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  • 永磁同步電動機變頻調速系統的研究.rar

    該論文在研究永磁同步電動機運行原理的基礎上詳細討論了其變頻調速的理論并且設計了一套基于DSP的永磁同步電動機磁場定向矢量控制系統.永磁同步電動機相對感應電動機來說具有體積小、效率高以及功率密度大等優點,因此自從上個世紀80年代,隨著永磁材料性能價格比的不斷提高,以及電力電子器件的進一步發展,永磁同步電動機的研究也進入了一個新的階段.永磁同步電動機既區別于感應電動機又與電勵磁同步電動機相比有自身的特點,因此該論文首先從永磁同步電動機的本身出發,討論了其穩態運行原理,分析了永磁同步電動機的轉矩特性、功率特性及效率.矢量控制理論的發明是交流調速領域中的一個重大突破,該論文詳細討論了永磁同步電動機的矢量控制,在推導其精確數學模型的基礎上分析了矢量控制理論用于永磁同步電動機控制的幾種電路控制策略,包括了i<,d>=0控制、cosψ=1控制,以及最大轉矩/電流控制方式,并且開發出基于DSP的全數字永磁同步電動機的矢量控制系統,給出了其軟、硬件的設計方案.弱磁控制是永磁同步電動機矢量控制又一方面,論文分析了永磁同步電動機弱磁調速的原理以及弱磁擴速困難的原因,并由此提出了兩種特殊轉子結構的新弱磁方案.直接轉矩控制是繼矢量控制后交流調速領域的又一個高性能控制方法,論文最后討論了直接轉矩控制理論在永磁同步電動機控制上的運用,并使MATLAB工具對永磁同步電動機的直接轉矩控制系統進行了仿真研究,仿真結果表明,直接轉矩控制具有動態性能好,靜差小以及魯棒性好的特點.

    標簽: 永磁同步電動機 變頻調速系統

    上傳時間: 2013-07-06

    上傳用戶:www240697738

  • 基于DSP的直流無刷電機控制系統的研究.rar

    傳統的直流電機一直在電機驅動系統中占據主導地位,但由于其本身固有的機械換向器和電刷導致電機容量有限、噪音大和可靠性不高,因而迫使人們探索低噪音、高效率并且大容量的驅動電機。隨著電力電子技術和微控制技術的迅猛發展而成熟起來的直流無刷電機具有體積小、重量輕、效率高、噪音低、容量大且可靠性高的特點,從而使其極有希望代替傳統的直流電機成為電機驅動系統的主流。   模糊控制器具有魯棒性好、抗干擾能力強的優點。論文提出了基于轉速環模糊邏輯控制理論的直流無刷電機的控制系統設計方案,保證了伺服控制系統具有優良的靜動態特性,因而滿足更多應用場合的需要。   論文具體包括以下幾個部分工作:   首先,從電機本體和控制角度出發,闡述了直流無刷電機在實際應用中需要解決的關鍵性問題:電磁轉矩脈動。詳細分析了電磁轉矩脈動產生的各種原因,特別是分析了相電流換向所產生的紋波轉矩脈動。   其次,本文對無刷直流電動機的工作原理進行了詳盡的分析,建立了三相無刷直流電動機的數學模型。并利用MATLAB/SIMULINK軟件建立了三相無刷直流電動機的控制系統仿真模型。仿真模型采樣的是電機控制系統中常用的雙環系統(轉速—電流雙閉環控制)。為了提高系統的靜動態特性,轉速外環采用模糊PI調節器,電流內環采用PI調節器。轉子位置通過直流無刷電機感應電勢檢測,仿真結果表明了該仿真模型控制系統與理論分析完全吻合,從而證明了模型的有效性。   然后,初步設計了伺服系統的實驗圖。以TI公司生產的TMS320LF2407數字信號處理器(DSP)作為整個控制電路的核心芯片,一臺40w的直流無刷電機作為被控對象,完成了伺服系統的轉速控制。   最后,對未來的工作給予了展望,并對全文的內容進行了總結。

    標簽: DSP 直流無刷電機 控制系統

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:Shaikh

  • 直接轉矩控制技術在交流調速系統中的應用研究.rar

    直接轉矩控制技術,是繼矢量控制技術之后出現的又一種新的控制思想,其控制手段直接,系統響應迅速,具有優良的靜、動態特性,系統魯棒性好,因而受到了普遍關注并得到了迅速發展。 本論文從交流調速技術的發展開始,分析了異步電機直接轉矩控制的基本原理,推導了u-l、i-n兩種磁鏈模型,并對這兩種磁鏈模型的適應范圍和特點進行了分析,然后推導了在全速范圍都適用的u-n模型。u-n模型的特點是:低速下工作于i-n模型,高速下工作于u-i模型,高低速之間自然過渡,加之引入電流調節器對電流觀測值進行補償,大大提高了模型的觀測精度。 然后以交流電力機車為例,介紹了直接轉矩控制技術在交流調速系統中的應用,并根據電力機車的牽引特性,設計了不同的控制策略: (1)低速區:采用圓形磁鏈的直接轉矩控制; (2)高速區:采用六邊形磁鏈的直接轉矩控制; (3)弱磁區:通過改變磁鏈給定值來調節轉矩,實現恒功率調節。 同時應用MATLAB/SIMULINK軟件建立了直接轉矩控制系統的仿真模型,并得出了仿真結果,驗證了該方法的正確性。 最后介紹了無速度傳感器的直接轉矩控制方法,推導了基于模型參考自適應(MRAS)理論的轉子轉速的辨識方法,建立了轉子轉速的辨識模型,并得到了仿真結果。

    標簽: 直接轉矩 控制技術 交流調速系統

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:wangrong

  • 基于BP神經網絡的無刷直流電機PID控制方法的研究.rar

    無刷直流電機(BLDCM)是隨著電機控制技術、電力電子技術和微電子技術的發展而出現的一種新型電機。它是在有刷直流電機的基礎上發展起來的。無刷直流電機具有交流電機的結構簡單、運行可靠、維護方便等一系列特點,又具有直流電機的運行效率高、無勵磁損耗以及調速性能好等諸多優點,在很多場合有廣泛的應用前景,成為了國內外研究的熱點。無刷直流電機傳統的理論部分分析和設計方法已經比較成熟,因此對無刷直流電機控制策略的研究就顯得十分重要。 PID控制以其結構簡單、可靠性高、易于工程實現等優點至今仍被廣泛應用。在系統模型參數變化不大的情況下,PID控制性能優良。但在工業上有許多無法建立精確數學模型的復雜控制對象和非線性控制對象,若采用傳統的PID進行控制的話,那么很難獲得比較理想的控制效果。 對于無刷直流電機而言,它是一個多變量、強耦合的非線性系統,固定參數的PID調節器無法得到很理想的控制性能指標。基于以上原因,本文以無刷直流電機為控制對象,通過分析無刷直流電機的數學模型,以BP神經網絡為基礎,設計了應用于無刷直流電機的神經網絡PID控制器。 在MATLAB平臺上,先利用神經網絡PID控制器,給出相應的控制算法,對典型的參數時變非線性系統的控制進行了仿真研究。仿真結果表明,同傳統PID控制器相比,神經網絡PID控制器對模型、環境具有較好的適應能力與較強的魯棒性,有效的改善了系統的控制結果,達到了預期的目的。隨后利用SIMULNK建立了無刷直流電機控制系統的仿真模型。分別采用普通PID控制器和神經網絡PID控制器對電機的不同運行狀況進行了仿真分析。仿真結果驗證了所建模型的正確性,并證明了神經網絡控制的優越性。

    標簽: PID BP神經網絡 無刷直流電機

    上傳時間: 2013-08-04

    上傳用戶:YYRR

  • 基于滑模變結構控制的永磁同步電機伺服系統.rar

    高性能伺服控制系統日益廣泛地應用于現代工業、家用電器和國防等各個領域。采用先進控制策略和全數字控制技術的永磁同步電機伺服系統,已成為高性能伺服系統發展的主流方向。應用在交流伺服系統上的背景技術不斷進步,同時市場對伺服系統性能、成本及自適應能力的要求也不斷提高。 本文從詳細分析了永磁同步電機的數學模型和矢量控制的基本原理,選取了基于id=0轉子磁場定向矢量控制方式,采用電壓空間矢量(SVPWM)調制技術,建立了位置、轉速、電流三閉環控制的永磁同步電機伺服系統。針對伺服系統在運行過程中參數變化及負載擾動等問題,深入分析了連續與離散系統滑模變結構控制器設計的基本原則和方法,將滑模變結構控制與矢量控制相結合,改進了基于趨近率的單段滑模面變結構控制,設計了適用于矢量控制位置伺服系統的分段式滑模變結構控制器。在Matlab/Simulink7.1仿真環境和以Freescale MC56F8346DSP為核心的實驗系統平臺進行了詳盡的仿真和實驗研究。結果表明本系統滿足高性能伺服控制系統的基本要求,滑模變結構控制能夠有效應用于矢量控制伺服系統并提高其魯棒性。

    標簽: 滑模變結構 控制 伺服系統

    上傳時間: 2013-07-18

    上傳用戶:yph853211

  • 異步電機矢量控制在電動車上的應用.rar

    電動車是指以車載電源為動力,用電機驅動車輪行駛,符合道路交通、安全法規各項要求的車輛,電動車無內燃機汽車工作時產生的廢氣,不產生排氣污染,對環境保護和空氣的潔凈是十分有益的,幾乎是“零污染”。電動汽車的研究表明,其能源效率已超過汽油機汽車。特別是在景區運行,汽車走走停停,行駛速度不高,電動汽車更加適宜。電機驅動及控制系統是電動汽車的核心,本文主要設計的是電動游覽車用異步電動機的驅動控制系統。 本文設計了以IGBT作為開關元器件的主電路結構,通過多次改進結構,并設計采用了具有硬件互鎖功能的驅動電路,進一步提高了主電路的可靠性。以TI公司生產的TMS320LF2407A芯片為系統控制核心,設計了控制電路以及保護電路;編寫了以矢量控制作為核心算法、空間電壓矢量控制作為PWM控制方式的控制程序。通過研究單神經元矢量控制的原理,進行了仿真,驗證了單神經元矢量控制具有更好的快速性、魯棒性和自適應性。 通過大量的實驗和實際現場裝車調試證明,本文設計的異步電動機控制系統可靠性高,動態性能良好,控制簡單,適合在蓄電池供電的逆變器應用場合(電動車)。

    標簽: 異步電機 矢量控制 電動車

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:1109003457

  • 基于灰色控制的永磁無刷直流電機調速系統研究.rar

    無刷直流電機是一種性能優越、應用前景廣闊的電機,應用傳統的控制理論對其進行控制系統設計、分析的技術已經相對成熟,在此基礎上研發出的各種調速系統已經在工業生產中獲得廣泛應用。因此,無刷直流電機的進一步推廣應用,在很大程度上依賴于對一些先進控制策略的研究。 為了改進無刷直流電機調速系統的控制性能,本文基于灰色控制理論建立了無刷直流電機灰色PID控制調速系統模型。常規的PID控制以其結構簡單、可靠性高、易于工程實現等優點至今仍被廣泛采用。在系統模型參數變化不大的情況下,PID控制性能優良,但無刷直流電機是一種多變量、非線性的控制系統,傳統的PID控制器難以克服電機自身參數不確定和擾動帶來的轉速偏差問題,無法實現精確快速的控制。灰色控制器是在繼承經典PID控制器不依賴于對象模型優點的基礎上,通過改進經典PID固有缺陷而形成的新型控制器,性能優良并且算法簡單。該控制器設計不需要建立電機的精確數學模型,對參數變化和負載擾動不敏感。系統較好地實現了給定速度參考模型的自適應跟蹤,結構簡單,能適應環境變化,具有較強的魯棒性。 本文以灰色系統理論為基礎,把無刷直流電機的數學模型分為確定部分與不確定部分,對被控對象的不確定部分建立灰色模型,進行灰色預估補償,使控制系統的灰量得到一定程度的白化。對所提出的無刷直流電機灰色PID控制調速系統進行了仿真,對仿真結果給出理論分析;以TMS320F2812型DSP為核心控制器建立了無刷直流電機調速驅動系統。仿真和實驗結果表明,基于灰色PID控制算法的無刷直流電機調速系統受電機參數變化影響較小,具有較高的控制精度和魯棒性,表現出優良的動、靜態性能。

    標簽: 控制 無刷 直流電機調速

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:lyy1234

  • 電機傳動系統參數辨識方法的研究.rar

    在早期階段,直流調速系統在傳動領域中占統治地位。然而,從60年代后期開始,交流電動機在工業應用領域正在取代直流電動機,交流傳動變得越來越經濟和受歡迎。永磁交流伺服系統作為電氣傳動領域的重要組成部分,在工業、農業、航空航天等領域發揮越來越重大的作用。永磁同步電動機以其特點廣泛應用于中小功率傳動場合,成為研究的重要領域。然而,永磁同步電動機具有較大的轉動脈動,而對于這些應用場合,轉矩平滑通常是基本要求。因此,對永磁交流伺服系統的應用,必須考慮其轉矩脈動的抑制問題。本文針對電機傳動系統中參數變化對電機性能的影響,以永磁同步電機為例,圍繞如何通過參數辨識來提高永磁同步電動機的控制性能,借助自行開發的全數字永磁交流伺服系統平臺,對永磁同步電動機的磁場定向控制,參數辨識,神經網絡和擴展卡爾曼濾波在控制系統中的應用,抑制轉矩脈動,提高系統性能幾個方面展開深入的研究。 本文從永磁同步電動機及其控制系統的基本結構出發,對通過參數辨識抑制轉矩脈動進行了較為細致的分析。針對不同情況,通過改進電機的控制系統,提出了多種參數辨識方法。主要內容如下: 1、基于定子磁鏈方程,建立了永磁同步電動機的一般數學模型。經坐標變換,得出在靜止兩相(α—β)坐標系和旋轉兩相(d—q)坐標系下永磁同步電動機電壓方程和轉矩方程。 2、分析了永磁同步電動機id=0矢量控制系統的工作原理,介紹了永磁同步電動基于磁場定向的矢量控制的基本概念。經對永磁同步電動機系統進行分析,推導并建立了id=0控制時整個電機系統的數學模型。 3、基于超穩定性理論的模型參考自適應控制原理,設計了一種模型參考自適應控制系統,考慮電機參數的時變性,對永磁交流伺服系統的繞組電阻和電機負載轉矩辨識進行了研究,以保持系統的動態性能。利用Matlab/Simulink建立仿真模型,對控制性能進行了驗證,仿真實驗證明這種方法的可行性。 4、人工神經網絡具有很強的學習性能,經過訓練的多層神經網絡能以任意精度逼近非線性函數,因此為非線性系統辨識提供了一個強有力的工具。本章針對永磁同步電機提出了一種以電機輸出轉速為目標函數的神經網絡控制方案,同時應用人工神經網絡理論建立和設計了負載轉矩擾動辨識的算法以及相應的控制系統的補償方法,并應用MATLAB軟件進行了計算機仿真,仿真證明和傳統的控制方法相比,以電機輸出轉速為指導值和目標函數的神經網絡控制方案能有效地提高神經網絡的收斂速度,能有效地改善控制系統的動態響應,具有跟蹤性能好和魯棒性較強等優點。 5、電機的參數會隨著溫升和磁路飽和發生變化,需進行在線實時辨識。本文利用電機的定子電流、電壓和轉速,采用遞推最小二乘法進行在線參數辨識,該方法不需要觀測的磁鏈信號,消除了磁鏈觀測和參數辨識的耦合。電機狀態方程由于存在狀態變量的乘積項,對電機參數辨識以后,仍然是非線性方程,為了對電機狀態方程進行狀態估計,得到電機的參數辨識值,本文采用擴展卡爾曼濾波進行狀態估計,對以上方法的仿真實驗得到了滿意的結果。 6、本文基于數字電機控制專用DSP自行開發了全數字永磁交流伺服系統平臺,通過軟件實現擴展卡爾曼濾波對電阻和磁鏈的估計,以及基于磁場定向的空間矢量控制算法,獲得了令人滿意的實驗結果,證明擴展卡爾曼濾波算法對電阻和磁鏈的實時估計是很準確的,由此構成的永磁交流伺服系統具有良好的靜、動態性能。

    標簽: 電機 傳動系統 參數辨識

    上傳時間: 2013-07-28

    上傳用戶:鳳臨西北

  • 異步電動機變頻調速系統的研究.rar

    異步電動機變頻調速系統的頻率范圍、動態響應、調速精度、低頻轉矩、工作效率等方面具有很大優點。隨著電力電子技術和計算機技術的飛躍發展,以此為基礎的交流電機變頻調速技術也取得了長足的進步,基于SVPWM的異步電動機矢量控制系統作為現代交流傳動控制的一個重要研究方向,逐漸成為研究的熱點。 異步電動機調速系統是一個多變量、強耦合的非線性系統,雖然常規的PID控制算法簡單、可靠性高,但對于異步電動機這樣的非線性系統控制效果一般。模糊控制作為智能控制的一個重要的分支,由于不需要建立對象的精確數學模型,且具有良好的魯棒性和非線性的控制特性,非常適用于異步電動機調速系統。本文以提高異步電動機的調速精度和改善電動機的使用效率為目標,基于SVPWM的控制原理,分別采用傳統PID控制器和模糊PID控制器,應用在異步電動機的調速系統中。 本文首先介紹了異步電動機調速方法和逆變器的PWM控制方法。并闡述了矢量控制、坐標變換、空間電壓矢量調制的基本原理,給出了異步電動機在不同坐標系下的數學模型,為設計異步電動機矢量控制系統奠定了基礎。同時給出了傳統PID控制器和模糊PID控制器模型。為驗證控制效果,文中基于MATLAB/Simulink平臺,建立了控制器的計算機仿真模型,給出了仿真結果,并對結果做了詳細的分析。比較了傳統PID控制和模糊PID控制的效果,由仿真結果可以看出采用模糊PID控制算法具有較大的優越性。 最后,以TI公司的DSP控制芯片TMS320F2812為控制核心,設計了異步電動機的控制系統,硬件系統主要包括主電路、功率驅動電路、電壓、電流檢測電路等電路。另外設計了控制軟件,并給出了軟件的流程圖。通過實驗測得的波形,驗證了控制方法的正確性和有效性。

    標簽: 異步電動機 變頻調速系統

    上傳時間: 2013-05-17

    上傳用戶:dpuloku

  • 離心機用異步電動機直接轉矩控制系統.rar

    目前離心機的變頻控制,采用的多是通用變頻器,沒有自主開發的離心機專用的交流調速控制器。同時,在控制方法上采用的主要還是V/F控制以及矢量控制,而效率更高,性能更好的直接轉矩控制方法則還沒有得到廣泛的應用。直接轉矩控制技術,用空間矢量的分析方法,直接在定子坐標系下計算與控制交流電動機的轉矩,采用定子磁場定向,借助于離散的兩點式調節(Bang-Bang控制)產生PWM信號,直接對逆變器的開關狀態進行最佳控制,獲得轉矩的高動態性能。直接轉矩控制,控制結構簡單、控制手段直接、信號處理的物理概念明確、轉矩響應迅速,限制在一拍內,是一種具有高動態響應的交流調速系統。本文通過對直接轉矩控制系統原理的分析、軟硬件的設計制作、系統的調試試驗,得到以下結論: ⑴直接轉矩控制系統,控制手段直接、信號處理的物理概念明確、轉矩動態響應迅速; ⑵直接轉矩控制系統中,低速階段轉矩脈動明顯,通過采用異步電動機適應全速的U-I模型,以及扇區細化等,可以有效減小轉矩脈動;由于轉矩和磁鏈采用離散的兩點式調節,即使在高速運行階段轉矩也有輕微的脈動,通過細分磁鏈扇區,采用空間矢量脈寬調制技術可以有效減小脈動,提高系統控制性能; ⑶直接轉矩控制系統中,檢測環節及其重要,特別是電壓、電流的檢測。無論采用哪種電機模型,電壓和電流都是最主要的參數,準確的電壓、電流檢測能夠增加電機模型的正確性,為控制提供基本的保障; ⑷直接轉矩控制系統中,對電機參數的要求簡單,只需要知道電動機定子電阻,因此直接轉矩控制系統的魯棒性強,易于移植。

    標簽: 離心機 異步電動機 直接轉矩

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:weddps

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