本文對直驅(qū)式變速恒頻風力發(fā)電領域的關鍵技術從理論到仿真進行了較為全面深入的研究，在詳細分析直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)的特點和已有最大功率跟蹤算法的基礎上，確立了由梯形波永磁同步發(fā)電機、三相不可控整流橋、直流升壓電路、全橋逆變器構成的并網(wǎng)主電路拓撲結構，提出了通過控制直流升壓電路的占空比，以使風機獲得最大功率的跟蹤算法，同時增加速度估算控制方法，以提高系統(tǒng)的響應速度。 由直流升壓電路中儲能大電感的存在，迫使發(fā)電機的各相電流為梯形波，為了發(fā)電機輸出功率平穩(wěn)，減小系統(tǒng)的轉矩脈動，則發(fā)電機的電動勢最好是梯形波。梯形波永磁同步發(fā)電機發(fā)出的三相電壓為梯形波，通過整流橋整流之后，獲得脈動較小的整流直流電壓，特別適合于大電感濾波，同時電磁轉矩脈動小，系統(tǒng)振動噪聲低。該電機可以和風力機直接耦合，適用于大型低速風力發(fā)電系統(tǒng)。三相不可控整流具有可靠性高，簡化硬件電路；直流變換電路可將整流后的直流電壓提升到逆變器所需的幅值基本恒定的直流電壓，經(jīng)逆變器逆變后并網(wǎng)。最大功率跟蹤算法的提出能夠使風電系統(tǒng)快速跟蹤風速的變化，維持最佳葉尖速比，捕獲最大風能。 本文還利用仿真軟件MATLAB/Simulink平臺搭建了仿真模塊并進行了動態(tài)仿真，對所設計的最大功率跟蹤算法進行仿真分析。結果表明，該算法具有較快的系統(tǒng)響應，速度估算器也能較快的跟蹤變化的實際轉速。
上傳時間： 2013-04-24
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電機優(yōu)化設計是復雜的有約束、非線性、混合離散多變量規(guī)劃問題.該文在對電機優(yōu)化設計理論進行研究的基礎上,從一般傳統(tǒng)的優(yōu)化方法入手,對電機的全局優(yōu)化設計方法特別是遺傳算法進行了詳細的研究和探討.該論文的主要工作包括:(1)對適應于電機優(yōu)化設計的常用傳統(tǒng)優(yōu)化方法(HOOKE-JEEVES法、MDOD法和SUMT法)進行了較為詳細的研究,給出了各種方法的計算流程和步驟;(2)對全局優(yōu)化的理論和方法進行了研究,分析了全局優(yōu)化方法中的隨機實驗法、模擬退火算法和模擬進化算法各自的特點,對遺傳算法的工作原理及其諸要素進行了詳細的探討;(3)在對遺傳算法的基本原理進行研究的基礎上,進行了電機優(yōu)化設計遺傳算法的研究,分析了各要素對電機優(yōu)化設計遺傳算法性能的影響;(4)建立了三相異步電機多目標優(yōu)化設計的數(shù)學模型,分別編制了基于HOOKE-JEEVES法、MDOD法和多輪進化遺傳算法的電機優(yōu)化設計程序,并對使用各種優(yōu)化方法優(yōu)化的結果進行了對比分析.
上傳時間： 2013-04-24
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該文研究了用于電動汽車驅(qū)動的永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng).首先概述了電動汽車對驅(qū)動系統(tǒng)的一些基本要求,并比較了基于不同種類電機的驅(qū)動系統(tǒng)的主要指標,認為永磁同步電機適用于這一應用場合,并在效率,功率密度和維護性等方面有著突出的優(yōu)點.該文分析了永磁同步電機用于矢量控制的數(shù)學模型,并建立了基于其數(shù)學模型的電機控制仿真軟件包.其中包括可以體現(xiàn)電機初始位置的電機模型及SWPWM發(fā)生模塊.通過仿真,確認將要在實際系統(tǒng)中使用的控制方法是基本可行的.在已有的控制系統(tǒng)硬件的基礎上,實現(xiàn)了2.5kw和20kw永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)的閉環(huán)控制,完成在其基速以下區(qū)域的兩臺電機的閉環(huán)負載控制運行及2.5kw系統(tǒng)的空載弱磁運行.從電機高速運行和負載試驗的結果可以看出,目前的控制策略,控制程序和系統(tǒng)硬件已經(jīng)可以達到預期的控制目標.該文還討論了一些永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)特有的課題.其中包括改進的閉環(huán)弱磁控制方法;為使電機平穩(wěn)啟動,應用了一種簡單的啟動和初始位置估計方法;設計了基于改進"負載法"的一種相對簡單的電機參數(shù)試驗測量方法.所有這些工作對今后進一步提高驅(qū)動系統(tǒng)的控制性能都將是有益的.
上傳時間： 2013-08-01
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本文以負載周期性交化而轉速基本不變類負載的輕載調(diào)壓節(jié)能控制器為研究對象。研究了以異步電動機的調(diào)壓節(jié)能原理、控制策略、觸發(fā)脈沖的選擇、調(diào)壓過程振蕩現(xiàn)象的原因、解決方案、動態(tài)仿真模型等關鍵技術。 本文研究成果主要包括以下幾個方面： 1.利用解析法分析了負載周期變化的恒轉矩負載的調(diào)壓節(jié)能原理,得到了異步電動機的調(diào)壓特性曲線,指出了幾種控制方法的本質(zhì)是一定負載范圍內(nèi)的恒轉差率控制。比較了負載轉矩對幾種控制方法的控制范圍、節(jié)能效果的影響并且通過仿真和實驗驗證了理論分析的正確性。同時分析了風機水泵的調(diào)壓特性,為異步電動機的節(jié)能控制器的方案設計以及為分析實際控制中遇到的問題打下理論基礎。 2.設計了晶閘管調(diào)壓的主電路、選擇晶閘管及其相應的保護器件,通過實驗和仿真對比分析了雙窄脈沖和寬脈沖觸發(fā)板在電動機周期變化負載調(diào)壓時的差別。設計了以ARM7/LPC2214為控制器的硬件電路原理圖、PCB、液晶顯示器、串口通信、節(jié)能控制等部分的軟硬件的調(diào)試,為實驗和控制算法的實現(xiàn)作了鋪墊。 3.通過實驗和仿真,分析了以電源電壓為同步信號的三相晶閘管調(diào)壓過程產(chǎn)生電流振蕩的影響因素,即負載轉矩,移相觸發(fā)角的大小,電機的轉動慣量,負載的性質(zhì)。說明了電壓同步信號觸發(fā)方式的適用范圍,分析引起電流振蕩的本質(zhì),提出了以電流為同步信號的解決方案,為實現(xiàn)異步電動機調(diào)壓節(jié)能的動態(tài)控制算法掃清了障礙,提高了系統(tǒng)的動態(tài)響應速度。 4.建立了基于MATLAB/Simulink節(jié)能控制系統(tǒng)動態(tài)仿真模型,實現(xiàn)了系統(tǒng)動態(tài)跟蹤負載變化自動調(diào)整電機的端電壓,提高電機在空載和輕載時的效率和功率因數(shù),驗證了理論分析的正確性。 5.通過實驗靜態(tài)地分析了調(diào)壓后電機的節(jié)能效果。
上傳時間： 2013-05-20
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該論文將傳統(tǒng)的可靠性理論和前人在電子元器件和電機方面可靠性的研究成果應用于航天電機的可靠性研究中,并由現(xiàn)場使用和試驗數(shù)據(jù)總結分析了航天電機的故障模型,了航天電機的可靠性薄弱環(huán)節(jié)模型為驅(qū)動控制電路、軸承和繞組絕緣組成和串聯(lián)可靠性模型,壽命分布服從指數(shù)分布與威布爾分布組成而成的復合型分布.根據(jù)航天電機的可靠性模型,結合應力分析,給出了航天電機可靠性預計和可靠性分配的方法.并給出了改進航天電機可靠性的一些措施.對航天電機的可靠性試驗進行了研究,并將種種應力對航天電機可靠性各薄弱環(huán)節(jié)的影響具體應用于航天電機的加速壽命試驗,得到相應的加速壽命因子,并給出了航天電機加速壽命試驗,得到相應的加速壽命因子,并給出了航天電機的加速壽命試驗方案開發(fā)了航天電機壽命試驗臺,以自動進行航天電機的壽命試驗.
上傳時間： 2013-07-29
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本文擬借助于神經(jīng)網(wǎng)絡良好的逼近能力，實現(xiàn)永磁同步電機的無位置傳感器控制。 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(Neural Network)可以逼近任意復雜非線性映射，具有很強的自學習自適應能力，十分適合于解決復雜的非線性控制問題。其中，BP神經(jīng)網(wǎng)絡是目前廣泛應用的神經(jīng)網(wǎng)絡之一，得到了較為深入的研究，其結構簡單，需要離線確定的參數(shù)少、泛化能力強、逼近精度高、實時性強，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)永磁同步電機的調(diào)速控制具有重要意義。 文中提出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的永磁同步電機自適應調(diào)速控制策略，建立了一種包含辨識網(wǎng)絡和控制網(wǎng)絡的雙神經(jīng)網(wǎng)絡結構控制系統(tǒng)。辨識網(wǎng)絡在線動態(tài)辨識系統(tǒng)輸出并對控制網(wǎng)絡參數(shù)進行調(diào)整，控制網(wǎng)絡與PI控制方法相結合實現(xiàn)永磁同步電機自適應轉速控制。仿真結果表明，該系統(tǒng)動態(tài)響應快、實時性較強、精度較高。 文中提出了一種基于混合訓練算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡永磁同步電機無位置傳感器控制方法。采用混沌優(yōu)化和梯度下降法相結合的混合算法對BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行離線訓練后，將其用于永磁同步電機的轉子位置角在線估計。結果表明，該訓練算法可以有效地加快神經(jīng)網(wǎng)絡收斂速度，且估計的轉子位置角誤差較小、精度較高。 文中建立了以TMS320F2812芯片為核心的永磁同步電機調(diào)速控制系統(tǒng)，并進行了相應的軟硬件設計，為實現(xiàn)永磁同步電機的各種控制策略奠定了實驗基礎。DSP控制系統(tǒng)為神經(jīng)網(wǎng)絡訓練提供樣本，為研究永磁同步電機的自適應調(diào)速控制和轉子位置角估計創(chuàng)造了條件。
標簽： BP神經(jīng)網(wǎng)絡 永磁同步電機 自適應控制
上傳時間： 2013-05-23
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隨著科學技術的發(fā)展，交流調(diào)速系統(tǒng)的應用越來越普遍。為了保護逆變器直流側電源，在其開關器件的驅(qū)動信號中需加入死區(qū)時間，死區(qū)時間的加入對交流調(diào)速系統(tǒng)的實際運行產(chǎn)生了許多負面影響，因此，死區(qū)時間的補償隨之而成為交流調(diào)速系統(tǒng)研究的熱點和難點問題之一。 本課題研究交流調(diào)速系統(tǒng)中DSP控制的電壓型逆變器死區(qū)問題，簡介了三相SPWM逆變器原理后，引出了逆變器死區(qū)問題，對死區(qū)效應產(chǎn)生的機理及死區(qū)存在后引起逆變器輸出電壓的誤差波形進行了分析，揭示了因死區(qū)時間的加入所產(chǎn)生的誤差波形與逆變器相關參數(shù)的關系。 在上述研究的基礎上，本文對基于DSP控制器的逆變器死區(qū)問題展開研究，首先對DSP控制器PWM波產(chǎn)生的原理及死區(qū)加入的方法進行了闡述，然后對因死區(qū)時間的加入可能引起的波形失真情況進行了分析。在綜述了目前常用的死區(qū)補償方法的基礎上，針對基于DSP控制的逆變器死區(qū)問題提出了兩種比較實用的死區(qū)補償方法：一種是基于無效器件原理的死區(qū)補償方法，另一種是基于無效器件原理和電流反饋相結合的死區(qū)補償方法。系統(tǒng)仿真實驗表明：采用這兩種方法對死區(qū)時間補償后的電機定子電流波形與未補償前的相比，其畸變得到了明顯改善。為了進一步驗證這兩種補償方法的實際補償效果，本文還為驗證實驗做了一些前期的準備工作。
上傳時間： 2013-04-24
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伺服驅(qū)動系統(tǒng)作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)設備的重要驅(qū)動源之一,是工廠自動化不可缺少的基礎技術.隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展,對現(xiàn)代電伺服系統(tǒng)提出越來越高的要求,而以高性能正弦波永磁同步電動機(簡稱PMSM)作為伺服電機的PMSM伺服系統(tǒng)因共具有較傳統(tǒng)的DC伺服系統(tǒng)和普通AC伺服系統(tǒng)優(yōu)越的性能和良好的發(fā)展?jié)摿Χ找孚A得廣泛青睞并已成為當前電伺服務系統(tǒng)發(fā)展和研究的重點和熱點之一.為此,該文以極具發(fā)展前景的PMSM位置伺服驅(qū)動系統(tǒng)為研究對象,在綜合分析現(xiàn)代電伺服系統(tǒng)發(fā)展趨勢和借鑒前人研究成果的基礎上,針對發(fā)展高性能PMSM位置伺服系統(tǒng)的需要并結合控制理論新的發(fā)展,從通過采用先進控制策略改進其控制器性能的角度著手,提出了基于反饋控制、滑?？刂?、模糊控制等為基礎而集成的智能滑模控制策略,為進一步豐富和發(fā)展PMSM伺服系統(tǒng)的控制策略提出了新的思路和方法.
標簽： 永磁同步電動機 位置伺服系統(tǒng) 仿真
上傳時間： 2013-06-12
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該文研究了無刷直流電機的無位置傳感器控制理論、轉矩波動抑制方法、數(shù)字仿真算法和DSP控制技術.首先,該文介紹了無刷直流電機無位置傳感器控制原理,比較了目前幾種常用的無位置傳感器控制方法,提出了基于徑向基函數(shù)（RBF）神經(jīng)網(wǎng)絡的無位置傳感器控制方法.通過離散化位置信號的映射方程,得到網(wǎng)絡的基本輸入輸出,網(wǎng)絡的輸出通過邏輯處理,處理后的結果作為電機控制信號,同時也作為網(wǎng)絡的訓練教師.采用在線學習和離線學習兩種方式訓練網(wǎng)絡,并詳細介紹了兩種方式的算法;其次,該文概述了無刷直流電機轉矩波動的產(chǎn)生原因,重點分析了換相轉矩波動產(chǎn)生的原理,提出了基于誤差反傳（BP）神經(jīng)網(wǎng)絡的轉矩波動抑制新方法.采用兩個結構相同三層網(wǎng)絡,建立了電壓自校正調(diào)節(jié)器,對電機端電壓進行瞬時調(diào)節(jié),保持電路中電流幅值不變,實現(xiàn)了轉矩波動的自適應調(diào)節(jié).另外,該文推導了較全面的電機數(shù)學模型,重點研究了無刷直流電機仿真中的幾個關鍵技術,包括氣隙磁場的建立、位置信號的模擬、中心點電壓的計算、二極管續(xù)流狀態(tài)的實現(xiàn)以及PWM電流控制的仿真.采用面向?qū)ο蟪绦蛟O計（OOP）方法,設計了多功能的仿真軟件SIMOT.最后該文介紹了數(shù)字信號處理器（DSP）TMS320LF2407的結構和性能,給出了PWM控制和A/D轉換的算法,采用反電勢法原理實現(xiàn)了無位置傳感器控制,并給出了相關的實驗結果.
上傳時間： 2013-07-14
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該文對感應電能傳輸技術進行了研究.由于沒有接觸摩擦,可減少對設備的損傷,也不會產(chǎn)生易引燃引爆的火花,可用于目前正在興起的高速電力機車、城市電車饋電以及化工、采礦等易燃易爆領域.文中對用于感應電能傳輸系統(tǒng)的滑動繞組變壓器進行了系統(tǒng)分析,給出了數(shù)學模型,并提出了優(yōu)化設計方案.文中詳細分析了感應電能傳輸技術的理論和方法,進而設計出用于感應電能傳輸系統(tǒng)的移相全橋串聯(lián)諧振逆變器.該文對逆變器的工作原理進行詳細分析,設計制作出高頻變換電路的主電路及控制電路,并仿真給出試驗中逆變器的波形.
上傳時間： 2013-04-24
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