Аннотация
В статье описана методика разработки имитатора нагрузки для наземных испытаний систем электропитания автономных объектов различного назначения с применением блока повышающих преобразователей напряжения в качестве формирующего ток нагрузки электротехнического комплекса. Рассмотрена структура силовой части и системы управления блока повышающих преобразователей. Проанализированы современные методики разработки электротехнических комплексов. Предложено учитывать допустимый разброс параметров отдельных компонентов силовых схем (резисторов, конденсаторов и дросселей) при моделировании разрабатываемых электротехнических комплексов с применением современных программных продуктов, таких как Matlab Simulink. Созданная методика позволяет выявлять особенности работы имитаторов нагрузок на этапе разработки с учётом разброса параметров компонентов силовых схем, настраивать регуляторы с применением имитационных моделей, рассматривать множество вариантов реализации силовых схем и систем управления электротехнического комплекса. Перечисленные преимущества позволяют значительно сократить временные и стоимостные затраты на процесс разработки имитаторов нагрузок для систем электропитания автономных объектов и настройки их регуляторов. Численные и натурные эксперименты показывают хорошую корреляцию, что даёт основания для применения разработанной методики при создании новых электротехнических комплексов различного назначения и их компонентов. Удобство сохранения результатов экспериментов в виде массивов значений переменных и доступность для разработчика электротехнических комплексов имитационных моделей в среде Simulink позволяет использовать созданную методику для дальнейшего анализа работы изготовленного имитатора нагрузки на этапе наземных испытаний систем электропитания автономных объектов с целью совершенствования схемотехнических решений и подстройки регуляторов.
Ключевые слова
Методика разработки, электротехнический комплекс, имитатор нагрузки, наземные испытания, система электропитания, автономный объект, повышающий преобразователь напряжения, разброс параметров, регулятор, имитационная модель.
1. Системы электропитания космических аппаратов / Б.П. Соустин, В.И. Иванчура, А.И. Чернышёв, Ш.Н. Исляев. Новосибирск: ВО «Наука», Сибирская издательская фирма, 1994. 318 с.
2. Система электропитания глубоководного аппарата с высоковольтной передачей энергии постоянного тока по кабель-тросу / В.М. Рулевский, В.А. Чех, В.Г. Букреев, Р.В. Мещеряков // Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2018. № 1 (195). С. 155-167.
3. Поезжаева Е.В., Горетова В.А. Модернизация внутритрубной диагностической системы // Молодой учёный. 2019. № 1 (239). С. 43-46.
4. Расстригин Л.А. Современные принципы управления сложными объектами. М.: Сов. радио, 1980. 232 с.
5. Кохановский В.А., Сергеева М.Х., Комахидзе В.Г. Оценка сложности систем // Вестник Донского государственного технического университета. 2012. № 4 (65). С. 22–26.
6. Шенен П., Коснар М., Гардан И. Математика и САПР: в 2-х кн. Кн. 1. М.: Мир, 1988. 204 с.
7. Моделирование системы электропитания телеуправляемого необитаемого подводного аппарата с использованием средств когнитивной графики / Д.Ю. Ляпунов, А.Е. Янковская, В.М. Рулевский, А.А. Правикова // Труды конгресса по интеллектуальным системам и информационным технологиям «IS&IT’17», 2–9 сентября 2017 г., Дивноморское, Россия. Таганрог: Изд-во Ступина С.А., 2017. Т. 1. С. 265–271.
8. Bakås O., Magerøy K., Sjøbakk B., Thomassen M.K. Performing supply chain design in three-dimensional concurrent engineering: Requirements and challenges // IFIP Advances in Information and Communication Technology: Proc. of the International Conference. September 7–9, 2015, Tokyo, Japan. Springer Nature, 2015, pp. 549-557.
9. Пучков А.Н., Юдинцев А.Г. Внедрение ERP-систем в производственные и финансовые процессы для увеличения уровня автоматизации управления // Научная сессия ТУСУР–2019: материалы Международной научно-технической конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, 22–24 мая 2019 г., Томск, Россия. Томск: В-Спектр, 2019. Ч. 2. С. 146–149.
10. Korolev P.S., Novikov K.V., Polesskiy S.N., Korotkova G.K. The Implementation of the Cross-cutting Design of Electronic Communication Modules Using National Instruments Technologies // Proc. of International Siberian Conference on Control and Communications SIBCON, April 18–20, 2019, Tomsk, Russia. IEEE: 2019. Paper № 8729585.
11. Герман-Галкин С.Г. Виртуальные лаборатории полупроводниковых систем в среде Matlab-Simulink. СПБ.: Лань, 2018. 443 с.
12. Shaffer R. Fundamentals of Power Electronics with Matlab. Boston, Massachusetts, Charles River Media, 2007, 384 p.
13. Володин Е.В., Осипов О.И. Экспериментальное исследование повышающего DC-DC-преобразователя // Электротехнические системы и комплексы. 2019. №3(44). С. 47-52.