Создание параметрической модели бесколлекторного двигателя и оптимизация схемы соединения обмоток статора

Системы управления, космическая навигация и связь

Третий метод является примером дифференциального метода и основан на одновременном приеме сигналов одного и того же КА в двух пространственно разнесенных пунктах А и В, причем в каждом пункте регистрируется местное время прихода этого сигнала. При одновременном приеме сигнала одного КА в двух пунктах на погрешность определения шкал времени оказывает влияние не погрешность вычисления дальности от отдельных пунктов, а разность двух погрешностей определения дальности, и большая часть общих погрешностей исключается.

Таким образом, третий метод дает возможность при использовании достаточно простой приемной аппаратуры при измерении расхождения шкал времени двух приемных пунктов А и В получить погрешность не более 10 нс. Однако для реализации метода необходим обмен информацией между пунктами А и В. При более точной информации об эфемеридах и характеристиках задержки сигнала на трассе распространения предельная погрешность для данного метода составит 1нс [4].

Примером использования дуплексного метода является способ, основанный на использовании дуплексного метода связи через геостационарный ИСЗ-ретранслятор [5]. Его точность в основном зависит от параметров бортового ретранслятора, применяемого типа сигнала и техники измерения временных интервалов.

В результате корреляционной обработки пар записей одного и того же шумового широкополосного сигнала происходит подавление флуктуационных эффектов атмосферы, что позволяет определять временную задержку с внутренней точностью до 0,1 нс [5].

Основным критерием качества методов синхронизации является погрешность измерения сдвига шкал. Сопоставление методов синхронизации по точности возможно только при идентичных методиках расчета погрешностей (интервалы накопления результатов измерений, алгоритмы статистической обработки). В зависимости от погрешностей различают методы синхронизации высокой, средней и низкой точности. Общими для всех методов сравнения источниками погрешностей являются: нестабильность и невзаимность задержки сигналов в канале; нестабильность аппаратурных задержек; внутренние шумы и помехи

канала связи; динамика измеряемой величины из-за нестабильности стандартов. Каждый из методов имеет и специфические источники погрешностей, обусловленные особенностями канала, алгоритмами сравнения, аппаратурной реализацией, релятивистскими эффектами и др.

Библиографические ссылки

1. Толстиков А. С. Алгоритмы синхронизации пространственно разнесенных часов по сигналам спутниковых навигационных систем // Метрология: приложение к журналу «Измерительная техника». 2009. № 9. С. 25-35.

2. ГОСТ 8.567-99. Измерение времени и частоты. Термины и определения. Введ. 01.01.2001.2001. М. : Изд-во стандартов, 2001. 11 с.

3. Новиков И. А., Рабкин В. С., Филатченков С. В., Шебанов А. А., Шебшаевич В. С. Использование спутниковой радионавигационной системы NAVSTAR для синхронизации шкал времени // Зарубежная радиоэлектроника. 1987. № 11. С. 3-15.

4. Серапинас Б. Б. Глобальные системы позиционирования. М. : ИКФ «Каталог», 2002. 106 с.

5. Губанов В. С., Финкельштейн А. М., Фридман П. А. Введение в радиоастрометрию. М. : Наука, 1983. С. 114-119, 217.

References

1. Tolstikov A. S. The synchronization algorithms spatially separated clocks on signals of satellite navigation systems. // «Metrology», Annex to the magazine «Measuring techniques». 2009. no. 9. p. 25-35.

2. State standard 8.567-99. he measurement of time and frequency. Terms and definitions. Introduced 01.01.2001.2001. M. : Publishing standards, 2001. p. 11.

3. Novikov I. A., Rabkin V. S., Filatenkov S. V., Shebanov A. A., Shebshaevich V. S. The use of satellite radionavigation system NAVSTAR to synchronize time scales «Foreign electronics», no. 11, 1987. p. 3-15.

4. Serapinas B. B. Global positioning system, Moscow: «Catalog», 2002, p. 106.

5. Gubanov V. S. Finkelstein A. M., Friedman P. A. Introduction to radioastrometry. Moscow. Science, 1983, p. 114-119, 217.

© Владимиров В. М., Маликов Р. Д., Казакова Ю. В., 2015

УДК 62-523.2

СОЗДАНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ БЕСКОЛЛЕКТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ И ОПТИМИЗАЦИЯ СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК СТАТОРА

С. С. Ефимов

Московский физико-технический институт (государственный университет) Российская Федерация, 141700, г. Долгопрудный, Институтский пер., 9 E-mail: efimov.ss@phystech.edu

Построена параметрическая модель многополюсного синхронного двигателя с постоянным магнитом. Получены оптимальные схемы соединения обмоток для различных типов управления.

Ключевые слова: управляющий двигатель-маховик, бесколлекорный двигатель, параметрическая модель, оптимальная схема соединения, векторное управление.

Решетнеескцие чтения. 2015

DEVELOPING PARAMETER-ORIENTED MODEL OF BRUSHLESS MOTOR AND OPTIMISING STATOR WINDING CIRCUIT

S. S. Efimov

Moscow Institute of Physics and Technology (State University) 9, Institutskiy per., Dolgoprudny, Moscow Region, 141700, Russian Federation E-mail: efimov.ss@phystech.edu

The author presents the developed parameter-oriented model of multipolar synchronous motor with permanent magnet. The research focuses on obtaining optimal schemes of winding circuits for the control of various types.

Keywords: control engine flywheel, brushless motor, parameter-oriented model, optimal winding circuit, vector sleeting.

В лаборатории высокоточных систем ориентации МФТИ в настоящее время ведутся работы по расчёту и проектированию исполнительных органов систем ориентации малых космических аппаратов (МКА) на базе управляемого по угловой скорости и моменту двигателя-маховика (УДМ) для ориентации космического аппарата массой порядка 100 кг.

Эффективное проектирование синхронных электродвигателей с постоянными магнитами, на которых основан принцип работы УДМ для системы ориентации и стабилизации МКА, требует разработки общей физической модели бесколлекторного двигателя, позволяющей вычислять рабочие характеристики мотора по его параметрам.

В данной работе была построена такая модель электродвигателя с произвольным числом полюсов ротора и выводов статора, учитывающая различные схемы соединения обмоток, зависимостей обратных ЭДС, наводимых в обмотках, от угла ротора и двух типов управления: скалярном (коммутация обмоток статора по сигналам с датчиков положения ротора) и векторном (field oriented control).

Показано, что для скалярного управления наиболее выгодным (с точки зрения максимизации механических характеристик и уменьшения пульсаций момента) оказывается соединение обмоток по схеме «звезда» с использованием трапецеидальных ЭДС.

В случае векторного управления предпочтительной получается синусоидальная форма обратных ЭДС. На механические характеристики при этом влияет только величина максимального фазного напряжения, которое возможно создать в схеме. Сформу-

лирован алгоритм выбора наилучшей схемы соединения обмоток в зависимости от количества полюсов и фаз двигателя [1-3].

Доказана оптимальность схем такого типа (максимальное фазное напряжение оказывается равно напряжению источника тока).

Библиографические ссылки

1. Калачев Ю. Н. Векторное регулирование (заметки практика) [Электронный ресурс]. URL: http://www.privod-news.ru/docs/Vector_Kalachev.pdf (дата обращения: 5.10.2015).

2. Фалк Г. Б. Технические средства автоматизации и управления: исполнительные устройства / Моск. гос. ин-т электроники и математики. М., 2004. 127 с.

3. Baldursson S. BLDC Motor Modelling and Control - A Matlab/Simulink Implementation : Master Thesis work : Institutionen for Energi och MiljoMay, 2005.

References

1. Kalachev U. Vectornoye upravleniye (zametki praktika) [Vector control (practician's notes)]. Available at: http://www.privod-news.ru/docs/Vector_Kalachev.pdf (accessed: 5.10.2015).

2. Falk. G. [Technical means of automation and control: Actuators]. Moscow Institute of Electronics and Mathematics., 2004, p. 127 (In Russ.).

3. Baldursson S. BLDC Motor Modelling and Control - A Matlab/Simulink Implementation : Master Thesis work : Institutionen for Energi och MiljoMay, 2005.

© Ефимов С. С., 2015

УДК 621.396.677

ДВУХЗЕРКАЛЬНАЯ ОСЕСИММЕТРИЧНАЯ АНТЕННА СО СПЕЦИАЛЬНЫМ ПРОФИЛЕМ

КОНТРРЕФЛЕКТОРА

Р. С. Зубарев*, Ю. В. Крылов, А. Ю. Лапин

АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

E-mail: ryden@mail.ru

Отражена возможность применения в антенной технике спутниковой связи двухзеркальной антенны со специальным профилем контррефлектора. Даны сравнительные характеристики классического профиля и модифицированного.

Ключевые слова: радиотехника, антенно-фидерные устройства, двухзеркальная антенна, контррефлектор специальной формы.