隨著技術(shù)的發(fā)展,基于PLC的控制系統(tǒng)呈現(xiàn)綜合化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢。為了適應當今PLC課程教學的需要,我們應提供具有現(xiàn)場控制對象的控制層、監(jiān)控管理層、遠程監(jiān)控層三層結(jié)構(gòu)的實驗控制系統(tǒng),并將組態(tài)軟件技術(shù)、先進的數(shù)據(jù)交互技術(shù)、單片機技術(shù)、通信技術(shù)集成在控制系統(tǒng)中,構(gòu)建現(xiàn)代大綜合設(shè)計性實驗系統(tǒng),以培養(yǎng)全面的高素質(zhì)的綜合性人才。 本文提出了一種多功能、大綜合的實驗平臺的方案和技術(shù)實現(xiàn)。本課題由市場占有率高的西門子PLC及其通信網(wǎng)絡(luò)模塊組成,采用具有很高的性價比的系統(tǒng)集成技術(shù),構(gòu)成了覆蓋面較大的全集成的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),可提供PPI網(wǎng)絡(luò)、PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)形式的實驗平臺;采用多種工業(yè)組態(tài)軟件如Wincc、組態(tài)王和MCGS,構(gòu)成了豐富的上位監(jiān)控模式;通過OPC技術(shù)實現(xiàn)對PROFIBuS-DP網(wǎng)絡(luò)的遠程監(jiān)控。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合單片機技術(shù)、CPLD技術(shù),設(shè)計了可自定義I/O口的多路模擬采集卡,擴展了PLC的信息控制功能;采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將PLC技術(shù)與變頻器、步進電機控制相結(jié)合,對標準的PLC對象TM2和機械手設(shè)備進行二次開發(fā),構(gòu)成相關(guān)的運動控制系統(tǒng),模擬生產(chǎn)線的控制,展示PLC的運動控制功能;將PLC技術(shù)與無線控制技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)PLC的無線遙控功能;完成了三菱Q系列PLC與PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)了不同品牌的PLC網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。在此基礎(chǔ)上,還開發(fā)了多個實驗程序,展示其豐富的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架和綜合的實驗模式。 系統(tǒng)調(diào)試和實驗效果表明,該系統(tǒng)接近當今工業(yè)技術(shù)實踐,可為學生的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計以及PLC技術(shù)研究提供先進的集多種技術(shù)于一體的大綜合設(shè) 計性實驗平臺。關(guān)鍵詞:PLC;業(yè)網(wǎng)絡(luò);OPC
上傳時間: 2013-05-22
上傳用戶:歸海惜雪
本文以單元機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)為研究對象,在分析了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)特性的基礎(chǔ)上,總結(jié)了實際運行的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中存在的問題和影響控制效果的原因。把汽包鍋爐單元機組簡化為一個具有雙輸入、雙輸出的被控對象以及做了一些合理假設(shè)的前提下對協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)建立的動態(tài)數(shù)學模型進行分析。 從快速滿足電網(wǎng)負荷指令的需求,抑制各種干擾,保證機組的穩(wěn)定運行的中心任務出發(fā),首次提出采用智能PID控制器作為汽機的主控制器,解決常規(guī)單自由度PID控制器不能兼顧目標跟蹤特性和抗干擾特性的問題,并在一定程度上解決了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)對鍋爐前饋回路過分依賴的問題。 針對鍋爐對象大遲延特性,利用模糊預估策略對過程的輸出進行預測。補償了鍋爐側(cè)純延遲帶來的不利影響;而且還具備了模糊控制不依賴于系統(tǒng)的數(shù)學模型,具有對系統(tǒng)參數(shù)變化不敏感,對于非線性、時變時滯等特性,呈現(xiàn)出較好的魯棒性等特點,當出現(xiàn)較大的誤差時,可以把系統(tǒng)從很大的偏離中拉回來,提高了系統(tǒng)的響應速度和安全性。仿真試驗表明采用模糊預估能夠降低系統(tǒng)的超調(diào),取得較好的控制效果。 由于單元機組中的鍋爐與汽機為強耦合系統(tǒng),為了實現(xiàn)一對一的單一控制,決定采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多變量解禍控制,通過仿真證明,達到了很好的解耦效果。 為了從全局上優(yōu)化系統(tǒng)的控制行為,采用模糊控制策略對鍋爐和汽機的指令進行智能化的調(diào)整和約束。根據(jù)不同的負荷階段、主要參數(shù)的變化情況及時調(diào)整有關(guān)的指令,使協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)向著有利于全局優(yōu)化的方向調(diào)節(jié)。 本文將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制思想引入?yún)f(xié)調(diào)控制系統(tǒng),并在此基礎(chǔ)上構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊自適應控制的智能PID控制方案。通過理論分析和仿真實驗證明了這一控制方法在電廠協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的實用價值,和傳統(tǒng)的PID控制比較,這種智能控制算法有效的提高了負荷的響應速率,保證了系統(tǒng)的品質(zhì),取得了很好的控制效果。
標簽: 火電廠 單元機組 協(xié)調(diào)控制
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:luke5347
作為新一代直流輸電技術(shù),基于電壓源換流器的高壓直流輸電憑借其獨特的技術(shù)優(yōu)點取得了飛速的發(fā)展,并已在新能源發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、電網(wǎng)非同步互聯(lián)、無源系統(tǒng)供電、無功補償?shù)葓龊系玫綄嶋H工程應用。在我國,VSC-HVDC的研究尚處于起步階段。本論文著重開展了VSC-HVDC技術(shù)的數(shù)學建模和控制策略的研究。論文的主要工作和取得的創(chuàng)新性成果如下: 1.建立了系統(tǒng)標么值模型,分析了VSC-HVDC的運行原理和穩(wěn)態(tài)功率特性。明確了系統(tǒng)主電路參數(shù)對運行特性的影響,在此基礎(chǔ)上提出了一種功率定義下的換流電抗、直流電壓和直流電容以及頻域下的交流濾波器參數(shù)設(shè)計方法。 2.設(shè)計了一種基于無差拍控制的VSC-HVDC直接電流離散控制器。針對控制系統(tǒng)存在的VSC電壓輸出能力限制、PI控制器積分飽和現(xiàn)象和離散采樣時間延遲問題,提出了相應的解決方法,推導了其電流內(nèi)環(huán)控制器與功率外環(huán)離散控制器的設(shè)計原則。 3.推導了換流站網(wǎng)側(cè)與VSC交流側(cè)功率節(jié)點以及換流電抗與損耗電阻上的瞬時功率方程,在此基礎(chǔ)上提出了一種換流站網(wǎng)側(cè)功率節(jié)點控制并補償換流電抗與損耗電阻消耗二倍頻功率的不平衡控制策略,設(shè)計了該控制策略下的雙序矢量控制器模型。同時針對傳統(tǒng)dq軟件鎖相環(huán)在電壓不平衡時鎖相速度慢的缺點,提出了一種基于前置相序分解的頻率自適應dq鎖相環(huán),提高了不平衡控制算法的動態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)特性。 4.對VSC閥在交流電網(wǎng)低電壓故障下的過流現(xiàn)象進行分析并提出了一種考慮正負序分量影響的指令電流限制器,保證了故障限流效果。分析比較了VSC閥電流裕度穿越法和指令電流限制器穿越法的特性,在此基礎(chǔ)上提出一種結(jié)合正負序指令電流限制器與控制模式切換的交流電網(wǎng)低電壓穿越控制方法,從而解決交流電網(wǎng)低電壓故障時系統(tǒng)穩(wěn)定與VSC過流問題。 5.在分析現(xiàn)有VSC-HVDC拓撲的基礎(chǔ)上,從降低電力電子器件直接串聯(lián)數(shù)目、器件開關(guān)頻率和簡化主電路拓撲結(jié)構(gòu)三個方面出發(fā),將傳統(tǒng)直流輸電中常用的變壓器隔離式多模塊結(jié)構(gòu)引入VSC-HVDC系統(tǒng),并針對該模塊級聯(lián)式拓撲提出一種系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制與模塊獨立運行相結(jié)合的新型控制策略。針對該拓撲下送端站存在的各模塊直流側(cè)電容電壓均衡問題,提出了一種基于有功分量調(diào)節(jié)的直流側(cè)電壓控制方法。
上傳時間: 2013-06-03
上傳用戶:lw4463301
本文分析了永磁同步直線電動機的運行機理與運行特性,并通過坐標變換,分別得出了電機在a—b—c,α—β、d—q坐標系下的數(shù)學模型。針對永磁同步直線電機模型的非線性與耦合特性,采用了次級磁場定向的矢量控制,并使id=0,不但解決了上述問題,還實現(xiàn)了最大推力電流比控制。為了獲得平穩(wěn)的推力,采用了SVPWM控制,并對它算法實現(xiàn)進行了研究。 針對速度環(huán)采用傳統(tǒng)PID控制難以滿足高性能矢量控制系統(tǒng),通過對傳統(tǒng)PID控制和模糊控制理論的研究,將兩者相結(jié)合,設(shè)計出能夠在線自整定的模糊PID控制器。將該控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PID控制器應用于速度環(huán),以提高系統(tǒng)的動靜態(tài)性能。 在以上分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計了永磁同步直線電機矢量控制系統(tǒng)的軟、硬件。其中電流檢測采用了新穎的電流傳感器芯片IR2175,以解決溫漂問題;速度檢測采用了增量式光柵尺,設(shè)計了與DSP的接口電路,通過M/T法實現(xiàn)對電機的測速。最后在Matlab/Simlink下建立了電機及其矢量控制系統(tǒng)的仿真模型,并對分別采用傳統(tǒng)PID速度控制器和模糊PID速度控制器的系統(tǒng)進行仿真,結(jié)果表明采用模糊PID控制具有更好的動態(tài)響應性能,能有效的抑制暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)下的推力脈動,對于負載擾動具有較強的魯棒性。
上傳時間: 2013-07-04
上傳用戶:13681659100
隨著人們生活水平的提高,肥胖逐漸成為一種社會疾病,肥胖容易使人患上阻塞性睡眠呼吸暫停綜合癥,嚴重影響生活質(zhì)量,嚴重時甚至危及生命。研制性能良好低成本的呼吸機有很好的實際意義。本論文論述了一種基于dsPIC30F3010控制器及無刷直流電機(BrushlessDirectCurrentMotor,簡稱BLDCM)的呼吸機控制器,實現(xiàn)了反電勢法無位置傳感器無刷直流電機的運行控制。 論文從基本電磁定律出發(fā),分析了無刷直流電動機結(jié)構(gòu)和工作原理,建立了無刷直流電動機的數(shù)學模型,在此基礎(chǔ)上詳細分析了“反電勢法”無刷直流電機控制原理,深入研究了三種反電勢過零檢測方法,并對檢測電路移相產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子位置誤差進行了分析,給出了補償方法。 對無刷直流電動機無位置傳感器控制中的關(guān)鍵問題——起動方法進行研究,介紹了“反電勢法”無刷直流電機控制常用的起動方法,深入討論了“三段式”起動技術(shù)。針對傳統(tǒng)“三段式”起動的缺點,論文提出了一種新的外同步到自同步的切換方式。 綜合上述,本系統(tǒng)以dsPIC30F3010單片機為控制器,設(shè)計了“反電勢法”無刷直流電機無位置傳感器控制系統(tǒng)的硬件電路,詳細介紹了電路各個組成部分的工作原理,同時介紹了控制系統(tǒng)中采用的硬件抗干擾措施。結(jié)合dsPIC30F3010的特點,充分利用其片內(nèi)的資源,設(shè)計了系統(tǒng)的軟件。實驗結(jié)果表明系統(tǒng)能夠控制電機順利起動,而且實現(xiàn)了電機正確的換相和穩(wěn)定的運行。
上傳時間: 2013-07-26
上傳用戶:pkkkkp
本文以異步電機參數(shù)離線自整定及參數(shù)在線辨識為對象,從理論分析,算法提出,仿真證明和實驗驗證四部分進行了深入研究。 異步電機參數(shù)離線自整定及參數(shù)在線辨識技術(shù)的研究,為異步電機控制性能的不斷提高提供了保障,以使更好,更精確的控制方式能夠應用到工程實際中去。 由于在工程中使用的電機和變頻器不一定能夠匹配,而需要在電機運行之前由專業(yè)的工程師對變頻器作重新設(shè)置,此過程復雜,耽誤時間而且需要專業(yè)人員操作。 本文提出一套異步電機參數(shù)離線自整定算法,使用C語言編程,并在一臺2.2KW電機的硬件實驗平臺上驗證了該算法,實現(xiàn)了電機在運行之前,變頻器自動測試出電機的基本參數(shù),為矢量控制等控制方式提供所需要的電機參數(shù)。 電機在運行過程中,由于溫度等因素的影響,電機的參數(shù)會發(fā)生變化,影響電機運行的穩(wěn)定性,所以要對電機參數(shù)做在線辨識。本文對異步電機參數(shù)在線辨識作了理論分析和方法總結(jié),為下一步工作打下基礎(chǔ)。 算法的實現(xiàn)需要相應的硬件實驗平臺,本文對硬件實驗平臺作了詳細介紹,包括主電路的設(shè)計、IGBT的驅(qū)動保護電路設(shè)計、DSP數(shù)字控制器的設(shè)計。 本文還對文中提出的實驗方法作了MATLAB/Simulink仿真,驗證了該方法的可行性,對實驗有指導意義。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:541657925
矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)是國內(nèi)當前電氣傳動和自動化領(lǐng)域研究的熱點和技術(shù)攻堅的難點。矢量控制技術(shù)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(zhuǎn)換和坐標變換理論的基礎(chǔ)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(shù)學模型通過坐標變換,將定子電流矢量分解為按轉(zhuǎn)子磁場定向的兩個直流分量并分別加以控制,從而實現(xiàn)磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦控制,以期達到獨立控制電機轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子磁鏈位置估計和轉(zhuǎn)子速度估計的電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)的轉(zhuǎn)子磁場定向直接矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng),并實現(xiàn)了實際運行,初步達到了產(chǎn)品化的目標。主要的工作如下: (1)從電機數(shù)學模型和坐標系變換入手,采用電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)的轉(zhuǎn)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(diào)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(shè)計了調(diào)速系統(tǒng)的硬件電路,包括控制電路,驅(qū)動電路,電源電路和操作面板電路等; (3)設(shè)計了基于轉(zhuǎn)子磁鏈位置估計和速度估計的電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)的轉(zhuǎn)子磁場定向直接矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的軟件部分,給出了調(diào)速系統(tǒng)的軟件流程圖和各子模塊的具體實現(xiàn); (4)采用先進的自適應Fuzzy-PI調(diào)節(jié)器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PI調(diào)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(diào)速實驗平臺,進行了整機測試,給出了實驗結(jié)果和結(jié)論。 該系統(tǒng)已經(jīng)成功應用于矢量變頻器成品生產(chǎn)中,在北京天華博實電氣有限公司的變頻器生產(chǎn)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(diào)速系統(tǒng)。
標簽: 異步電動機 變頻調(diào)速系統(tǒng) 矢量控制
上傳時間: 2013-05-25
上傳用戶:er1219
異步電機無速度傳感器矢量控制技術(shù)提高了交流傳動系統(tǒng)的可靠性,降低了系統(tǒng)的實現(xiàn)成本。準確辨識電機轉(zhuǎn)速是實現(xiàn)無速度傳感器矢量控制的關(guān)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(zhuǎn)速的模型參考自適應辨識算法,在此基礎(chǔ)上建立了一個改進的變參數(shù)MRAS速度辨識數(shù)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(jié)果驗證了該改進的變參數(shù)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(zhuǎn)速估算理論從本質(zhì)上來說屬于基于電機理想模型的轉(zhuǎn)速估算方案,該方法依賴于電機參數(shù),而電機參數(shù)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(zhuǎn)子參數(shù)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(chǔ)上,將系統(tǒng)中原有的自適應調(diào)節(jié)機構(gòu)用一個具有在線學習能力的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)取代,提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的異步電機轉(zhuǎn)速估計方法,并給出了速度估計器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和學習算法。最后對基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)速估計的異步電機矢量控制系統(tǒng)進行了仿真,結(jié)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(jié)構(gòu)以及軟件系統(tǒng)的設(shè)計。
上傳時間: 2013-05-30
上傳用戶:hakim
本文主要的研究為對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電動機控制問題,對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電動機在艦船、水下航行器等對轉(zhuǎn)推進系統(tǒng)中有著廣泛的應用前景。它具有無刷直流電動機的一切優(yōu)點:功率密度大、調(diào)速性能好、運行效率高、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便等等。其與普通的永磁無刷直流電動機的差別僅僅在于原來靜止的電樞部分和旋轉(zhuǎn)的永磁體部分都可以相對于靜止部分旋轉(zhuǎn),即有兩個轉(zhuǎn)子,根據(jù)作用力與反作用力的原理,兩個轉(zhuǎn)子受到的電磁轉(zhuǎn)矩在任意時刻都是大小相等、方向相反的。因此兩個轉(zhuǎn)子必將沿著相反的方向旋轉(zhuǎn)。 論文主要工作和創(chuàng)新點如下: 1)介紹了對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電機與普通永磁無刷直流電機的區(qū)別、優(yōu)點及應用,詳細分析了其工作原理,并建立對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電機本體的數(shù)學模型,接著利用MATLAB/Simulink建立對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電機的仿真模型。 2)研究了無位置傳感器對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電機的控制方法。采用基于DSP的三次諧波過零點檢測方法來檢測電機轉(zhuǎn)子的位置與轉(zhuǎn)速,采用數(shù)字鎖相環(huán)對三次諧波過零點進行90°延遲: 3)控制系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制,即速度環(huán)與電流環(huán)來組成調(diào)速控制系統(tǒng),其中速度環(huán)采用了基于改進的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID自適應控制,電流環(huán)采用滯環(huán)控制,并對整個系統(tǒng)進行仿真。 4)在仿真研究的基礎(chǔ)上,本文進行了以TMS320I~F2407A的DSP芯片為控制核心的無位置傳感器對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電機數(shù)字控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:lw852826
通用異步收發(fā)器UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)是廣泛使用的串行傳輸協(xié)議。串行外設(shè)用到異步串行接口一般采用專用集成電路實現(xiàn)。但是這類芯片一般包含許多輔助模塊,而時常不需要使用完整的UART的功能和輔助功能,或者當在FPGA上設(shè)計時,需要將UART功能集成到FPGA內(nèi)部而不能使用芯片。藍牙主機控制器接口則是實現(xiàn)主機設(shè)備與藍牙模塊之間互操作的控制部件。當在使用藍牙設(shè)備的時候尤其是在監(jiān)控場所,接口控制器在控制數(shù)據(jù)與計算機的傳輸上就起了至關(guān)重要的作用。 論文針對信息技術(shù)的發(fā)展和開發(fā)過程中的實際需要,設(shè)計了一個藍牙HCI-UART(Host Controller Interface-Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)控制接口的模塊。使用VHDL將其核心功能集成,既可以單獨使用,也可集成到系統(tǒng)芯片中,并且整個設(shè)計緊湊、穩(wěn)定且可靠,其用途廣泛,具有一定的使用價值。 本設(shè)計采用TOP-DOWN設(shè)計方法,整體上分為UART接口和藍牙主機控制器接口兩部分。首先根據(jù)UART和藍牙主機控制器接口的實現(xiàn)原理和設(shè)計指標要求進行系統(tǒng)設(shè)計,對系統(tǒng)劃分模塊以及各個模塊的信號連接;然后進行模塊設(shè)計,設(shè)計出每個模塊的功能,并用VHDL語言編寫代碼來實現(xiàn)模塊功能;再使用ISE8.2I自帶的仿真器對各模塊進行功能仿真和時序仿真;最后進行硬件驗證,在Virtex-II開發(fā)板上對系統(tǒng)進行功能驗證。實現(xiàn)了發(fā)送、接收和波特率發(fā)生等功能,驗證了結(jié)果,表明設(shè)計正確,功能良好,符合設(shè)計要求。
上傳時間: 2013-07-13
上傳用戶:wfl_yy
蟲蟲下載站版權(quán)所有 京ICP備2021023401號-1