Сейчас в лаборатории трудятся три специалиста. Их задача – разработка цифровых блоков управления для электроприводов.
К основному направлению деятельности лаборатории относятся разработка цифровых контроллеров, силовых инверторов, разработка алгоритмов управления, моделирование алгоритмов управления, разработка программного обеспечения, моделирующего работу комплексной системы управления.
В лаборатории реализуются работы:
- для компании «Сухой» и ПМЗ «Восход» по разработке электромеханического привода элерона самолёта;
- для ПАО «ДНПП» по разработке блока рулевых приводов для ракетной техники;
- для АО ГНПП «Регион» по разработке рулевых приводов для перспективной торпеды;
- с «НИИИС им Седакова» по испытаниям датчиков положения на магниторезисторах;
- с АО «АПЗ» по разработке электропривода на базе волновой передачи;
- с АО «АПЗ» по техническому сопровождению изделий;
- с ФГУП РФЯЦ ВНИИЭФ по разработке электродвигателя.
В планах – проведение работ по разработке электропривода для гражданского самолёта (для ПАО «ИРКУТ»).
Лабораторая создана в конце прошлого года. На сегодняшний день в ней трудятся три специалиста: начальник лаборатории, инженер-электроник, инженер-программист.
– В дальнейшем хотим расширяться, но пока работаем небольшим коллективом. Каждый в основном занимается своей непосредственной работой, иногда приходится совмещать обязанности. Например, программист, помимо написания программ, испытывает устройства, для которых написаны программы и пишет подробные отчёты, – говорит начальник лаборатории Иван Шкаров. – Я, помимо административной работы, разрабатываю электронные схемы, разрабатываю программное обеспечение для встроенных микропроцессоров, провожу моделирование процессов управления.
Александр Шигонцев, инженер-электроник, Иван Шкаров, начальник лаборатории, Татьяна Малюгина, инженер-программист
Что такое цифровые блоки управления для электроприводов
Разъясняет Иван Шкаров:
– У каждого электропривода (в ракете, самолёте, подводном аппарате), который поворачивает руль и выдвигает шток, есть блок управления. Это «мозги» электропривода. Блок управления отвечает за то, как электропривод будет поворачивать руль, с какой скоростью, с каким усилием.
Разрабатываемые в лаборатории блоки управления имеют в своём составе микропроцессор, в который зашита управляющая программа. Обмен информацией производится по цифровым шинам, поэтому блок управления называют цифровым. Цифровые шины являются помехозащищёнными, потери информации в них невозможны.
Блок управления состоит из контроллера и инвертора.
В задачи контроллера входит обработка информации с датчиков положения и управление положением электродвигателя и выходного звена, обмен информацией с внешними устройствами.
В контроллере стоит управляющий микропроцессор с функциями генерации ШИМ, который реализует принцип векторного управления, то есть управляет вектором магнитного поля статора двигателя в зависимости от положения ротора.
Инвертор – это силовая часть блока управления. Он преобразует постоянное напряжение в переменное для питания обмоток электродвигателя.
Разрабатываемые алгоритмы векторного управления электроприводом позволяют реализовать все преимущества бесконтактных моментных двигателей: высокий КПД во всём диапазоне скоростей вращения двигателя, перегрузочная способность по моменту, широкий диапазон изменения частоты вращения двигателя.
Алгоритмы управления моделируются при помощи специализированных программ. Это позволяет настроить систему управления и спрогнозировать её поведение до изготовления натурного образца, а также уменьшить количество проводимых испытаний и отладочных работ.
Все разработанные алгоритмы реализуются в программном коде, который «зашивается» в управляющий микропроцессор.
Также разрабатываются программы, моделирующие комплексную систему управления (КСУ). Программа пишется под промышленный компьютер. Данная программа задаёт управляющее воздействие на блок управления при помощи цифрового интерфейса, получает ответные данные, обрабатывает их и выдаёт отчёт о соответствии электропривода требуемым характеристикам. Программа необходима для проведения испытаний.