Согласование вторичных источников питания с электрическими сетями и нагрузкой, страница 5

Показатели качества электропитания, выступающие как ограничения на отклонение выходного напряжения СЭС ΔU_n(t) в стационарном режиме, динамическое отклонение ΔU_Д(t) и время переходного процесса t_n в динамическом режиме в общем случае нелинейно зависят от параметров силовых цепей и принятых законов управления ИПН:

                (2.5.22.)

                  (2.5.23.)

                                 (2.5.24.)

Здесь А_ИПН — множество значении параметров силовой цепи ИПН, А_СН или А_РУ; f_У,ИПН — закон управления ИПН, определяющий зависимость приращения длительности импульсов управления силовым транзистором Δt_В(t) от изменения переменных, используемых для управления ИПН; Δt_В(t) = f_У{ΔU_ВЫХ(t)} — при использовании отклонения выходного напряжения СЭС; Δi(t) — суммарная переменная составляющая токопотребления всех КЭП, считается известной. В (2.5.23.), (2.5.24.) учтена возможность совместного режима СН и РУ. При задании ограничения на (2.5.23.), (2.5.24.) указывают вид динамического режима. В качестве такового для СЭС принят режим подключения активно-емкостной нагрузки.

Значения показателей качества электропитания будут тем меньше, чем меньше время t_nСВ затухания свободных процессов, т.е. чем выше быстродействие ИПН. Поэтому задачу определения закона управления ИПН следует решать как задачу оптимизации по критерию быстродействия в окрестности стационарного режима. В результате решения этой задачи оптимальное управление, доставляющее минимум t_nСВ, однозначно выражается: через параметры силовой цепи ИПН:

Для решения задачи оптимизации закона управления необходимо разработать математическую модель ИПН, описывающую процессы широтно-импульсного регулирования в окрестности стационарного режима, осуществить синтез оптимального по быстродействию закона управления и получить условия его реализации.

Решение задачи оптимального по быстродействию закона управления ИПН позволит исключить f_У,ИПН из числа варьируемых параметров и задачу параметрического синтеза силовых цепей преобразователей СН и РУ решать как задачу удовлетворения допустимым значениям показателей |ΔU_П(t)|≤ ΔU_ДОП; ΔU_ВЫХ≤ ΔU_{ВЫХ,ДОП}; GΔU_ВЫХ≤ GΔU_{ВЫХ,ДОП}; t_П ≤ t_П,ДОП вариацией параметров силовых цепей. Здесь ΔU_ВЫХ и GΔU_ВЫХ — просадка и перерегулирование выходного напряжения СЭС, как показатели ΔU_Д(t) по выражению (2.5.12.).

При заданных характеристиках СЭС до ОШ, т.е. известной подсистеме СЭС, качество электропитания и условия согласования потребителей по общим шинам определяются требованиями к качеству электропитания бортовой аппаратуры. Качество электропотребления характеризуется мгновенными значениями отклонений суммарного токопотребления КЭП Δi(t) = ΣΔi_К(t) напряжений на входе отдельных каналов электропотребления ΔU_К(t) от их средних значений:

                                  (2.5.25.)

                          (2.5.26.)

где i_К(t) - мгновенное значение токопотребления отдельного КЭП; Х_К - вектор-функция, характеризующая накопление энергии в реактивных элементах КЭП; V_К - множество возмущающих воздействий в КЭП; А_К — множество, характеризующее структуру и совокупность параметров КЭП.

Условия согласования аппаратуры  по ОШ обеспечиваются, при одновременной минимизации (2.5.25.)и (2.5.26.). Однако для КЭП множество значений параметров А_К, обеспечивающих их минимум, не пересекаются. Поэтому на практике задачу согласования  потребителей, энергии в СЭП следует решать как задачу удовлетворения условий

Δi_К(t) ≤ I_ДОП;   ΔU_к(t) ≤ ΔU_К,ДОП,                                (2.5.27.)

где I_ДОП ΔU_К,ДОП – допустимый уровень переменных составляющих тока ОШ и напряжения на входе к - того КЭП, Величины Т_ДОП и I_ДОП определяются типом бортовой аппаратуры и режимом ее работы.