<dfn id="ukciy"></dfn> 本文研究的電磁阻尼器是一種特殊結(jié)構(gòu)的空心杯發(fā)電機(jī)，它主要用于對(duì)能量的吸收和耗散，達(dá)到減振消能的目的，是具有很高單位耗能的能量吸收元件。電磁阻尼器的應(yīng)用十分廣泛，已涉及航天、航空、電力等諸多領(lǐng)域，有著廣闊的市場(chǎng)前景。 采用電磁場(chǎng)分析軟件建立了電磁阻尼器的仿真模型，仿真分析了電磁阻尼器阻尼力矩與定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系。 介紹了常規(guī)空心杯電機(jī)與電磁阻尼器的結(jié)構(gòu)、發(fā)展和應(yīng)用，基于Ansoft公司的電磁場(chǎng)分析軟件Maxwell 2D學(xué)生版軟件建立了電磁阻尼器靜磁場(chǎng)的二維仿真模型，分別對(duì)不同充磁方向、極弧系數(shù)、磁極對(duì)數(shù)的氣隙磁密分布進(jìn)行了靜態(tài)仿真分析，得出了相應(yīng)結(jié)論。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用Infolytica公司的電磁場(chǎng)分析軟件MagNet對(duì)電磁阻尼器的二維穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)進(jìn)行了仿真，研究了如下內(nèi)容： (1)定子磁路結(jié)構(gòu)中的磁鋼材料、磁鋼充磁方向、定子磁極對(duì)數(shù)的改變對(duì)力矩特性的影響； (2) 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)中的轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)子材料、轉(zhuǎn)子厚度、轉(zhuǎn)子平均直徑、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向的改變對(duì)力矩特性的影響。根據(jù)所得的阻尼力矩仿真數(shù)據(jù)，基于Excel軟件的曲線擬合和Matlab軟件對(duì)擬合曲線進(jìn)行的數(shù)值分析，求得了力矩特性斜率與上述參數(shù)的關(guān)系式。此關(guān)系式為探索電磁阻尼器的工程設(shè)計(jì)方法提供了一定理論依據(jù)，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。 最后，將仿真計(jì)算得到的阻尼力矩值與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的阻尼力矩值進(jìn)行了對(duì)比，分析了誤差產(chǎn)生的原因。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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直流偏磁是變壓器的一種非正常工作狀態(tài)，是指在變壓器的勵(lì)磁電流中出現(xiàn)了直流分量。在直流輸電系統(tǒng)中，由于換流站的工作特性，有直流電流分量流過(guò)換流變壓器的繞組，產(chǎn)生直流偏磁現(xiàn)象，這一現(xiàn)象將對(duì)換流變壓器的正常運(yùn)行產(chǎn)生不利的影響，如勵(lì)磁電流發(fā)生畸變、變壓器鐵心損耗增加及鐵心高度飽和引起的漏磁通增加。因此，從電磁場(chǎng)的角度分析這一現(xiàn)象是必要的。 由于鐵磁材料的非線性，不能應(yīng)用疊加原理分析直流偏磁時(shí)的勵(lì)磁情況。為此，本文應(yīng)用了二維瞬態(tài)場(chǎng)路直接耦合有限元法，借助大型有限元分析軟件Ansoft，定量分析了在不同等級(jí)直流偏磁電流作用下，換流變壓器空載運(yùn)行狀態(tài)下的勵(lì)磁電流波形情況，結(jié)果表明，直流偏磁使鐵心中的磁通密度發(fā)生偏移，對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流波形呈現(xiàn)正負(fù)半波極不對(duì)稱的形狀，并且直流偏磁量越大勵(lì)磁電流的畸變?cè)絿?yán)重。 在求出直流偏磁量與勵(lì)磁電流峰值關(guān)系的基礎(chǔ)上，應(yīng)用一種基于鐵心空載損耗數(shù)據(jù)的方法，定量分析了在不同等級(jí)直流偏磁電流作用下，換流變壓器鐵心損耗情況，結(jié)果表明，隨著直流偏磁電流的增加，鐵心損耗也會(huì)隨之增加，這會(huì)導(dǎo)致鐵心溫升上升，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致鐵心局部過(guò)熱，影響變壓器的正常運(yùn)行。 在漏磁場(chǎng)分析中，討論了變壓器漏磁場(chǎng)的類型和作用，經(jīng)過(guò)合理簡(jiǎn)化，建立了換流變壓器二維漏磁場(chǎng)計(jì)算模型，應(yīng)用二維瞬態(tài)場(chǎng)路直接耦合有限元法，分析了不同等級(jí)直流偏磁電流作用下，換流變壓器漏磁場(chǎng)分布情況，結(jié)果表明，隨著直流偏磁量的增加，不同位置處漏磁場(chǎng)分量的變化規(guī)律基本不變，但漏磁在增加，且不同位置漏磁分量增加的速率不同。
上傳時(shí)間： 2013-06-25
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勵(lì)磁控制系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，它的特性好壞直接影響電機(jī)及電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。 基于此，利用仿真的方式對(duì)勵(lì)磁控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究并給出了相關(guān)結(jié)論，同時(shí)提出了一些新的控制算法，并建立了一個(gè)勵(lì)磁控制系統(tǒng)仿真平臺(tái)。 首先，從同步電機(jī)和勵(lì)磁系統(tǒng)的模型入手，根據(jù)研究需要修改了同步電機(jī)的仿真模型，詳細(xì)地介紹了檢測(cè)單元、控制單元和勵(lì)磁系統(tǒng)主回路模型，在總結(jié)普通PID調(diào)節(jié)方式不足的基礎(chǔ)上提出了一種性能優(yōu)越的非線性PID控制方式。 其次，分別在有刷和無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)下，對(duì)普通PID、非線性PID和模糊自適應(yīng)PID三種控制方式在階躍響應(yīng)和突變負(fù)載的情況下進(jìn)行仿真，對(duì)輸出的機(jī)端電壓進(jìn)行分析并得出相關(guān)結(jié)論。 除了對(duì)通用的勵(lì)磁控制算法進(jìn)行仿真分析外，提出了一種基于同步電機(jī)本身的勵(lì)磁控制算法，這種控制方式是對(duì)勵(lì)磁電流進(jìn)行閉環(huán)控制，并輔以非線性的PID控制進(jìn)行進(jìn)行精度調(diào)節(jié)。針對(duì)這種方式，提出了兩種實(shí)現(xiàn)方案。同樣在有刷和無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)下進(jìn)行階躍響應(yīng)和突變負(fù)載的仿真分析研究。仿真測(cè)試表明，這種控制算法在控制的快速性和穩(wěn)定性方面優(yōu)于通用的控制方式。 最后，鑒于勵(lì)磁控制系統(tǒng)仿真的重復(fù)性及操作的繁瑣性，建立了一種基于MATLAB GUI的勵(lì)磁控制仿真平臺(tái)，借助此平臺(tái)對(duì)SIMULINK模型操作，可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)參數(shù)的設(shè)置與修改、模型的查看和修正、仿真的顯示及相關(guān)的輔助操作等等，可以極大地簡(jiǎn)化仿真的操作過(guò)程，提高仿真的效率。另外，此平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)也為其它系統(tǒng)類型仿真界面的建立提供了重要的參考。
標(biāo)簽： 同步發(fā)電機(jī) 勵(lì)磁控制 仿真研究
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文在參考了國(guó)內(nèi)外已有多自由度球電機(jī)的基礎(chǔ)上,提出了正交圓柱結(jié)構(gòu)的兩自由度電機(jī),它是獨(dú)立設(shè)計(jì)的一種創(chuàng)新結(jié)構(gòu).此電機(jī)可分解為兩個(gè)獨(dú)立的兩相混合式步進(jìn)電機(jī):分別為內(nèi)層小電機(jī)(外轉(zhuǎn)子兩相混合式步進(jìn)電機(jī))和外層大電機(jī)(扇形結(jié)構(gòu)的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)).本文以兩自由度電機(jī)為對(duì)象,采用"齒層比磁導(dǎo)法",對(duì)電機(jī)的矩角特性進(jìn)行計(jì)算和分析,用得到的矩角特性與設(shè)計(jì)要求相比較,從而為優(yōu)化尺寸設(shè)計(jì)提供參考.
上傳時(shí)間： 2013-07-19
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磁通反向電機(jī)(FRM)是一種新型的雙凸極永磁(DSPM)電機(jī),它把高磁能的永磁體放在定子極的表面,永磁體易于安裝.隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),FRM定子繞組所交鏈的永磁磁通改變極性,這意味著比磁通脈振產(chǎn)生更大的磁通變化.由于FRM的繞組利用率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小及適于高速運(yùn)轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域.本文將從模型建立、分析方法、性能分析等方面對(duì)該電機(jī)進(jìn)行深入研究.首先,為了解FRM基本理論和掌握其基本規(guī)律,寫(xiě)出FRM的基本方程式;由于電機(jī)的雙凸極結(jié)構(gòu)以及飽和和非線性的影響,整個(gè)系統(tǒng)為一強(qiáng)非線性系統(tǒng).對(duì)該電機(jī)作適當(dāng)簡(jiǎn)化,建立其線性數(shù)學(xué)模型,這樣有利于對(duì)FRM的定性分析,弄清其內(nèi)部的基本電磁關(guān)系和基本特性.討論了繞組電感、繞組磁鏈、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及繞組電流、電磁轉(zhuǎn)矩等靜態(tài)特性,推導(dǎo)出FRM的功率密度計(jì)算公式.其次,為準(zhǔn)確計(jì)算FRM性能,要考慮磁路飽和、鐵磁材料的非線性以及永磁磁場(chǎng)與電樞反應(yīng)磁場(chǎng)之間的相互影響等因素,要建立FRM的非線性模型,提出用變網(wǎng)絡(luò)等效磁路法進(jìn)行分析.具體方法是建立FRM的非線性變網(wǎng)絡(luò)等效磁路模型,推導(dǎo)等效磁路中各部分磁導(dǎo)的計(jì)算公式,用節(jié)點(diǎn)磁位法建立相應(yīng)的方程,通過(guò)求解該非線性等效磁路方程,得到磁路各部分的磁通分布,進(jìn)一步求得靜態(tài)特性,計(jì)算出電磁參數(shù).然后用FRM樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證理論分析的正確性.樣機(jī)的理論分析結(jié)果同實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較表明,本文所介紹的FRM變網(wǎng)絡(luò)等效磁路模型具有較好的精度及通用性,基于等效磁網(wǎng)絡(luò)模型的FRM電磁計(jì)算是可行的,計(jì)算結(jié)果是正確的.最后對(duì)磁通反向汽車發(fā)電機(jī)的功率密度進(jìn)行分析.導(dǎo)出了磁通反向汽車發(fā)電機(jī)功率密度的計(jì)算公式,分析了影響電機(jī)功率密度的因素,并與電勵(lì)磁汽車發(fā)電機(jī)進(jìn)行了比較.
標(biāo)簽： 磁通 反向電機(jī) 數(shù)學(xué)模型 性能分析
上傳時(shí)間： 2013-07-30
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高溫超導(dǎo)（High Temperature Superconductor,HTS）磁陰電動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)磁陰電動(dòng)機(jī)相比，能夠以更小的體積和重量實(shí)現(xiàn)更大的輸出功率、更高的功率因數(shù)和效率.國(guó)外有關(guān)超導(dǎo)磁阻電動(dòng)機(jī)的研究目前還處于初級(jí)階段，國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域更為滯后.論文以普通磁阻電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系為基礎(chǔ)，結(jié)合超導(dǎo)材料特殊的電磁特性，初步提出了超導(dǎo)磁阻電動(dòng)機(jī)電磁設(shè)計(jì)的一般原則;并嘗試進(jìn)行了一臺(tái)額定功率為150W的內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì).論文以實(shí)際設(shè)計(jì)的一臺(tái)內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)樣機(jī)作為分析實(shí)例，基于第二類超導(dǎo)體臨界態(tài)Kim模型和電磁場(chǎng)的有限元方法，提出了一般HTS磁阻電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部磁場(chǎng)及交、直軸同步電抗的分析與計(jì)算方法.并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了如何借助HTS磁阻電動(dòng)機(jī)的電抗曲線分析HTS磁阻電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)工作特性.論文對(duì)常規(guī)磁阻電動(dòng)機(jī)與HTS磁阻電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了比較.計(jì)算結(jié)果表明，在電機(jī)尺寸、結(jié)構(gòu)不變的前提下，超導(dǎo)磁阻電動(dòng)機(jī)比常規(guī)磁阻電動(dòng)機(jī)明顯地提高了電機(jī)X/X值，因而以更小的尺寸獲得了更大的輸出轉(zhuǎn)矩、更高的效率和功率因數(shù)，同時(shí)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)間也有所增大.計(jì)算結(jié)果還表明，采用抗磁性更強(qiáng)的YBCO塊材作為交軸阻磁介質(zhì)，能夠保證轉(zhuǎn)子在獲得較大的直、交軸磁阻差異的同時(shí)不必犧牲較大的極孤系數(shù)和氣隙寬度，從而氣隙磁密有較好的波形，電機(jī)具有較好的同步性能.論文也對(duì)幾種具有相同定子但轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同的HTS磁阻電動(dòng)機(jī)做了比較，比較結(jié)果顯示，ALA式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)比內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)具有更大的輸出轉(zhuǎn)矩;當(dāng)輸出功率較大時(shí)，ALA結(jié)構(gòu)的HTS磁阻電動(dòng)機(jī)還比內(nèi)反應(yīng)結(jié)構(gòu)具有更好的穩(wěn)態(tài)工作特性.另外發(fā)現(xiàn)，thin-zebra ALA式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)的同步性能比thick-zebra ALA式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)更好.在進(jìn)行內(nèi)反應(yīng)式HTS磁阻電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí)，內(nèi)反應(yīng)槽既要盡量阻隔交軸磁通，又要分布的比較均勻，這樣才能既獲得足夠的直、交軸同步電抗比，又削弱轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，從而最終改善電機(jī)的同步性能.
標(biāo)簽： 高溫超導(dǎo) 磁阻電動(dòng)機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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橫向磁通電機(jī)是近些年來(lái)出現(xiàn)的一種新型結(jié)構(gòu)的電機(jī)，由于其轉(zhuǎn)矩密度和功率密度大的優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛的關(guān)注，但我國(guó)對(duì)該種電機(jī)的研究尚處于起步階段。 本課題是國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目——“新型稀土永磁電機(jī)設(shè)計(jì)與集成技術(shù)(課題編號(hào)：2002AA324020)”中有關(guān)橫向磁通永磁同步電動(dòng)機(jī)的部分。本課題的目標(biāo)就是要充分發(fā)揮橫向磁通電機(jī)功率密度和轉(zhuǎn)矩密度大的優(yōu)點(diǎn)，克服其功率因數(shù)低的缺點(diǎn)，對(duì)橫向磁通永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算、分析，找出功率因數(shù)偏低的原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)方法和建議。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行樣機(jī)的研制，對(duì)理論成果進(jìn)行驗(yàn)證，并力爭(zhēng)樣機(jī)在性能和工藝指標(biāo)上有所突破，部分指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。 本文介紹了橫向磁通永磁電機(jī)的特點(diǎn)及運(yùn)行原理，并按照不同的分類方式介紹了橫向磁通電機(jī)的各種結(jié)構(gòu)。三維磁場(chǎng)的有限元計(jì)算十分復(fù)雜、計(jì)算量大，因此傳統(tǒng)電機(jī)均采用簡(jiǎn)化的二維磁場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算。但是橫向磁通電機(jī)由于結(jié)構(gòu)特殊，無(wú)法采用簡(jiǎn)化的二維磁場(chǎng)的計(jì)算方法進(jìn)行分析。因此本文利用ANSYS軟件建立了樣機(jī)模型，對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了三維電磁場(chǎng)分析。在電磁場(chǎng)計(jì)算的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了電機(jī)空載反電勢(shì)，空載漏磁系數(shù)，電磁轉(zhuǎn)矩等相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，討論了橫向磁通永磁同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)變化對(duì)參數(shù)的影響。本文特別針對(duì)橫向磁通永磁電機(jī)功率因數(shù)較低這一問(wèn)題進(jìn)行了分析，找出了功率因數(shù)偏低的原因，提出了相應(yīng)的改善方法和建議，對(duì)橫向磁通電機(jī)的理論研究和設(shè)計(jì)應(yīng)用分析方法進(jìn)行了探討。本文利用電磁場(chǎng)計(jì)算的結(jié)果，完成了電機(jī)運(yùn)行特性仿真，克服了采用傳統(tǒng)磁路等效的方法帶來(lái)的誤差。最后，通過(guò)與樣機(jī)測(cè)試結(jié)果的對(duì)照研究，驗(yàn)證和完善分析方法，并為進(jìn)一步獲得性能更加優(yōu)異的樣機(jī)奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： 磁通 永磁同步電動(dòng)機(jī) 性能分析 磁場(chǎng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(SwitchedReluctanceMotor，SRM)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、效率高和成本較低等優(yōu)點(diǎn)，在很多領(lǐng)域都顯示出強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力，但是位置傳感器的存在不僅削弱了SRM結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，而且降低了系統(tǒng)高速運(yùn)行的可靠性，增加了成本，探索實(shí)用的無(wú)位置傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置的方案成為開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(SwitchedReluctanceMotorDrive，SRD)研究的熱點(diǎn)。SRM高度非線性的電磁特性決定了在精確的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)無(wú)位置傳感器控制十分困難，而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)為解決這個(gè)問(wèn)題提供了新的思路。徑向基函數(shù)(RadialBasisFunction，RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種映射能力極強(qiáng)的前向型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，具有收斂速度快、全局逼近能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本文提出一種利用自適應(yīng)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)SRM進(jìn)行控制的新方法，所采用的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以電機(jī)繞組的相電流、磁鏈作為輸入，轉(zhuǎn)子位置作為輸出，通過(guò)離線和在線相結(jié)合的方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，建立SRM電流、磁鏈與轉(zhuǎn)子位置之間的非線性映射，從而實(shí)現(xiàn)SRM的無(wú)位置傳感器控制。 常規(guī)的PID控制以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、易于工程實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)至今仍被廣泛采用。在系統(tǒng)模型參數(shù)變化不大的情況下，PID控制效果良好，但當(dāng)被控對(duì)象具有高度非線性和不確定性時(shí)，僅靠PID調(diào)節(jié)效果不好。對(duì)于SRM，它的電磁關(guān)系高度非線性，固定參數(shù)的PID調(diào)節(jié)器無(wú)法得到很理想的控制性能指標(biāo)。論文提出了一種基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線辨識(shí)的SRM單神經(jīng)元PID自適應(yīng)控制新方法。該方法針對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的非線性，利用具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力的單神經(jīng)元來(lái)構(gòu)成開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的單神經(jīng)元自適應(yīng)控制器，不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且能適應(yīng)環(huán)境變化，具有較強(qiáng)的魯棒性。同時(shí)構(gòu)造了一個(gè)RBF網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行在線辨識(shí)，建立其在線參考模型，由單神經(jīng)元控制器完成控制器參數(shù)的自學(xué)習(xí)，從而實(shí)現(xiàn)控制器參數(shù)的在線調(diào)整，能取得更好的控制效果。 仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，自適應(yīng)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的準(zhǔn)確換相，從而實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的無(wú)位置傳感器控制；基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線辨識(shí)的單神經(jīng)元自適應(yīng)控制能夠達(dá)到在線辨識(shí)在線控制的目的，控制精度高，動(dòng)態(tài)特性好，具有較好的自適應(yīng)性和魯棒性。
標(biāo)簽： RBF PID 控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(SRD)是一種新型交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、成本低廉、控制參數(shù)多、控制方法靈活、可得到各種所需的機(jī)械特性,而備受矚目,應(yīng)用日益廣泛.并且SRD在寬廣的調(diào)速范圍內(nèi)均具有較高的效率,這一點(diǎn)是其它調(diào)速系統(tǒng)所不可比擬的.但開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)的振動(dòng)與噪聲比較大,這影響了SRD在許多領(lǐng)域的應(yīng)用.本文針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了研究,提出了一種新型齒極結(jié)構(gòu),可有效降低開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的振動(dòng)與噪聲.通過(guò)電磁場(chǎng)有限元計(jì)算可看出,在新型齒極結(jié)構(gòu)下,導(dǎo)致開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)振動(dòng)與噪聲的徑向力大為減小,尤其是當(dāng)轉(zhuǎn)子極相對(duì)定子極位于關(guān)斷位置時(shí),徑向力大幅度地減小,并改善了徑向力沿定子圓周的分布,使其波動(dòng)減小,從而減小了定子鐵心的變形與振動(dòng),進(jìn)而降低了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的噪聲.靜態(tài)轉(zhuǎn)矩因轉(zhuǎn)子極開(kāi)槽也略微減小,但對(duì)電機(jī)的效率影響不大.開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)因磁路的飽和導(dǎo)致參數(shù)的非線性,又因在不同控制方式下是變結(jié)構(gòu)的.這使得開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制非常困難.經(jīng)典的線性控制方法如PI、PID等方法用于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制,效果不好.其它的控制方法如滑模變結(jié)構(gòu)控制、狀態(tài)空間控制方法等可取得較好的控制效果但大都比較復(fù)雜,實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難.而智能控制方法如模糊控制本身為一種非線性控制方法,對(duì)于非線性、變結(jié)構(gòu)、時(shí)變的被控對(duì)象均可取得較好的控制效果且不需知道被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型,這對(duì)于很難精確建模的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)來(lái)說(shuō)尤其適用.同時(shí),模糊控制實(shí)現(xiàn)比較容易.但對(duì)于變參數(shù)、變結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)來(lái)說(shuō)固定參數(shù)的模糊控制在不同條件下其控制效果難以達(dá)到最優(yōu).為取得最優(yōu)的控制效果,該文采用帶修正因子的自組織模糊控制器,采用單純形加速優(yōu)化算法通過(guò)在線調(diào)整參數(shù),達(dá)到了較好的控制效果.仿真結(jié)果證明了這一點(diǎn).
標(biāo)簽： 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī) 自組織 模糊控制
上傳時(shí)間： 2013-05-16
上傳用戶：大三三
開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)是電機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，既具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固、成本低、容錯(cuò)能力強(qiáng)，耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，又在高度發(fā)展的電力電子和微機(jī)控制技術(shù)的支持下獲得了良好的可控性能，目前己經(jīng)在多個(gè)工業(yè)部門得到應(yīng)用。因此，開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)在驅(qū)動(dòng)調(diào)速領(lǐng)域有著良好的發(fā)展前景。本論文在對(duì)前人成果的廣泛了解和研究基礎(chǔ)上，以philip公司生產(chǎn)的LPC2101為主控芯片，充分利用其高速運(yùn)算能力和面向電機(jī)控制的高效控制能力，設(shè)計(jì)并制作了SRM控制器與系統(tǒng)軟件。本文以開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的調(diào)速控制策略及其控制實(shí)現(xiàn)方法為主要研究?jī)?nèi)容，對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、功率變換器技術(shù)、控制策略、控制方案的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了全面深入的研究。 全文的研究工作分為五個(gè)部分，第一部分介紹了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及基本工作原理，綜述了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、特點(diǎn)及研究動(dòng)向，總結(jié)了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)存在的技術(shù)問(wèn)題，提出了本文的研究目的和主要研究?jī)?nèi)容。 第二部分引用并討論了SR電動(dòng)機(jī)的基本數(shù)學(xué)模型和準(zhǔn)線性數(shù)學(xué)模型，然后基于此重點(diǎn)分析了與電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性密切相關(guān)的相電流波形與轉(zhuǎn)子角位移的函數(shù)關(guān)系，最后根據(jù)課題所關(guān)心的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在理論分析的基礎(chǔ)上提出了SR電動(dòng)機(jī)控制方案并進(jìn)行了原理性分析，對(duì)SR電動(dòng)機(jī)各個(gè)運(yùn)行階段的特點(diǎn)進(jìn)行分析并初步提出控制方案。 第三部分對(duì)SR電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，主要包括以LPC2101為核心的控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，根據(jù)SR電機(jī)的控制特點(diǎn)，盡可能地開(kāi)發(fā)了LPC2101的硬件資源和軟件資源，使控制系統(tǒng)具有很高的控制精度和靈活性，然后對(duì)功率變換器進(jìn)行了設(shè)計(jì)和制作，分析了各種主電路形式的優(yōu)缺點(diǎn)，采用了新型IGBT功率管作為主開(kāi)關(guān)元器件，使功率變換器結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)了IGBT的功率驅(qū)動(dòng)電路，并專門設(shè)計(jì)了電壓鉗位電路和諸如過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)等保護(hù)單元，保證了整個(gè)系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，然后分析了SR電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)位置傳感器檢測(cè)電路設(shè)計(jì)、電流及電壓斬波電路設(shè)計(jì)、電流檢測(cè)及保護(hù)電路設(shè)計(jì)等。 第四部分主要介紹了系統(tǒng)的總體控制思想，分析了各個(gè)運(yùn)行階段的控制策略，對(duì)控制策略的軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并給出了軟件實(shí)現(xiàn)的具體流程圖，直觀地體現(xiàn)了軟件編程思想。最后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究及分析。目前，該控制系統(tǒng)已調(diào)試完畢，基本實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。 本文對(duì)以ARM為控制核心的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，得出了基于有位置傳感器檢測(cè)的控制方案。針對(duì)SR電機(jī)的控制特點(diǎn)，充分利用了ARM的硬件資源，采用PID數(shù)字調(diào)節(jié)，發(fā)出相通斷信號(hào)和PWM信號(hào)，并和電流、電壓等保護(hù)信號(hào)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)主功率元件的通斷控制。并且設(shè)計(jì)了相應(yīng)的外圍硬件檢測(cè)、保護(hù)、控制及人機(jī)接口電路，使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高；系統(tǒng)的控制軟件設(shè)計(jì)，采用模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可讀性及可維護(hù)性，實(shí)現(xiàn)了一種電壓斬波和電流斬波控制相結(jié)合的控制方式;結(jié)合系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的軟件模塊，使系統(tǒng)具有完善的保護(hù)和控制性能。 本系統(tǒng)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，調(diào)速范圍可達(dá)100～2000轉(zhuǎn)/分，效率較高，性能優(yōu)良，驗(yàn)證了控制思想和控制方法的正確性。
標(biāo)簽： ARM 開(kāi)關(guān)磁阻 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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