными объектами с нормальными структурами

Основные научные и (или) научно-технические результаты

Получен обобщенный алгоритм адаптивного управления импульсно-модуляционными объектами, который возможно использовать для эффективного управления стабилизаторами понижающего, повышающего и инвертирующего типа. Сформулированы принципы интеллектуального управления широтно-импульсными объектами

Полученная научная и (или) научно-техническая продукция

Созданы модели импульсных преобразователей с адаптивным управлением в среде ASIMEC, получены усовершенствованные модули программного обеспечения для моделирования электронных схем ASIMEC, Cоздан комплект лабораторных работ по предмету Теория автоматического управления. Создан электронный учебник "Аналоговая схемотехника"

Основные публикации сотрудников каф. Промышленная электроника в 2006 году, относящиеся к тематике НИР:

1. Селяев А.Н., Гребенев И.Е., Антонов А.А. Определение порядковых уровней помеховых электромагнитных полей полупроводниковых преобразователей на стадии проектирования / Томск Изд-во Известия ТПУ 2006, Т.309, №1. С.167-172;

2. Потапов А.Т., Шкоркин В.В., Селяв А.Н. Устройство защиты радиоэлектронной аппаратур от импульсных коммутационных помех в бортовых сетях постоянного тока. / Томск: Изд-во известия ТПУ, 2006 T.309 №1 С.173-175;

3. Заподовников К.И., Савин Д.А., Тановицкий Ю.Н., Цифровая трехфазная динамическая модель электрической системы с тепловыми энергоблоками. Известия томского политехнического университета. № 7, 2005 с. 179-183.^*;

4. Трёхфазная динамическая модель синхронных машин с ударной нагрузкой для металлургических производств Заподовников К. И., Козырев В. Д., Савин Д. А., Тановицкий Ю. Н., Электрика №7 за 2006 с 47-49^*;

Доклады:

1. Применение сглаживания в графических редакторах системы моделирования электронных схем "ASIMEC". Михайленко С.Ю., Савин Д.А., Тановицкий Ю.Н., Туран В.В. Науч сессия ТУСУР - 2006. Мат. докл. Всероссийской НТК. ТУСУР, Томск, 4-7 мая 2006 с 145-147;

Патенты:

1. Электропривод. Патент на полезную модель № 52684 Семенов В.Д., Русанов В.В., Цыганов О.А.от 27 апреля 2006;

2. Высоковольтный источник питания электронно-лучевой пушки. Пат. на пол. мод. № 54549 Семенов В.Д., Русанов В.В., Федотов В.А. Матвеев К.Ф. от 10 июня 2006;

3. Преобразователь переменного тока для питания индуктора. Патент на полезную модель № 56741 Семенов В.Д., Русанов В.В., Рябков С.А. Левашов В.А. от 10 сентября 2006;

Этап 3 – 2007 г.

Методология математического моделирования,алгоритмы анализа импульсных систем с нормальными структурами и адаптивным управлением

Основные научные и (или) научно-технические результаты

На основе предложенной методологии моделирования импульсных стабилизаторов управляемых по адаптивным законам проведено исследование их динамики. Показано, что при переходе от режима работы с непрерывным током дросселя к прерывистому даже при оптимавльных параметрах регулирования возможны бифуркации, известные как s-бифуркации (бифуркации структуры). Предложена концепция, согласно которой все действия при управлении объектами разделяются на четыре класса управлений, что открывает пути к формализации методики управления произвольными объектами

Полученная научная и (или) научно-техническая продукция

Усовершенствовано программное обеспечение для моделирования электронных схем ASIMEC.

Апробирован комплект лабораторных работ по предмету "Теория автоматического управления" с применением ASIMEC. Написаны методические пособия: "Руководство по организации самостоятельной работы" и "Руководство к выполению курсового проекта" по предмету САПР электронных схем. Составлена рабочая программа по дисциплине "Математическое моделирование и программирование"

Основные публикации сотрудников каф. Промышленная электроника в 2007 году, относящиеся к тематике НИР:

1. Нелинейная динамика полупроводниковых преобразователей: моногр. / А.В. Кобзев, Г.Я. Михальченко, А.И. Андриянов. - Томск: ТУСУР, 2007, - 224 с.;

2. А.В. Кобзев, Д.А. Савин, Ю.Н. Тановицкий. Алгоритм адаптивного управления стабилизатором понижающего типа с широтно-импульсной модуляцией. Изв. вузов России Радиоэлектроника, №3 2007. с 27-33;

4. Р.Б. Абеуов, К.И. Заподовников, Ю.Н. Тановицкий, Ю.В. Хрущев. Автоматическое управление процессом синхронизации генераторов мини-ТЭС по программным траекториям движения технических объектов. Труды инженеров ТУСУРа.^*;

Доклады:

1. Рубцов Е.И., Халиляев Т.Ф., Башкиров В.Н. Лаб. макет на тему "Исследование работы цифроаналогового преобразователя" по дисциплине "Аналоговая схемотехника" в мат. 2-й науч.-метод. конф. Груповое проектное обучение. - Томск: ТУСУР, 2007. Т2 с 27-30;

2. Михайленко С.Ю., Савин Д.А., Тановицкий Ю.Н. Опыт работы по технологии группового проектного обучения в лаборатории МИМС. в мат. конф. Груповое проектное обучение. - Томск: ТУСУР, 2007. Т2 с 33-35;

3. Шкоркин В.В. Снижение помехоэмиссии от транзисторов конструкторскими средствами // "Науч. сессия ТУСУР 2007": Мат. докл. Всерос. науч.-тех. конф. студентов аспирантов и молодых ученых. - Томск:"В-Спектр", 2007. Ч.4. с. 108-110;

4. Ненашев А.С., Гордынец А.С., Семенов В.Д. Обоснование выбора алгоритма модуляции тока источника питания для сварочной дуги // "Научн. сессия ТУСУР 2007": Мат. докл. Всерос. науч.-тех. конф. студ. асп. - Томск:"В-Спектр". - 2007, Ч4. с 66-69;

5. Трашахов И.А., Семенов В.Д., Русанов В.В. Тяговый электропривод гольфкара с аккумуляторным источником питания.// "Научн. сессия ТУСУР 2007": Мат. докл. Всерос. науч.-тех. конф. студ. асп. - Томск:"В-Спектр". - 2007, Ч4. с 95-96;

Другие публикации:

1. Ю.Н. Тановицкий. Системы автоматизированного проектирования электронных схем: Руководство к выполнению курсового проекта. - Томск: ТУСУР, 2007. - 38 с.;

2. Ю.Н. Тановицкий. Системы автоматизированного проектирования электронных схем: Руководство к организации самостоятельной работы.- Томск: ТУСУР, 2007. - 49 с.;

3. Кобзев А.В., Михальченко Г.Я., Дякин А.С., Семенов В.Д. Импульсно-модуляционные системы: Учебн. пособие. - Томск: ТУСУР, 2007. -188 с.;

4. Дякин А.С., Семенов В.Д., Федотов В.А. Импульсно-модуляционные системы: Руководство к организации самостоятельной работы. - Томск: ТУСУР, 2007. - 68 с.;

5. Селяев А.Н. Электромагнитная совместимость устройств промышленной электроники // Учебн. посбие: - Томск: ТУСУР, 2007. - 245 с.;

6. Мишуров В.С., Семенов В.Д. Энергетическая электроника // Учеб. метод. пособие. - Томск: ТУСУР, 2007. - 221 с.;

Патенты:

1. Заявка на патент РФ № 2007108406/22 от 05.03.2007 Уплотнительное контактное соединение экранированных корпусов с крышками для преобразовательных устройств... // А.Н. Селяев, И.Е. Гребенев, А.Н. Лапин.;

2. Заявка на патент РФ № 2007112142/22(013190) от 02.04.2007. Конструкция установки выводов тороидального дросселя с минимальными полями рассеяния // В.В. Шкоркин, А.М. Гаврилов, А.Н. Селяев.;

Этап 4 – 2008 г.

Оптимальное управление на основе теории нормальных структур динамических объектов

Полученные научные и (или) научно-технические результаты: Получен метод построения оптимальных регуляторов для систем с широтно-импульсным регулированием на основе принципа минимизации длительности переходных процессов в малом. Показана адекватность полученного метода с использованием, как математического моделирования в разных средах, так и на физическом макете.

Полученная научная и (или) научно-техническая продукция: Создан макет преобразователя с широтно-импульсным регулированием, обладающий повышенными показателями качества управления выходной энергии. Разработаны модули программного обеспечения для моделирования электронных схем ASIMEC, позволяющие эффективно анализировать импульсные стабилизаторы. Создано программно-аппаратное обеспечения для лабораторных работ по курсу "Системы автоматизированного проектирования электронных схем". Создана программа расчета оптимальных параметров для регуляторов с широтно-импульсной модуляцией всех основных типов однотактных стабилизированных преобразователей постоянного напряжения.

Основные публикации сотрудников каф. Промышленная электроника в 2008 году, относящиеся к тематике НИР:

Библиографический список публикаций, отражающих результаты работы:

Учебники:

1. А.В. Шарапов. Основы микропроцессорной техники. Учебное пособие. Томск: ТМЦ ДО, 2008. - 130 с.;

Публикации в ведущих научных журналах:

1. Г.А. Кобзев, Д.А. Савин, Ю.Н. Тановицкий. О классификации методов управления. Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники 1(17) - 2008 - Томск : Томск. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2008. с 53-56.;

Доклады:

1. Халиляев Т.Ф. Адаптивный преобразователь постоянного напряжения понижающего типа. Итоги научно-исследовательских работ и курсового проектирования. Доклад на ежегодной науч. практ. конф. 27-28 февраля 2008 г. Томск. ТУСУР, 2008;

2.Халиляев Т.Ф., Рубцов Е.И. Проектирование паяльной станции. Итоги науч.-исслед. работ и курсового проектирования. Материалы ежегодной науч. практ. конф. 27-28 февраля 2008 г. Выпуск 2. Под ред. Семенова В.Д. Томск. ТУСУР, 2008;

3. Широтно-импульсный преобразователь напряжения понижающего типа с минимальным уровнем радиопомех. А.В. Скляров и др. Итоги науч.-исслед. работ и курсового проектирования. Материалы ежегодной науч. практ. конф. 27-28 февраля 2008 г. Вып. 2.;

4. Пермяков Р.Ю. Использование оптимизированных комплектов полупроводниковых приборов в корректорах коэффициента мощности. Итоги науч.-исслед. работ и курсового проектирования. Материалы ежегодной науч. практ. конф. 27-28 февраля 2008 г. Вып. 2.;

Патенты:

1. Патент на полезную модель № 69350. Источник ассиметричного синусоидального тока или напряжения. Семенов В.Д., Маканков К.В. Лыков Б.И.;

2. Патент на полезную модель № 77518. Источник ассиметричного синусоидального тока или напряжения. Семенов В.Д., Федотов В.А., Храмцов А.В.;

3. Решение о выдаче патента на полезную модель РФ от 29.08.2008 по заявке № 2008128639/22 (035348) // Установка и устройство для лечения опухолевых заболеваний. А.В. Кобзев, Д.О. Пахмурин, В.Д. Семенов, А.А. Свиридов.;

Этап 5 – 2009 г.

Основы построения САПР адаптивных импульсно-модуляционных систем

Полученные научные и (или) научно-технические результаты

Метод адаптивного управления обобщен на преобразователи с широтно-импульсным регулированием, описываемые дифференциальными уравнениями произвольной размерности. Сформулирована концепция построения САПР адаптивных систем управления широтно-импульсными преобразователями с использованием теории нормальных и аномальных структур динамических объектов. Предложена методология обеспечения сверхустойчивых режимов функционирования стабилизированных преобразователей.

Полученная научная и (или) научно-техническая продукция

Создано программное обеспечение, исполняющее алгоритм адаптации и обеспечивающее расчет оптимальных коэффициентов обратных связей. Модернизировано программное обеспечение ASIMEC для расчета электронных схем. Созданы модели адаптивных стабилизаторов с ШИМ в среде ASIMEC.

Основные публикации сотрудников каф. Промышленная электроника в 2009 году, относящиеся к тематике НИР:

Научно-технические отчёты	Отчет по НИР: Адаптивное управление импульсно-модуляционными системами на основе теории нормальных структур динамических объектов / А.В. Кобзев и др., № гос. рег. 01200704138 Томск, ТУСУР;
Учебники	Сулимов Ю.И. Электронные промышленные устройства: Учебное пособие. - Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2009. - 154 с.; Сулимов Ю.И. Электронные промышленные устройства: Учебное методическое пособие. -Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2009. - 128 с.; Воронин А.И. Стабилизаторы постоянного напряжения. Руководство к выполнению лабораторной работы. - Томск: ТУСУР. 2009 -29 с.; А.В. Шарапов. Проектирование микропроцессорных устройств. Руководство к выполнению курсовых проектов. ТУСУР. 2009. 74 с.;
Публикации в ведущих научных журналах	1. С.Г. Михальченко, К.В. Бородин. Математическая модель преобразователей с двухполярной реверсивной модуляцией. Доклады Томского гос. ун-та систем управления и радиоэлектроники. №2(20) 2009.; 2. А.А. Гаврилов, Г.Я. Михальченко, С.Г. Михальченко. Нелинейная динамика преобразователей с многофазной импульсной модуляцией. Доклады Томского гос. ун-та систем управления и радиоэлектроники (публикуется); 3. Тановицкий Ю.Н., Халиляев Т.Ф. Алгоритм адаптивного управления стабилизированными преобразователями напряжения с широтно-импульсным регулированием. Доклады Томского гос. ун-та систем управления и радиоэлектроники (публикуется);
Доклады	1. Система энергообеспечения рельсосварочной машины и термообработки стыков рельсов. Рубан В.В., Берестов А.А., Земан С.К. Труды конференции современные техника и технологии. Томск: ТПУ, 2009 Т.1.; 2. П.Д. Бесхлебная. Особенности использования моделирующей программы ASIMEC при исследовании электронных схем с трансформатором. Труды ежгодн. науч. практ. студ. конф. по специальности "Промышленная электроника" / под. ред. В.А. Скворцова. - Томск:ТУСУР, 2009. с. 58 ; 3. Ю.Н. Тановицкий, Д.А. Савин, Т.Ф. Халиляев. Алгоритм адаптивного управления однотактными cтабилизированными преобразователями постоянного напряжения с широтно-импульсной модуляцией. Мат. VIII Всероссийской НТК ДНДС Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2009 с. 253-256.; 4. Халиляев Т.Ф., Тановицкий Ю.Н. Савин Д.А. Кобзев Г.А. Макет стабилизатора понижающего типа для исследования методов адаптивного управления. Мат. ежегодн. науч.-практ. конф. Итоги научно- исследовательских работ и курсового проектирования студентов 1-4 курсов кафедры ПрЭ. 26-27 февраля 2009 г. с 118 – 121.; 5. Никифоров Н.И., Рыжков В.В., и др. Источник электропитания для электронно-ионно-плазменных технологий модификации поверхностей. Мат. ежегодн. науч.-практ. конф. Итоги научно- исследовательских работ и курсового проектирования студентов 1-4 курсов кафедры ПрЭ. 26-27 февраля 2009 г. с 88 – 92.; 6. Литвинов А.В. Литвинов М.В. Федотов В.А. Источник питания для дугового испарителя. Мат. ежегодн. науч.-практ. конф. Итоги научно- исследовательских работ и курсового проектирования студентов 1-4 курсов кафедры ПрЭ. 26-27 февраля 2009 г. с. 75-77.; 7. Коношонкин А.В. Семенов В.Д. Униполярный генератор с жидкостным ротором для электрохимических технологий. Мат. ежегодн. науч.-практ. конф. Итоги научно- исследовательских работ и курсового проектирования студентов 1-4 курсов кафедры ПрЭ. 26-27 февраля 2009 г. с. 66-69.; 8. Романенко А.С. Построение математической модели автономного инвертора напряжения с широтно-импульсной модуляцией по синусоидальной функции. Мат. ежегодн. науч.-практ. конф. Итоги научно- исследовательских работ и курсового проектирования студентов 1-4 курсов кафедры ПрЭ. 26-27 февраля 2009 г. с. 99-104.;
Заявки на объекты промышленной собственности	Заявка на полезную модель № 2009140413/22(057431) Бородин К.В., Михальченко С.Г. Преобразователь однофазного переменного напряжения в постоянное с корректором коэффициента мощности;
Патенты	Полезная модель. Патент № 81189. Индукционная электрохимическая установка. ГОУВПО ТУСУР, Семенов В.Д., Образцов С.В., Федотов В.А. Семенова Г.Д. Бюл. №7 10.03.2009 г. Патент на полезную модель. Преобразователь постоянного напряжения сварочной дуги постоянного тока. ГОУВПО ТУСУР, Федотов В.А., Семенов В.Д. Бюл. №28 10.10.2009. Заявка 2009120814/22, 01.06.2009 г.
Диссертации	Диссертация Савина Д.А. «Однотактные широтно-импульсные стабилизированные преобразователи постоянного напряжения с адаптивным управлением» на соискание ученой степени к.т.н.

Примечание. Публикации, отмеченные ^*,сделаны по итогам совместных исследований и в соавторстве с учеными Томского политехнического университета

Схема адаптации с пояснениями

+ js алгоритм адаптации на JavaScript