Ученые Новосибирского государственного технического университета (НГТУ НЭТИ) создали установку для исследования верхних слоев атмосферы и околоземного космического пространства. Она представляет собой высокоточную поворотную платформу с цифровой системой управления, на которой можно разместить управляемое дистанционно научно-исследовательское оборудование: телескопы, направленные антенны, лазерные сканеры.
Заказчик проекта — Российский федеральный ядерный центр — Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики.
По словам инженеров, основные достоинства установки — технологическая простота и компактность.
«Одно из преимуществ нашей разработки в том, что мы берем готовый двигатель и управляем им, не изменяя его конструкции, — рассказал научный сотрудник Института силовой электроники НГТУ НЭТИ Дмитрий Штейн. — У ее аналогов нет встроенной интеллектуальной системы управления, для увеличения точности позиционирования оборудования приходится усложнять конструкцию электрической машины».
Вращение установки, созданной в НГТУ НЭТИ, осуществляется при помощи многоканальной системы, управляющей тремя параметрами двигателя: положением, скоростью и моментом. Благодаря такой структуре обеспечиваются высокая точность и скорость позиционирования оборудования, размещенного на поворотной платформе. Для устранения нежелательных колебаний подвижной части двигателя при вращении используются специальные комбинированные регуляторы резонансного типа. Предложенная структура и алгоритмы системы управления являются универсальными для электрических машин с постоянными магнитами и могут быть легко адаптированы для платформ различной мощности.
2Исследовательское оборудование устанавливается на платформу для наблюдений за объектами в верхних слоях атмосферы и ближнем космосе, которые находятся очень далеко от Земли, — говорит Штейн. — Тут любая погрешность позиционирования платформы относительно исследуемого объекта критична, так как отражается на результате наблюдений. Вы можете просто сбиться с объекта. Именно поэтому так важно точно управлять положением двигателя. Цель этой работы заключалась в том, чтобы заставить электрическую машину вращаться с большим грузом, сохраняя высокую точность позиционирования как в статическом, так и в динамическом режимах».
По словам ученых, с точки зрения применения установка универсальна, она пригодится не только для наблюдений за космическими объектами, но и в высокоточном станкостроении, в том числе на роботизированных заводах. В промышленном производстве она позволит перемещать тяжелые детали и заготовки для точной обработки изделий или, например, может использоваться в экспериментальных системах лазерной связи и беспроводной передачи энергии.
Инженеры НГТУ НЭТИ заложили в цифровую систему управления платформой способность взаимодействовать с другими умными системами верхнего уровня посредством цифрового интерфейса. Благодаря этому установка может автоматически следить за быстродвижущимся объектом и передавать данные о его перемещении.
За счет интеллектуальной составляющей ученым НГТУ НЭТИ удалось облегчить поворотную платформу и упростить технологию ее изготовления. Комплекс оборудования включает в себя моментный синхронный двигатель с постоянными магнитами, статический преобразователь частоты и цифровую систему управления. Система управления платформой реализована на базе двух микроконтроллеров отечественного производства: один из них отвечает за управление вращением электрической машины, второй — за реализацию цифрового интерфейса для общения с системой управления верхнего уровня.
Управление информационной политики НГТУ НЭТИ
Нет комментариев