脈沖電暈法煙氣脫硫脫硝技術是利用電暈放電產生的高能電子與中性分子碰撞,產生自由基和活性粒子,在有氨加入的條件下,將SO2、NOx轉化為硫銨和硝銨。根據現有脈沖電暈法電源設備不能大規(guī)模工業(yè)化實踐應用的缺點,設計了一種新型的高頻高壓交直流疊加的脫硫脫硝電源。 本文重點介紹了交、直流電源的工作原理,對電源中的串聯諧振情況進行了具體的分析,交流電源采用串聯負載串聯諧振的工作方式,直流電源采用并聯負載串聯諧振的工作方式。通過變壓器升壓和諧振升壓,可使交流電壓的上升率大于200V/us,直流電壓可達到上萬伏。同時計算了電源的主要參數,為實驗打下基礎。為了進一步提高交流電壓的頻率,針對感性負載,采用全橋移相軟開關控制策略,為開關器件提供零電壓關斷條件。通過理論分析、仿真及實驗對軟、硬開關過程及損耗進行比較,證明軟開關對提高開關頻率的促進作用。 為方便對交、直流電壓幅值進行調節(jié),設計了電源控制系統(tǒng),采用兩個數字PID控制器,能同時對二者的幅值進行控制,并以液晶和鍵盤作為人機交互界面,方便用戶的操作。 交直流疊加的電源可以使反應器產生穩(wěn)定、寬范圍、有效的流光。交流電壓使放電增強,產生的自由基多,氧化脫除量增加。直流基壓驅使正離子和電子離開流光通道,自由基分布更廣,與SO2等接觸面增加,增強脫硫脫硝效果。 本文也對脫硫脫硝系統(tǒng)的電磁干擾情況進行分析,并采用接地、屏蔽、隔離等方法提高系統(tǒng)的電磁兼容性能。
標簽: 脫硫 大容量 控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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本文分別建立了三相電壓型PWM整流器在三相靜止坐標系、兩相靜止坐標系和兩相同步旋轉坐標系中的數學模型,對三相電壓型PWM整流器多種電流控制策略進行了研究和對比,并對三相電壓型PWM整流器控制系統(tǒng)的設計進行了研究。 通常情況下,PWM整流器控制系統(tǒng)需要用到交流電壓、電流傳感器以及直流電壓傳感器,以實現直流電壓和交流電流的雙閉環(huán)控制。利用傳感器可以快速、便捷地獲得電壓電流參數,但也導致了系統(tǒng)體積大、成本較高,并降低了系統(tǒng)運行可靠性。為此,本文研究和總結了三相電壓型PWM整流器無交流電流傳感器的三種控制策略:基于直流側電流檢測的控制策略、基于直流電壓檢測的控制策略和基于狀態(tài)空間平均技術的控制策略。并通過Matlab中的Simulink仿真軟件對前兩種控制策略進行了仿真驗證分析。 在以上理論的分析基礎上,本文設計并實現了一套以TMS320F2812 DSP為控制核心的無交流電流傳感器的PWM整流器的控制系統(tǒng)的解決方案,包括控制系統(tǒng)的硬件解決方案和軟件解決方案,搭建了實驗平臺并進行了調試。
上傳時間: 2013-04-24
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光伏發(fā)電是集開發(fā)可再生能源、改善生態(tài)環(huán)境于一體的重大課題,有巨大的經濟、社會效益和學術研究價值。 本文首先介紹了3kW光伏并網逆變器系統(tǒng)的組成和結構。3kW光伏并網逆變器采用兩級式結構,主電路由前級Boost變換器和后級的單相逆變橋組成。控制部分以DSP(DSP56F803)為核心,實現了光伏陣列最大功率點的跟蹤控制,以及產生與電網壓同頻同相的正弦電流,實現并網的功能。本文重點對逆變器系統(tǒng)的最大功率點跟蹤(MPPT)控制進行研究。 針對基于外特性建立的光伏陣列模型雖然簡單、參數易解,但精度低的問題,本文建立了基于物理特性的光伏陣列模型,并考慮光照強度、環(huán)境溫度對光伏陣列的影響,模型參數與實際參數嚴格對應。將幾種最大功率點跟蹤算法應用于所建立的光伏陣列模型使用MATLAB進行仿真,分析仿真結果,比較各種算法的優(yōu)缺點,總結出每種算法所適用的環(huán)境,并給出了最大功率點跟蹤控制在并網逆變器系統(tǒng)的實現策略。 設計了適用于額定功率為100W的光伏陣列最大功率點跟蹤的Boost電路,分別給出了利用PIC單片機16F873實現擾動觀察法和增量電導法的程序流程圖,實現了這兩種算法控制下光伏陣列的最大功率點跟蹤,并分析了兩種算法的跟蹤性能。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著現代電機技術、現代電力電子技術、微電子技術、控制技術及計算機技術等支撐技術的快速發(fā)展,先前困擾著交流伺服系統(tǒng)的電機控制復雜、調速性能差等問題取得了突破性的進展。交流伺服系統(tǒng)的性能日漸提高,價格趨于合理。交流伺服系統(tǒng)取代直流伺服系統(tǒng)尤其是在高精度、高性能要求的伺服驅動領域成了現代伺服控制系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢。由于感應電機具有結構堅固,制造容易,價格低廉等優(yōu)勢,因而感應電機伺服系統(tǒng)具有很好的發(fā)展前景,代表了將來交流伺服技術的發(fā)展方向。 首先,本文結合大量的文獻資料,總結和分析了當前交流伺服系統(tǒng)的發(fā)展現狀,明確了加強開發(fā)交流感應電機伺服系統(tǒng)的意義。 其次,深入研究了矢量控制的坐標變換理論和交流感應電機的數學模型。在此基礎闡述了基于轉子磁場定向的矢量控制原理,建立其相應的控制方程。結合空間矢量脈寬調制(SVPWM)的原理,提出了交流伺服系統(tǒng)的控制方案。 再次,本研究以DSP TMS320F2812A為核心控制單元,以一體化智能功率模塊(ASIPM)為功率電路主體,基于模塊化設計原則設計和實現了一臺軟、硬件結合的全數字化控制系統(tǒng);并對設計中的一些關鍵環(huán)節(jié)進行了理論研究和實踐探索。 最后,對感應電機伺服系統(tǒng)進行了試驗研究。本文通過實驗分析,驗證了系統(tǒng)設計方案的有效性和可行性,并指出了系統(tǒng)進一步的改進方向。
標簽: DSP 交流伺服 控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-01
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無刷直流電機具有體積小、重量輕、效率高和轉動慣量小等優(yōu)點,另外它還具有和直流電機一樣的調速特性,而沒有直流電機復雜的機械換相設備,所以被廣泛應用于伺服控制、數控機床、機器人等工業(yè)領域,現代工業(yè)的快速發(fā)展對無刷直流電機控制系統(tǒng)的性能提出了更高的要求。因此,研究具有響應速度快、調節(jié)能力強、控制精度高的無刷直流電機控制系統(tǒng)具有十分重要的意義。 直接轉矩控制是一種高性能的電機控制方法,它已經成熟的應用在感應電機和永磁同步電機上,實現了優(yōu)良的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)響應特性。本文通過大量的文獻資料閱讀,對無刷直流電機及其相關技術的發(fā)展、現狀和趨勢有了一個比較全面的理解,在此基礎上,詳細分析了無刷直流電機的數學模型,并提出了一套相應的直接轉矩控制方案,建立了仿真和試驗平臺,進行了仿真分析和實驗研究,獲得了有價值的研究成果。 本文的主要研究內容包括: (1)詳細分析了無刷直流電機的運行機理和數學模型,在此基礎上闡述無刷直流電機直接轉矩控制的基本控制機理,包括基于逆變器二二導通模式的空間電壓矢量的定義和針對無刷直流電機具有非正弦波反電動勢這一特點而推導的轉矩計算公式等。 (2)提出了一套無刷直流電機直接轉矩控制的具體實施方案,并根據這套方案建立了基于Simulink(Matlab)的無刷直流電機直接轉矩控制的仿真模型,對所提出的控制方案進行了仿真分析。仿真結果驗證了該方案在理論上的可行性。 (3)在理論研究的基礎之上,設計研制了一套基于DSP+IPM的無刷直流電機直接轉矩控制實驗系統(tǒng),編寫了控制程序軟件,進行了無刷直流電機直接轉矩控制的實驗。實驗結果達到了預期的要求,證實了直接轉矩控制在改善無刷直流電機動態(tài)調速性能上的優(yōu)勢。 本論文開展了繼異步電機和永磁同步電機之后對無刷直流電機實現直接轉矩控制的探索性研究工作。通過理論分析、計算機仿真和實驗得出了一些有意義的經驗和結論,為課題的進一步深入開展奠定了基礎。
上傳時間: 2013-07-11
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當前社會的發(fā)展與能源、環(huán)保等問題的日益突出。混合動力電動汽車以其低排放,噪聲小,節(jié)能等優(yōu)點越來越受到世界各國的重視。為了改善電動汽車的動力性和能量利用率,動力蓄電池的電壓越來越高,需要配備專門的系統(tǒng)來管理高壓系統(tǒng)的安全。 根據混合動力結構特點和高壓電路特性,在分析及其常用蓄電池工作原理及運行原理使用條件的基礎上,本課題以MH-Ni電池作為研究對象,分析了MH-Ni電池的工作原理、電池的電壓、電流和溫度特性,提出電動車電池組高壓控制的方法,能夠實現監(jiān)測電動汽車高壓電系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)及檢測高壓的工作情況。 本課題主要完成以下幾點工作內容:對電池進行預充電,檢測其外部是否漏電;檢測電池內部是否絕緣;對電池進行故障檢測。通過對外部負載進行預充電,防止電池外部電路漏電或短路,減少電池箱故障,延長電池模塊的使用壽命;通過對電池箱內部絕緣狀態(tài)檢測,防止電池因絕緣電阻低下而影響系統(tǒng)工作,發(fā)生不安全事故;通過診斷系統(tǒng)能實現電池故障和隱患的早期預報,從而能有效地增加電動車電池組的續(xù)駛里程及無故障工作時間、饅維護工作量降到最低。 基于選定的電動車電池管理系統(tǒng)(BMS),針對外部負載進行預充電和電池箱內部絕緣狀態(tài)檢測,本文研究和提出安全條件的判定規(guī)則,實現電動車電池管理系統(tǒng)(BMS)中安全保障功能。仿真實驗表明,本文設計的高壓電安全測試系統(tǒng),可以實現對電動汽車電池高壓系統(tǒng)的安全實施管理。
上傳時間: 2013-06-22
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矢量控制變頻調速系統(tǒng)是國內當前電氣傳動和自動化領域研究的熱點和技術攻堅的難點。矢量控制技術作為一種先進的控制策略,是在電機統(tǒng)一理論、機電能量轉換和坐標變換理論的基礎上發(fā)展起來的,具有先進性、新穎性和實用性的特點。其思想就是將異步電動機的數學模型通過坐標變換,將定子電流矢量分解為按轉子磁場定向的兩個直流分量并分別加以控制,從而實現磁通和轉矩的解耦控制,以期達到獨立控制電機轉矩的效果。 本課題基于矢量控制的基本原理,采用TI公司最先進的電機控制專用DSP芯片TMS320F2812,開發(fā)出了一套基于轉子磁鏈位置估計和轉子速度估計的電流轉速雙閉環(huán)的轉子磁場定向直接矢量控制變頻調速系統(tǒng),并實現了實際運行,初步達到了產品化的目標。主要的工作如下: (1)從電機數學模型和坐標系變換入手,采用電流轉速雙閉環(huán)的轉子磁場定向直接矢量控制方案,深入探討了SVPWM和矢量控制的基本原理,并完成了調速系統(tǒng)的功能框圖; (2)基于TI公司的DSP芯片TMS320F2812和MITSUBISHI的IPM模塊PM50RSA120,設計了調速系統(tǒng)的硬件電路,包括控制電路,驅動電路,電源電路和操作面板電路等; (3)設計了基于轉子磁鏈位置估計和速度估計的電流轉速雙閉環(huán)的轉子磁場定向直接矢量控制變頻調速系統(tǒng)的軟件部分,給出了調速系統(tǒng)的軟件流程圖和各子模塊的具體實現; (4)采用先進的自適應Fuzzy-PI調節(jié)器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PI調節(jié)器作為速度控制器,取得了較好的控制效果; (5)搭建了整個變頻調速實驗平臺,進行了整機測試,給出了實驗結果和結論。 該系統(tǒng)已經成功應用于矢量變頻器成品生產中,在北京天華博實電氣有限公司的變頻器生產車間進行了相應的實驗。實驗表明,該系統(tǒng)具有良好的動靜態(tài)性能,運行穩(wěn)定,抗干擾能力強,獲得用戶好評,不失為一套具有先進性、新穎型、實用性的高性能變頻調速系統(tǒng)。
標簽: 異步電動機 變頻調速系統(tǒng) 矢量控制
上傳時間: 2013-05-25
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異步電機無速度傳感器矢量控制技術提高了交流傳動系統(tǒng)的可靠性,降低了系統(tǒng)的實現成本。準確辨識電機轉速是實現無速度傳感器矢量控制的關鍵。 本文對無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)進行了研究,建立了異步電動機無速度傳感器電壓解耦矢量控制系統(tǒng)和基于模型參考自適應(MRAS)的無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)。基于MRAS的無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)利用電動機定子電壓方程和電流方程得到電動機轉速的模型參考自適應辨識算法,在此基礎上建立了一個改進的變參數MRAS速度辨識數學模型,并利用Matlab軟件對基于該速度辨識模型的無速度傳感器異步電動機矢量控制系統(tǒng)在不同的情況下進行了詳細的仿真研究。仿真結果驗證了該改進的變參數MRAS速度辨識模型具有令人滿意的辨識精度和動態(tài)性能。 基于MRAS的轉速估算理論從本質上來說屬于基于電機理想模型的轉速估算方案,該方法依賴于電機參數,而電機參數在電機運動過程中變化很大,因而給出了對電機的一些定、轉子參數進行實時辨識方法,以保持系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能。 在傳統(tǒng)型模型參考自適應系統(tǒng)基礎上,將系統(tǒng)中原有的自適應調節(jié)機構用一個具有在線學習能力的人工神經網絡取代,提出一種基于神經網絡的異步電機轉速估計方法,并給出了速度估計器的神經網絡結構和學習算法。最后對基于神經網絡轉速估計的異步電機矢量控制系統(tǒng)進行了仿真,結果表明該系統(tǒng)具有良好的性能。 簡單介紹了基于DSP的異步電機無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的硬件結構以及軟件系統(tǒng)的設計。
上傳時間: 2013-05-30
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隨著對電能應用高效率的要求,基于電力電子技術的非線性負載等開關設備的應用越來越普遍,這些開關設備造成的諧波成分對電網的污染也越來越嚴重。這些諧波會影響其它電氣設備的正常工作,危及電網安全。電力有源濾波器由于能對頻率和幅值都變化的諧波進行跟蹤補償,得到了廣泛的研究。 本文是在課題組380V、260kVA純有源電力濾波器項目方案的論證階段,為提高大容量單臺純有源濾波器的效率和動、穩(wěn)態(tài)性能而做的分析、設計和仿真驗證工作。論文首先介紹了通過LCL濾波器與電網相連的并聯電力有源濾波器的主電路結構,進而分析了這種主電路結構在大容量和低開關頻率場合對開關紋波衰減的優(yōu)勢。通過比較PI控制和狀態(tài)反饋控制,選取全狀態(tài)反饋來達到對系統(tǒng)的穩(wěn)定控制。 將電網處理為擾動輸入,對LCL主電路在靜止abc坐標系中進行了建模,然后選取系統(tǒng)閉環(huán)期望極點設計了控制系統(tǒng)。為消除電網這個外部輸入對指令電流跟蹤的影響,引入了電壓前饋,并從理論上推導了前饋的具體關系式。之后引入了觀測器,并把對電網輸入的建模考慮進了觀測器,消除了電網輸入對狀態(tài)估計和補償輸出造成的偏差。在電力有源濾波器實際安裝時,電網進線和變壓器的電感是不確定的,其會加在LCL的網側電感上,從而使對系統(tǒng)基于狀態(tài)空間的建模產生偏差,因此文章研究了所設計的控制器對LCL網側電感變化的適應性。為保證電力有源濾波器的穩(wěn)態(tài)指標,對狀態(tài)反饋后的系統(tǒng)設計了重復控制器。 最后,基于設計的控制器在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立了對1MW不控整流負載進行補償的電力有源濾波器系統(tǒng)模型,進行了仿真;并對動靜態(tài)性能進行了分析,驗證了設計和理論分析的正確性。
上傳時間: 2013-06-20
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工業(yè)生產過程中,時滯對象普遍存在,同時也是較難控制的,尤其是大時滯對象的控制一直都是一個難題。而很多溫度控制系統(tǒng)都是屬于大時滯系統(tǒng),常見的智能溫度控制器雖然在溫度控制的實際應用中表現了比較理想的控制效果,但它仍然屬于將參數整定與系統(tǒng)控制分開處理的離線整定方法,如果工況發(fā)生變化就必須重新調整參數。針對這一問題,為了實現時滯系統(tǒng)參數自整定的控制,本文將神經網路控制、模糊控制和PID控制結合起來,設計了基于神經網路的模糊自適應PID控制器。 首先,本論文分析了時滯系統(tǒng)的特點,討論了幾種時滯系統(tǒng)較為成熟的常規(guī)控制算法:微分先行控制算法、史密斯預估控制算法、大林控制算法,并深入研究了它們的控制性能;并且通過仿真對這三種控制方法在溫控系統(tǒng)中的控制性能進行了比較。 其次,在分析PID參數自整定傳統(tǒng)方法的基礎上,設計了一種改進方法,并設計了相應的控制器。該控制器綜合了模糊控制、神經網絡控制和PID控制各自的長處,既具備了模糊控制簡單有效的控制作用以及較強的邏輯推理功能,也具備了神經網絡的自適應、自學習的能力,同時也具備了傳統(tǒng)PID控制的廣泛適應性。該方法不需要離線整定參數,實現了在線自整定參數。仿真實驗表明了該控制器對模型和環(huán)境都具有較好的適應能力和較強的魯棒性。 最后將基于神經網路的模糊自適應PID控制器應用于貝加萊PID溫控裝置,能夠出色地實現參數的在線自整定。理論分析、系統(tǒng)仿真、實驗結果都證實了這種控制策略能有效地減少系統(tǒng)超調量,并減少了調節(jié)時間,提高了系統(tǒng)的實時性和控制精度。
標簽: 時滯系統(tǒng) 參數 自整定控制
上傳時間: 2013-07-05
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