Настоящая работа посвящена разработке цифрового регулятора напряжения (возбуждения) на базе микроконтроллера STM32F103R6, в частности производится анализ эффективности работы микропроцессорного устройства на модели энергосистемы. В ходе разработки решались следующие задачи: 1. Разработка статической и динамической модели энергосистемы для анализа работы и настройки параметров регулятора, в частности выбор основного силового оборудования. 2. Проверка статической устойчивости энергосистемы в программном комплексе RastrWin. 3. Анализ устройств управления напряжением синхронного генератора. Анализ алгоритмов регулирования возбуждения, влияния возбуждения на динамическую устойчивость, статизм регулирования в программном комплексе Simulink. 4. Выбор элементной базы разрабатываемого устройства. Разработка модели для проверки регулятора. Моделирование работы устройства в среде Proteus. 5. Разработка и отладка программного обеспечения цифрового регулятора. Разработка и отладка программного кода произведена в среде разработки STM32 CubeIDE с конфигуратором STM32 CubeMX с использованием библиотеки HAL на языке C/C++. По результатам работы спроектирован цифровой регулятор напряжения генератора (с функциями регулятора возбуждения) на базе микроконтроллера STM32F103R6 со следующими функциями: ПИД-регулятор, системный стабилизатор, форсировка и расфорсировка возбуждения, компенсатор нагрузки, возможность конфигурирования параметров всех каналов регулирования, возможность регулирования по полиному отклонения напряжения для задания нелинейной внешней характеристики и др.

This work is devoted to the development of a digital voltage (excitation) regulator based on the STM32F103R6 microcontroller, in particular, the efficiency of the microprocessor device is analyzed on a power system model. During development, the following tasks were solved: 1. Development of a static and dynamic model of the power system to analyze the operation and adjust the parameters of the regulator, in particular the selection of the main power equipment. 2. Checking the static stability of the power system in the RastrWin software package. 3. Analysis of synchronous generator voltage control devices. Analysis of excitation control algorithms, the influence of excitation on dynamic stability, control statism in the Simulink software package. 4. Selecting the element base of the device being developed. Development of a model for testing the regulator. Simulation of device operation in the Proteus environment. 5. Development and debugging of digital controller software. The development and debugging of the program code was carried out in the STM32 CubeIDE development environment with the STM32 CubeMX configurator using the HAL library in C/C++. Based on the results of the work, a digital generator voltage regulator (with excitation regulator functions) was designed based on the STM32F103R6 microcontroller with the following functions: PID regulator, system stabilizer, excitation boost and de-boosting, load compensator, the ability to configure the parameters of all regulation channels, the ability to regulate by polynomial voltage deviation to set a nonlinear load characteristic, etc.