輕型高壓直流輸電系統(tǒng)在解決交流系統(tǒng)非同步互聯(lián)、向偏遠(yuǎn)地區(qū)的無(wú)源負(fù)荷供電、滿足保護(hù)環(huán)境要求等方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。在傳統(tǒng)的基于兩電平或三電平電壓源型換流器的輕型高壓直流輸電系統(tǒng)中,換流器交流側(cè)需要使用體積龐大和笨重的濾波裝置,橋臂的高電壓需要功率開(kāi)關(guān)器件直接串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)等,增大了換流站的占地空間,降低了換流器的工作效率。 本文針對(duì)傳統(tǒng)輕型高壓直流輸電系統(tǒng)所存在的缺點(diǎn),采用一種新的模塊化多電平換流器作為輕型高壓直流輸電系統(tǒng)的換流器。分析了模塊化多電平換流器的工作原理,并提出將其應(yīng)用于輕型高壓直流輸電系統(tǒng)的調(diào)制算法和控制策略。最后對(duì)控制系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行一定的探討。通過(guò)仿真驗(yàn)證所提出的調(diào)制算法和控制策略的正確性。具體說(shuō)來(lái),全文的主要工作體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: 1、詳細(xì)講述模塊化多電平換流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、子模塊的具體實(shí)現(xiàn)形式及工作原理,并提出適合該換流器的調(diào)制算法。 2、詳細(xì)介紹組成輕型高壓直流輸電系統(tǒng)的電壓源型換流器的工作原理,分析電壓源型換流器的間接電流和直接電流控制策略。 3、對(duì)基于模塊化多電平換流器的輕型高壓直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行仿真,驗(yàn)證所提出控制策略的正確性。 4、探討解決模塊化多電平換流器子模塊直流側(cè)電容電壓的均衡問(wèn)題,提出一種較為簡(jiǎn)單有效的控制方法。 5、提出基于模塊化多電平換流器結(jié)構(gòu)的輕型高壓直流輸電控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法,并重點(diǎn)講述子模塊的數(shù)字邏輯電路的實(shí)現(xiàn)方法。
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交流伺服技術(shù)是研制開(kāi)發(fā)各種先進(jìn)的機(jī)電一體化設(shè)備,如工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、加工中心等的關(guān)鍵性技術(shù),但是要提高交流伺服系統(tǒng)的控制性能關(guān)鍵在于伺服控制器對(duì)電機(jī)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)響應(yīng)的控制,要獲得良好的電機(jī)動(dòng)、靜態(tài)性能關(guān)鍵在于伺服控制器的控制算法。為此,本文開(kāi)展了主要針對(duì)電機(jī)控制算法中的PID控制器參數(shù)整定算法研究。研究工作是基于黑龍江省科技攻關(guān)項(xiàng)目為支撐。 本論文在查閱大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,掌握了系統(tǒng)構(gòu)成和基本控制原理,并分析了國(guó)內(nèi)交流伺服存在的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了基于TI公司電機(jī)數(shù)字化控制芯片TMS320F2812的交流伺服控制器的控制單元;基于三菱公司智能化功率器件IPM設(shè)計(jì)了控制器的功率單元;以及電源單元和相關(guān)電路的保護(hù)單元。 基于電機(jī)矢量控制原理,構(gòu)建了永磁同步電機(jī)的矢量控制模型,在原有研究的基本PID控制基礎(chǔ)上,根據(jù)模糊控制的基本原理,研究了應(yīng)用于電機(jī)控制的模糊參數(shù)自整定PID控制器設(shè)計(jì)原理,構(gòu)建模糊參數(shù)自整定PID控制器的數(shù)學(xué)模型,并進(jìn)行該系統(tǒng)的仿真研究和實(shí)際應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。 本文的重點(diǎn)是闡述模糊參數(shù)自整定PID控制器的設(shè)計(jì)原理和方法,利用基于模糊參數(shù)自整定PID控制器的交流伺服系統(tǒng)仿真模型,應(yīng)用Matlab/Simulink仿真軟件平臺(tái)驗(yàn)證模型和算法的正確性,并與常規(guī)PID控制性能進(jìn)行對(duì)比分析。在實(shí)際硬件平臺(tái)驗(yàn)證了本文提出算法的可行性和正確性。 通過(guò)仿真和實(shí)際結(jié)果對(duì)比得出結(jié)論,模糊參數(shù)自整定PID控制器可以提高交流伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著用戶(hù)對(duì)供電質(zhì)量要求的進(jìn)一步提高,模塊化UPS 并聯(lián)系統(tǒng)獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本文以模塊化UPS為研究對(duì)象,根據(jù)電路結(jié)構(gòu),將其分為直流部分模塊化和交流部分模塊化分別進(jìn)行討論。整流環(huán)節(jié)對(duì)Boost-PFC 電路進(jìn)行并聯(lián)控制,實(shí)現(xiàn)直流部分的模塊化;逆變環(huán)節(jié)在瞬時(shí)電壓PID 控制的基礎(chǔ)上,引入了瞬時(shí)均流的并聯(lián)控制策略,實(shí)現(xiàn)交流部分的模塊化。 介紹了有源功率因數(shù)校正技術(shù)的基本原理和控制思路,分析了單管雙Boost-PFC電路的工作過(guò)程,并將其簡(jiǎn)化等效成常規(guī)的Boost 電路進(jìn)行分析和控制。根據(jù)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),分別對(duì)電流控制環(huán)和電壓控制環(huán)進(jìn)行了分析,得出了電感電流主要受電流指令的影響,而輸入輸出電壓差的影響則相對(duì)比較小;輸出電壓主要受參考給定指令電壓、緩啟給定指令電壓以及輸出電流等因素的影響。根據(jù)電流環(huán)和電壓環(huán)的解析表達(dá)式,給出了并聯(lián)控制的方法及原理。 對(duì)單相電路、三相電路以及多模塊并聯(lián)電路分別進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,對(duì)多模塊的并聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。建立了單相逆變器的數(shù)學(xué)模型,并加入PID 控制器,得到了輸出電壓的解析表達(dá)式,得出逆變器輸出電壓與參考給定電壓和輸出電流有關(guān)。利用極點(diǎn)配置的方法得到了模擬域PID 控制器參數(shù)的計(jì)算公式,并采用后向差分法,將其轉(zhuǎn)換到數(shù)字域,得到了數(shù)字PID 控制器參數(shù)與模擬域參數(shù)的換算關(guān)系。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試和曲線擬合的辦法,得到了實(shí)際逆變器的電路參數(shù)。通過(guò)對(duì)所設(shè)計(jì)的數(shù)字PID 控制器進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了理論分析和計(jì)算。建立了PID 電壓閉環(huán)的多逆變器并聯(lián)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,分析得出并聯(lián)系統(tǒng)的輸出電壓主要由系統(tǒng)中各模塊的平均給定電壓決定,同時(shí)也受較高次的輸出諧波電流影響,受輸出基波電流影響相對(duì)較?。画h(huán)流主要受模塊的給定電壓與系統(tǒng)平均給定電壓的偏差影響。針對(duì)環(huán)流產(chǎn)生的原因,提出了一種瞬時(shí)均流控制策略來(lái)減小系統(tǒng)環(huán)流對(duì)給定電壓偏差的增益,從而達(dá)到瞬時(shí)均流的目的。 對(duì)兩逆變模塊并聯(lián)的系統(tǒng)在各種工況下進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了理論分析的正確性和這種瞬時(shí)均流控制策略的可行性。
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電力電子系統(tǒng)的集成化是現(xiàn)今電力電子技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì),系統(tǒng)的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)是目前電力電子領(lǐng)域的重要研究方向。研究基于電力電子網(wǎng)絡(luò)的變流系統(tǒng),對(duì)復(fù)雜電力電子裝置的系統(tǒng)級(jí)集成具有重要意義,是電力電子系統(tǒng)集成技術(shù)的基本組成部分。本文從變流系統(tǒng)的功率流和信息流雙重分布性的角度出發(fā)。對(duì)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(Power Electronics System Network,PES—Net)的模型和變流系統(tǒng)的通信需求進(jìn)行分析,提出實(shí)時(shí)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(Real—time power electronics system network,RT—PES—Net);并對(duì)基于新網(wǎng)絡(luò)的分布式控制及管理方案和模塊化軟件方案等內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)的研究,提出基于棧操作的實(shí)時(shí)軟件構(gòu)建方案。本文的研究將為變流系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)和軟件方案標(biāo)準(zhǔn)化提供參考和理論依據(jù),為應(yīng)用系統(tǒng)的集成提供解決方案。 復(fù)雜中大功率變流系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)化分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)象。首先,論文以復(fù)雜系統(tǒng)為研究對(duì)象,分析了應(yīng)用系統(tǒng)的功率流和信息流在空間結(jié)構(gòu)上的對(duì)偶關(guān)系和雙重分布的特性;在電力電子集成模塊(Power Electronics Building Blocks,PEBB)的基礎(chǔ)上,研究了變流系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化分布式控制方案,并得出系統(tǒng)組構(gòu)的初步構(gòu)想,總結(jié)出適合復(fù)雜電力電子系統(tǒng)集成的標(biāo)準(zhǔn)化理論。 接著,論文對(duì)電力電子網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了研究。分析了現(xiàn)有各類(lèi)總線網(wǎng)絡(luò)和目前用于電力電子應(yīng)用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò),從結(jié)構(gòu)、速率和協(xié)議等各個(gè)方面將兩類(lèi)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了系統(tǒng)的對(duì)比。明確了電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(PES—Net)的定義,分析并總結(jié)復(fù)雜電力電子實(shí)時(shí)系統(tǒng)所需網(wǎng)絡(luò)必需具備的條件。根據(jù)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)背景,綜合控制結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)需求,提出了電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(PES—Net)的模型。 為滿足變流系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制,論文對(duì)分布式控制結(jié)構(gòu)的通信需求進(jìn)行了研究。以網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(Networked Control System,NCS)為背景,對(duì)變流器系統(tǒng)控制信息延時(shí)因素進(jìn)行了分析;通過(guò)對(duì)典型電力電予系統(tǒng)的分析,歸納和總結(jié)了系統(tǒng)的控制功能和控制內(nèi)容,對(duì)系統(tǒng)不同層次的控制任務(wù)進(jìn)行了響應(yīng)時(shí)間需求分析和網(wǎng)絡(luò)的分層配置;通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的分析,研究了應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)模塊控制信息延時(shí)對(duì)不同應(yīng)用系統(tǒng)的性能影響和對(duì)開(kāi)關(guān)頻率的限制。根據(jù)變流系統(tǒng)對(duì)控制延時(shí)的接受程度,將電力電子復(fù)雜系統(tǒng)歸為兩大類(lèi):1)零延時(shí)系統(tǒng);2)定延時(shí)系統(tǒng)。針對(duì)上述兩類(lèi)系統(tǒng),論文給出了電力電子網(wǎng)絡(luò)(PES—Net)的通道容量和應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)關(guān)周期的計(jì)算方法。 論文對(duì)開(kāi)放式、分布式的電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(PES—Net)的硬件組成和同步方案進(jìn)行了研究,提出新的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)級(jí)集成方案。根據(jù)主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)的控制任務(wù)需求,分別從功能和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度對(duì)開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)的硬件構(gòu)成進(jìn)行研究;根據(jù)控制系統(tǒng)的接口需求分析,對(duì)節(jié)點(diǎn)的通用性設(shè)計(jì)進(jìn)行重點(diǎn)討論。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的同步問(wèn)題,本文分析了簡(jiǎn)單有效的解決方法,即基于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的同步補(bǔ)償方案;此外,論文提出基于實(shí)時(shí)高速電力電子系統(tǒng)同絡(luò)(RT-PES-Net)的同步方案,研究適合變流器實(shí)時(shí)控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的硬件配置。根據(jù)應(yīng)用控制和通信系統(tǒng)所需的各種操作,論文對(duì)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的管理進(jìn)行了討論,研究了信息幀管理和相應(yīng)的硬件設(shè)置,并對(duì)各種工作模式下所需的通信時(shí)間進(jìn)行了計(jì)算和比較?;趯?shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其管理方案,論文給出了組構(gòu)以PEBB為基礎(chǔ)的變流系統(tǒng)的方案。 論文對(duì)基于RT-PES-Net的模塊化軟件方案進(jìn)行了研究。首先,將控制軟件與功率硬件進(jìn)行解耦,使得軟件設(shè)計(jì)與硬件部分分離。在分析電力電子軟件特性的前提下,論文提出基于棧操作的模塊化軟件方案,增加子程序?qū)崟r(shí)構(gòu)件的內(nèi)聚性;對(duì)軟件模塊化的通用性進(jìn)行研究,分析模塊接口參數(shù)和變量的申明和配置,并研究參數(shù)的定標(biāo),對(duì)構(gòu)件進(jìn)行分類(lèi);分析子程序?qū)崟r(shí)構(gòu)件在執(zhí)行速度上的優(yōu)點(diǎn)。論文對(duì)電力電子系統(tǒng)控制軟件(Powerr Electronics System Control Software,PES-CS)的組構(gòu)和集成進(jìn)行研究,簡(jiǎn)化軟件主框架。 最后,論文分別對(duì)RT-PES-Net和模塊化軟件方案進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究和分析。論文對(duì)提出的實(shí)時(shí)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(RT-PES-Net)進(jìn)行了通信實(shí)驗(yàn),將新網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?duì)變流系統(tǒng)的延時(shí)影響與舊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的延時(shí)影響進(jìn)行比較,總結(jié)新網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在控制實(shí)時(shí)性、提高開(kāi)關(guān)頻率、網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性和管理靈活度等方面的優(yōu)勢(shì)。論文針對(duì)RT-PES-Net進(jìn)行應(yīng)用研究,驗(yàn)證該網(wǎng)絡(luò)可解決網(wǎng)絡(luò)通信失步所造成的問(wèn)題。論文對(duì)基于通用型實(shí)時(shí)構(gòu)件和棧操作的模塊化軟件方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,為標(biāo)準(zhǔn)化軟件庫(kù)的建立和系統(tǒng)級(jí)集成提供參考方案。 網(wǎng)絡(luò)化的控制結(jié)構(gòu)研究是復(fù)雜電力電子系統(tǒng)級(jí)集成研究的關(guān)鍵。本課題針對(duì)復(fù)雜變流系統(tǒng)提出了實(shí)時(shí)電力電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(RT-PES-Net),并以該網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)對(duì)分布式控制結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)化管理方案和模塊化軟件方案展開(kāi)一系列研究,為電力電子控制系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)參考體系,并以此結(jié)構(gòu)來(lái)快速構(gòu)建終端復(fù)雜變流系統(tǒng),為實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用系統(tǒng)組構(gòu)提供參考方案,有助于解決電力電子標(biāo)準(zhǔn)化推廣所面臨的難題。論文為應(yīng)用系統(tǒng)的即插即用和動(dòng)態(tài)重構(gòu)提供了研究基礎(chǔ),從而為最終實(shí)現(xiàn)復(fù)雜變流器的應(yīng)用系統(tǒng)級(jí)集成提供系統(tǒng)化的理論和方法依據(jù)。同時(shí),論文的研究開(kāi)拓了電力電子系統(tǒng)集成和標(biāo)準(zhǔn)化研究的一個(gè)新方向。
標(biāo)簽: 電力電子 網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)研究
上傳時(shí)間: 2013-06-15
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本文以異步電機(jī)參數(shù)離線自整定及參數(shù)在線辨識(shí)為對(duì)象,從理論分析,算法提出,仿真證明和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證四部分進(jìn)行了深入研究。 異步電機(jī)參數(shù)離線自整定及參數(shù)在線辨識(shí)技術(shù)的研究,為異步電機(jī)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(yīng)用到工程實(shí)際中去。 由于在工程中使用的電機(jī)和變頻器不一定能夠匹配,而需要在電機(jī)運(yùn)行之前由專(zhuān)業(yè)的工程師對(duì)變頻器作重新設(shè)置,此過(guò)程復(fù)雜,耽誤時(shí)間而且需要專(zhuān)業(yè)人員操作。 本文提出一套異步電機(jī)參數(shù)離線自整定算法,使用C語(yǔ)言編程,并在一臺(tái)2.2KW電機(jī)的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上驗(yàn)證了該算法,實(shí)現(xiàn)了電機(jī)在運(yùn)行之前,變頻器自動(dòng)測(cè)試出電機(jī)的基本參數(shù),為矢量控制等控制方式提供所需要的電機(jī)參數(shù)。 電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中,由于溫度等因素的影響,電機(jī)的參數(shù)會(huì)發(fā)生變化,影響電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性,所以要對(duì)電機(jī)參數(shù)做在線辨識(shí)。本文對(duì)異步電機(jī)參數(shù)在線辨識(shí)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(shí)現(xiàn)需要相應(yīng)的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái),本文對(duì)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)作了詳細(xì)介紹,包括主電路的設(shè)計(jì)、IGBT的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路設(shè)計(jì)、DSP數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)。 本文還對(duì)文中提出的實(shí)驗(yàn)方法作了MATLAB/Simulink仿真,驗(yàn)證了該方法的可行性,對(duì)實(shí)驗(yàn)有指導(dǎo)意義。
標(biāo)簽: 異步電機(jī) 參數(shù) 參數(shù)辨識(shí)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是影響汽車(chē)操縱穩(wěn)定性、主動(dòng)安全性和舒適性的關(guān)鍵部件。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPS)是一種全新的汽車(chē)動(dòng)力轉(zhuǎn)向技術(shù),具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn),與汽車(chē)的發(fā)展主題相符。隨著現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展,汽車(chē)電控系統(tǒng)不斷增多,這些復(fù)雜的系統(tǒng),使得汽車(chē)故障自診斷功能要求越來(lái)越高。本文主要圍繞國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目:電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向與汽車(chē)性能協(xié)調(diào)系統(tǒng)的分析及綜合控制研究(項(xiàng)目編號(hào):50475121),針對(duì)EPS故障分析和診斷展開(kāi)研究。主要內(nèi)容如下: 首先,建立了EPS系統(tǒng)的基本故障樹(shù)模型,確定系統(tǒng)的故障形式,了解故障發(fā)生的原因和故障模式的傳播途徑,以實(shí)際開(kāi)發(fā)的轉(zhuǎn)向軸助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為研究對(duì)象,建立了轉(zhuǎn)向軸助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的具體故障樹(shù)模型,并對(duì)其主要故障進(jìn)行了診斷分析。 其次,提出了將CAN總線技術(shù)應(yīng)用到EPS系統(tǒng)故障診斷中的思想,闡述了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷策略,查找故障,執(zhí)行相應(yīng)操作。設(shè)計(jì)了包括控制單元的傳感器故障信號(hào)采集電路及CAN控制器的EPS故障診斷系統(tǒng),給出了詳細(xì)的硬件電路圖及ARM處理器-LPC2131單片機(jī)之間的接口硬件電路圖,軟件設(shè)計(jì)主要包括控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì),CAN總線接口的程序設(shè)計(jì),包括一些初始化程序,信號(hào)采集,故障診斷顯示程序等。 最后,利用Visual Basic語(yǔ)言完成了故障診斷系統(tǒng)的上層管理系統(tǒng)監(jiān)控界面的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)與故障節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)交換,達(dá)到診斷控制的要求。 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明,本文提出的基于CAN總線的EPS故障診斷系統(tǒng)的方案是可行的,且系統(tǒng)的各個(gè)部分運(yùn)行穩(wěn)定、可靠,滿足設(shè)計(jì)功能和要求。
標(biāo)簽: 汽車(chē) 故障診斷 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向
上傳時(shí)間: 2013-07-18
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本文在此背景下,針對(duì)非線性PID控制、自抗擾控制以及Smith預(yù)估器和前饋控制展開(kāi)研究。為了提高控制器的穩(wěn)定性和魯棒性,設(shè)計(jì)了ADRC-Smith預(yù)估控制器和前饋ADRC控制器,將其應(yīng)用于大時(shí)滯溫度控制系統(tǒng),并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了吹塑機(jī)控制系統(tǒng)解決方案,通過(guò)大量的理論研究、仿真和實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了良好的控制效果。論文的主要工作有: 1.研究了自抗擾技術(shù)和溫度控制的現(xiàn)狀以及溫度控制的特點(diǎn)。 2.研究了ADRC的發(fā)展史,深入了解ADRC的原理與優(yōu)點(diǎn)。ADRC在控制非線性對(duì)象時(shí)比PID具有更好的控制性能,但是參數(shù)調(diào)節(jié)理論不完善,阻礙了其廣泛應(yīng)用。 3.通過(guò)MATLAB仿真,得到ADRC參數(shù)之間的內(nèi)在規(guī)律,通過(guò)將ADRC的參數(shù)統(tǒng)一到一個(gè)時(shí)間因子上,達(dá)到簡(jiǎn)化調(diào)節(jié)參數(shù)個(gè)數(shù)的目的,從而降低調(diào)試難度,同時(shí),在無(wú)時(shí)滯溫控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了參數(shù)調(diào)節(jié)規(guī)律的可行性。 4.自抗擾控制器在大時(shí)滯溫控上的應(yīng)用,以前文獻(xiàn)一般將時(shí)滯環(huán)節(jié)等效成一階慣性環(huán)節(jié),這樣就要求增加ADRC的階次,增加了調(diào)節(jié)參數(shù)個(gè)數(shù),在參數(shù)調(diào)節(jié)理論不完善的情況下無(wú)疑是增加了調(diào)試難度。本文將ADRC分別與Smith預(yù)估器和前饋控制器相結(jié)合,設(shè)計(jì)了ADRC-Smith預(yù)估控制器和前饋ADRC控制器來(lái)解決具有大時(shí)滯控制問(wèn)題。這兩類(lèi)新控制器的優(yōu)點(diǎn)是不增加ADRC的階次,是解決不確定大時(shí)滯被控對(duì)象的新途徑,也是ADRC控制器實(shí)際應(yīng)用上的一次創(chuàng)新。 5.在可編程計(jì)算機(jī)控制器(PCC)搭建的大時(shí)滯溫控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將前饋ADRC控制器和貝加萊專(zhuān)用溫度控制器PIDXH的控制效果進(jìn)行比較,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明前饋ADRC控制器在穩(wěn)定性、魯棒性等方面都優(yōu)于PIDXH控制器。 6.研究了吹塑機(jī)控制系統(tǒng)解決方案,并在吹塑機(jī)上實(shí)驗(yàn)前饋ADRc控制器,得到了良好的控制效果,進(jìn)一步驗(yàn)證了算法的可行性。
標(biāo)簽: 自抗擾 控制器 溫控系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶(hù):1234xhb
本課題來(lái)源于企業(yè)委托開(kāi)發(fā)項(xiàng)目:大功率兩電平矢量控制變頻器的開(kāi)發(fā)。課題以感應(yīng)電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的產(chǎn)品化開(kāi)發(fā)為目標(biāo),對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)參數(shù)離線辨識(shí)技術(shù)和控制器進(jìn)行了研究和試驗(yàn)。本人除了參加整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制作任務(wù)外,獨(dú)立完成了參數(shù)離線辨識(shí)工作。文章介紹了一種實(shí)用的參數(shù)離線辨識(shí)方法,在綜合各種控制策略基礎(chǔ)上給出了一套基于DSP的數(shù)字化解決方案,通過(guò)整機(jī)進(jìn)行了軟硬件調(diào)試,實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)。為產(chǎn)品化打下一定的基礎(chǔ)。 論文第1章介紹了矢量控制以及坐標(biāo)變換,分析了電動(dòng)機(jī)參數(shù)對(duì)矢量控制的影響,通過(guò)Matlab仿真了電動(dòng)機(jī)參數(shù)變化對(duì)變頻器輸出的影響。 第2章對(duì)辨識(shí)主要介紹了參數(shù)辨識(shí)的算法,對(duì)感應(yīng)電機(jī)靜態(tài)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了化簡(jiǎn),得到各個(gè)參數(shù)與電壓電流之間的關(guān)系方程。通過(guò)單相直流試驗(yàn)和單相交流試驗(yàn)辨識(shí)電動(dòng)機(jī)參數(shù)。采用迭代算法計(jì)算出非線性方程的數(shù)值,還介紹了一種基于電壓電流瞬時(shí)值計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)的方法。 第3章對(duì)控制器進(jìn)行了研究,對(duì)當(dāng)前比較先進(jìn)的自抗擾控制,自適應(yīng)控制,基于非線性的逆控制等控制策略進(jìn)行了綜述。最后對(duì)基于PI轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的間接矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,并給出了仿真結(jié)果。 第4章介紹了實(shí)驗(yàn)室自主開(kāi)發(fā)的基于TI公司DSP TMS320F2812的通用交流調(diào)速試驗(yàn)裝置。根據(jù)通用試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)了控制板電路,電源板電路,功率板電路等電路,進(jìn)行了調(diào)試,并應(yīng)用到試驗(yàn)之中,性能達(dá)到要求。 第5章介紹了整個(gè)系統(tǒng)的功能軟件設(shè)計(jì)和功能試驗(yàn)結(jié)果,給出了部分程序流程圖和裝置的基本功能試驗(yàn)波形。 最后就課題的研究進(jìn)行了整體總結(jié),為將來(lái)的后續(xù)研究提出建議。
標(biāo)簽: 感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 參數(shù)辨識(shí) 新型控制
上傳時(shí)間: 2013-06-25
上傳用戶(hù):hehuaiyu
隨著電信業(yè)的迅猛發(fā)展,電信網(wǎng)絡(luò)總體規(guī)模不斷擴(kuò)大,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜先進(jìn)。作為通訊支撐系統(tǒng)的通訊用基礎(chǔ)電源系統(tǒng),市場(chǎng)需求逐年增加,其動(dòng)力之源的重要性也日益突出。龐大的電信網(wǎng)絡(luò)高效、安全、有序的正常運(yùn)行,對(duì)通信電源系統(tǒng)的品質(zhì)提出了越來(lái)越嚴(yán)格的要求,推動(dòng)了通信電源向著高效率、高頻化、模塊化、數(shù)字化方向發(fā)展。 本文在廣泛了解通信電源的行業(yè)現(xiàn)狀和研究熱點(diǎn)的基礎(chǔ)上,深入研究了開(kāi)關(guān)電源的基本原理及相關(guān)技術(shù),重點(diǎn)分析了開(kāi)關(guān)電源功率因數(shù)技術(shù)及移相全橋軟開(kāi)關(guān)PWM技術(shù)的基本原理,并在這基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一款通信機(jī)房常用的48V/25A的通信電源模塊,該電源模塊由功率因數(shù)校正和DC/DC變換兩級(jí)電路組成,采用了一些最新的技術(shù)來(lái)提高電源的性能。例如,在電路拓?fù)渲幸胲涢_(kāi)關(guān)技術(shù),通過(guò)采用移相全橋軟開(kāi)關(guān)PWM變換器實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通,減小功率器件損耗,提高電源效率;采用高性能的DSP芯片對(duì)電源實(shí)現(xiàn)數(shù)字PWM控制,克服了一般單芯片控制器由于運(yùn)行頻率有限,無(wú)法產(chǎn)生足夠高頻率和精度的PWM輸出及無(wú)法完成單周期控制的缺陷;引入了智能控制技術(shù),以模糊自適應(yīng)PID控制算法取代傳統(tǒng)的PID算法,提高了開(kāi)關(guān)電源的動(dòng)態(tài)性能。 整篇論文以電源設(shè)計(jì)為主線,在詳細(xì)分析電路原理的基礎(chǔ)上,進(jìn)行系統(tǒng)的主電路參數(shù)設(shè)計(jì)、輔助電路設(shè)計(jì)、控制回路設(shè)計(jì)、仿真研究、軟件實(shí)現(xiàn)。
上傳時(shí)間: 2013-05-26
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工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,時(shí)滯對(duì)象普遍存在,同時(shí)也是較難控制的,尤其是大時(shí)滯對(duì)象的控制一直都是一個(gè)難題。而很多溫度控制系統(tǒng)都是屬于大時(shí)滯系統(tǒng),常見(jiàn)的智能溫度控制器雖然在溫度控制的實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)了比較理想的控制效果,但它仍然屬于將參數(shù)整定與系統(tǒng)控制分開(kāi)處理的離線整定方法,如果工況發(fā)生變化就必須重新調(diào)整參數(shù)。針對(duì)這一問(wèn)題,為了實(shí)現(xiàn)時(shí)滯系統(tǒng)參數(shù)自整定的控制,本文將神經(jīng)網(wǎng)路控制、模糊控制和PID控制結(jié)合起來(lái),設(shè)計(jì)了基于神經(jīng)網(wǎng)路的模糊自適應(yīng)PID控制器。 首先,本論文分析了時(shí)滯系統(tǒng)的特點(diǎn),討論了幾種時(shí)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(yù)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(guò)仿真對(duì)這三種控制方法在溫控系統(tǒng)中的控制性能進(jìn)行了比較。 其次,在分析PID參數(shù)自整定傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)方法,并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制器。該控制器綜合了模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和PID控制各自的長(zhǎng)處,既具備了模糊控制簡(jiǎn)單有效的控制作用以及較強(qiáng)的邏輯推理功能,也具備了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)的能力,同時(shí)也具備了傳統(tǒng)PID控制的廣泛適應(yīng)性。該方法不需要離線整定參數(shù),實(shí)現(xiàn)了在線自整定參數(shù)。仿真實(shí)驗(yàn)表明了該控制器對(duì)模型和環(huán)境都具有較好的適應(yīng)能力和較強(qiáng)的魯棒性。 最后將基于神經(jīng)網(wǎng)路的模糊自適應(yīng)PID控制器應(yīng)用于貝加萊PID溫控裝置,能夠出色地實(shí)現(xiàn)參數(shù)的在線自整定。理論分析、系統(tǒng)仿真、實(shí)驗(yàn)結(jié)果都證實(shí)了這種控制策略能有效地減少系統(tǒng)超調(diào)量,并減少了調(diào)節(jié)時(shí)間,提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和控制精度。
標(biāo)簽: 時(shí)滯系統(tǒng) 參數(shù) 自整定控制
上傳時(shí)間: 2013-07-05
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