超聲波電源廣泛應用于超聲波加工、診斷、清洗等領域，其負載超聲波換能器是一種將超音頻的電能轉變為機械振動的器件。由于超聲換能器是一種容性負載，因此換能器與發生器之間需要進行阻抗匹配才能工作在最佳狀態。串聯匹配能夠有效濾除開關型電源輸出方波存在的高次諧波成分，因此應用較為廣泛。但是環境溫度或元件老化等原因會導致換能器的諧振頻率發生漂移，使諧振系統失諧。傳統的解決辦法就是頻率跟蹤，但是頻率跟蹤只能保證系統整體電壓電流同頻同相，由于工作頻率改變了而匹配電感不變，此時換能器內部動態支路工作在非諧振狀態，導致換能器功率損耗和發熱，致使輸出能量大幅度下降甚至停振，在實際應用中受到限制。所以，在跟蹤諧振點調節逆變器開關頻率的同時應改變匹配電感才能使諧振系統工作在最高效能狀態。針對按固定諧振點匹配超聲波換能器電感參數存在的缺點，本文應用耦合振蕩法對換能器的匹配電感和耦合頻率之間的關系建立數學模型，證實了匹配電感隨諧振頻率變化的規律。給出利用這一模型與耦合工作頻率之間的關系動態選擇換能器匹配電感的方法。經過分析比較，選擇了基于磁通控制原理的可控電抗器作為匹配電感，通過改變電抗控制度調節電抗值。并給出了實現這一方案的電路原理和控制方法。最后本文以DSPTMS320F2812為核心設計出實現這一原理的超聲波逆變電源。實驗結果表明基于磁通控制的可控電抗器可以實現電抗值隨電抗控制度線性無級可調，由于該電抗器輸出正弦波，理論上沒有諧波污染。具體采用復合控制策略，穩態時，換能器工作在DPLL鎖定頻率上；動態時，逐步修改匹配電抗大小，搜索輸出電流的最大值，再結合DPLL鎖定該頻率。配合PS-PWM可實現功率連續可調。該超聲波換能系統能夠有效的跟隨最大電流輸出頻率，即使頻率發生漂移系統仍能保持工作在最佳狀態，具有實際應用價值。
標簽： 動態匹配換能器 超聲波電源
上傳時間： 2022-06-18
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摘要：近年來主從式機器人系統被廣泛應用在醫療、深海等非結構性環境，在現有研究成果的基礎上，研究了主從式機器人系統的控制策略，采用增量式位置控制，易于建立主端與從端的工作空間映射，并增加位置反饋提高系統的控制精度；解決了主從運動比例變化的問題；并通過搭建的主從機器人系統對位置控制策略進行驗證，結果表明了系統位置控制策略的準確性和實時性將主從位置誤差引入系統的力反饋控制策略，分析系統的穩定性，并通過MATLAB/Simulink對力反饋策略進行仿真及實驗驗證，仿真與實驗結果驗證了所建立控制策略的有效性.關鍵詞：機器人系統；主從控制；力反饋；位置控制
標簽： 機器人
上傳時間： 2022-06-21
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請波抑制在提升電能質量以及保障供用電設備的安全穩定運行等方面有若關鍵性作用；無功功率不僅對于供電側來說十分重要，而且在負載的正常運行過程中扮演著不可替代的角色。伴隨功率半導體開關器件的飛速發展，大量的非線性負載涌現在電力系統中，由此帶來的諧波污染和無功功率問題愈發嚴峻。在上述背景下，一方面可以對諧波進行抑制，另一方面又可以補償無功功率的有源電力濾波器則受到了國內外學者們的青睞。有源電力濾波器的主電路拓撲結構是系統中最基礎的部分，本文將由此出發，分別介紹各主電路的結構特征以及基本原理。簡單敘述了有源電力濾液器常用的語波檢測方法，比較其各白的優劣，其中著重突出本文所用到的基于瞬時無功功率的改進的ip-i法。針對傳統電流跟蹤控制策略對諧波信號跟蹤動態效果差、控制目標單一的問題，在三相四線制不對稱負載系統中，提出了一種多目標優化模型預測電流控制策略。首先建立四橋臂有源電力濾波器基于ap坐標系的離散化數學模型.以此來實現自然解耦控制：其次對預測電流進行兩步預測，實現對數字處理延時效應的補償，設置電流跟蹤偏差和開關頻率為目標函數，量化控制目標，預先評估各開關狀態的控制效果，根據評估結果決定變流器的開關狀態，去了PWM調制環節；再次討論了采樣頻率以及加權系數這兩個系統變量的取值對開關頻率和電流畸變率所造成的影響；文章的最后，為了驗證所提方法的有效性，在Matlab/Simulink仿真環境下進行實驗，結果證實所提策略諧波電流跟蹤性能良好
標簽： 有源電力濾波器 目標優化
上傳時間： 2022-06-22
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無刷直流電機是是永磁電機的一種，如果換個角度看，它將是一個非線性、多變量的集成系統與微電子元器件、電力電子元器件有著精密聯系，無刷直流電機正是伴隨前兩者出現的。無刷直流電動機優點很多，跟交流電動機一樣，基本結構簡單、工作運行可靠、維護修理方便等一系列優點都具備，而又與交流電動機的許多特性相似，如其工作運行效率高、沒有勵磁損耗以及調節速度的性能好等，故廣泛應用于當今國民經濟的各個領域，中小功率的調速系統正逐步被無刷直流電機調速系統所取代。無刷直流電機的關鍵技術之一是控制策略。本文采用雙閉環調速控制系統，實現轉速的抗干擾調節，使得無刷直流電機在穩態時無靜差。文章詳細介紹了無刷直流電機的基本結構、運行工作原理、研究目的和應用狀況，建立簡單的無刷直流電機數學模型，并利用強大的仿真平臺，建立控制系統的仿真模型，對無刷直流電動機速度閉環控制系統進行仿真。通過對模型仿真，結果清楚的顯示：該控制模型工作運行可靠、平穩，沒有什么波動，具有良好的靜、動態特性。
標簽： 直流電機 轉速
上傳時間： 2022-07-24
本書中，系統地介紹了現代電力電子變換裝置及其PWM控制策略，具有內容系統全面、范例豐富詳盡、原理深入淺出、理論與實際緊密結合等特點。第1～9章主要關注脈寬調制技術；第10～16章主要關注電流控制技術。其中，第1章和第2章講述兩種基本的PWM控制策略；第3章介紹PWM控制中的三相逆變器的過調制問題；第4～6章是對不同PWM控制方法的詳細介紹；第7章介紹了PWM控制中的電磁干擾問題；第8章和第9章講述了多重與多相功率變換器的PWM控制策略；第10～15章分別以同步電機和直流電源為例詳細介紹了各種不同的電流控制方法；第16章介紹了多電平變換器的電流控制方法。 譯者序 引言 第1章用于兩電平三相電壓型逆變器的載波脈寬調制1 11引言1 12參考電壓va ref、vb ref、vc ref3 13參考電壓Pa ref、Pb ref、Pc ref6 14va、vb、vc與Pa、Pb、Pc之間的聯系8 15PWM信號的產生8 151反鋸齒波8 152傳統鋸齒形載波11 153三角形載波12 154說明16
標簽： 電力電子變換器 pwm 電流控制
上傳時間： 2022-06-23
該文研究了用于電動汽車驅動的永磁同步電機驅動系統.首先概述了電動汽車對驅動系統的一些基本要求,并比較了基于不同種類電機的驅動系統的主要指標,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點.該文分析了永磁同步電機用于矢量控制的數學模型,并建立了基于其數學模型的電機控制仿真軟件包.其中包括可以體現電機初始位置的電機模型及SWPWM發生模塊.通過仿真,確認將要在實際系統中使用的控制方法是基本可行的.在已有的控制系統硬件的基礎上,實現了2.5kw和20kw永磁同步電機驅動系統的閉環控制,完成在其基速以下區域的兩臺電機的閉環負載控制運行及2.5kw系統的空載弱磁運行.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,控制程序和系統硬件已經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動系統特有的課題.其中包括改進的閉環弱磁控制方法;為使電機平穩啟動,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試驗測量方法.所有這些工作對今后進一步提高驅動系統的控制性能都將是有益的.
標簽： 電動汽車 永磁同步電機 控制研究
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壓節能控制器為研究對象。研究了以異步電動機的調壓節能原理、控制策略、觸發脈沖的選擇、調壓過程振蕩現象的原因、解決方案、動態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壓節能原理,得到了異步電動機的調壓特性曲線,指出了幾種控制方法的本質是一定負載范圍內的恒轉差率控制。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壓特性,為異步電動機的節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板在電動機周期變化負載調壓時的差別。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、節能控制等部分的軟硬件的調試,為實驗和控制算法的實現作了鋪墊。 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壓過程產生電流振蕩的影響因素,即負載轉矩,移相觸發角的大小,電機的轉動慣量,負載的性質。說明了電壓同步信號觸發方式的適用范圍,分析引起電流振蕩的本質,提出了以電流為同步信號的解決方案,為實現異步電動機調壓節能的動態控制算法掃清了障礙,提高了系統的動態響應速度。 4.建立了基于MATLAB/Simulink節能控制系統動態仿真模型,實現了系統動態跟蹤負載變化自動調整電機的端電壓,提高電機在空載和輕載時的效率和功率因數,驗證了理論分析的正確性。 5.通過實驗靜態地分析了調壓后電機的節能效果。
標簽： 異步電動機 調壓 節能控制
上傳時間： 2013-05-20
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本文擬借助于神經網絡良好的逼近能力，實現永磁同步電機的無位置傳感器控制。 人工神經網絡(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神經網絡是目前廣泛應用的神經網絡之一，得到了較為深入的研究，其結構簡單，需要離線確定的參數少、泛化能力強、逼近精度高、實時性強，采用BP神經網絡實現永磁同步電機的調速控制具有重要意義。 文中提出了基于BP神經網絡的永磁同步電機自適應調速控制策略，建立了一種包含辨識網絡和控制網絡的雙神經網絡結構控制系統。辨識網絡在線動態辨識系統輸出并對控制網絡參數進行調整，控制網絡與PI控制方法相結合實現永磁同步電機自適應轉速控制。仿真結果表明，該系統動態響應快、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神經網絡永磁同步電機無位置傳感器控制方法。采用混沌優化和梯度下降法相結合的混合算法對BP神經網絡進行離線訓練后，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網絡收斂速度，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速控制系統，并進行了相應的軟硬件設計，為實現永磁同步電機的各種控制策略奠定了實驗基礎。DSP控制系統為神經網絡訓練提供樣本，為研究永磁同步電機的自適應調速控制和轉子位置角估計創造了條件。
標簽： BP神經網絡 永磁同步電機 自適應控制
上傳時間： 2013-05-23
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該文以籠型轉子型式的無刷雙饋電機為對象,對無刷雙饋電機的運行原理、設計理論和控制方法等方面進行了深入的研究,最后研究了智能控制在無刷雙饋電機上的應用.主要包括以下幾方面: 1.介紹了無刷雙饋電機、調速系統發展概況和國內外研究現狀. 2.研究了無刷雙饋電機的原型及發展,基本結構和運行原理.建立無刷雙饋電機的穩態方程,推導出其功率和轉矩平衡方程式,探討了無刷雙饋電機的特性. 3.在運行原理和特性分析的基礎上研究了無刷雙饋電機的設計特點,確立無刷雙饋電機的設計原則,編制無刷雙饋電機的電磁設計程序,據此研制了無刷雙饋電機樣機.并進行了樣機試驗. 4.對無刷雙饋電機的數學模型進行了推導,建立了無刷雙饋電機的網路模型、轉子速模型、同步速模型.構建了無刷雙饋電機的Simulink仿真模型.并對其進行仿真分析. 5.在比較無刷雙饋電機傳統控制策略后,提出適于無刷雙饋電機的智能控制方法.建立了功率因數模糊控制系統.
標簽： 無刷 雙饋 電機
上傳時間： 2013-04-24
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由于目前尚未有文獻對以上三類控制器進行詳細的研究比較,因此該文利用MATLAB中Simulink的模塊函數建立了以上三類滯環電流控制器的仿真模型,對以上三類控制器進行詳細的仿真研究,探討其各方面性能的優劣. 通過對基于空間矢量調制的三相滯環電流控制器(SVMHCC)的仿真研究表明,當其外滯環寬度太小時,三相電流容易產生畸變,三相總開關次數反而較小;當其外滯環寬度太大時,三相電流能夠得到有效控制,但是最大電流誤差和三相總開關次數增加,因此選擇外滯環寬度時需要綜合考慮控制器的控制性能、最大電流誤差和三相總開關次數等因素.但是由于需要考慮的因素大多而且它們相互制約,因此如何選擇合適的外滯環寬度就成為SVMHCC中難以解決的問題. 在仿真研究的基礎上,該文提出了改進方案.仿真和實驗結果均表明,改進的滯環電流控制器綜合了以上幾種控制器的優點,具有三相總開關次數低、開關頻率變化規則、三相控制對稱和能有效控制三相最大電流誤差等優點.
標簽： PWM 逆變器 環電
上傳時間： 2013-06-07
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