交流伺服技術(shù)是研制開發(fā)各種先進的機電一體化設(shè)備，如工業(yè)機器人、數(shù)控機床、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電機動態(tài)和靜態(tài)響應的控制，要獲得良好的電機動、靜態(tài)性能關(guān)鍵在于伺服控制器的控制算法。為此，本文開展了主要針對電機控制算法中的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)項目為支撐。 本論文在查閱大量文獻資料的基礎(chǔ)上，掌握了系統(tǒng)構(gòu)成和基本控制原理，并分析了國內(nèi)交流伺服存在的問題，設(shè)計了基于TI公司電機數(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)計了控制器的功率單元；以及電源單元和相關(guān)電路的保護單元。 基于電機矢量控制原理，構(gòu)建了永磁同步電機的矢量控制模型，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，研究了應用于電機控制的模糊參數(shù)自整定PID控制器設(shè)計原理，構(gòu)建模糊參數(shù)自整定PID控制器的數(shù)學模型，并進行該系統(tǒng)的仿真研究和實際應用程序設(shè)計。 本文的重點是闡述模糊參數(shù)自整定PID控制器的設(shè)計原理和方法，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，應用Matlab/Simulink仿真軟件平臺驗證模型和算法的正確性，并與常規(guī)PID控制性能進行對比分析。在實際硬件平臺驗證了本文提出算法的可行性和正確性。 通過仿真和實際結(jié)果對比得出結(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)的動態(tài)和靜態(tài)性能。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著用戶對供電質(zhì)量要求的進一步提高，模塊化UPS 并聯(lián)系統(tǒng)獲得了越來越廣泛的應用。本文以模塊化UPS為研究對象，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行討論。整流環(huán)節(jié)對Boost-PFC 電路進行并聯(lián)控制，實現(xiàn)直流部分的模塊化；逆變環(huán)節(jié)在瞬時電壓PID 控制的基礎(chǔ)上，引入了瞬時均流的并聯(lián)控制策略，實現(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電路的工作過程，并將其簡化等效成常規(guī)的Boost 電路進行分析和控制。根據(jù)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，分別對電流控制環(huán)和電壓控制環(huán)進行了分析，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)的解析表達式，給出了并聯(lián)控制的方法及原理。 對單相電路、三相電路以及多模塊并聯(lián)電路分別進行了仿真驗證，對多模塊的并聯(lián)系統(tǒng)進行了實驗驗證。建立了單相逆變器的數(shù)學模型，并加入PID 控制器，得到了輸出電壓的解析表達式，得出逆變器輸出電壓與參考給定電壓和輸出電流有關(guān)。利用極點配置的方法得到了模擬域PID 控制器參數(shù)的計算公式，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。通過實驗測試和曲線擬合的辦法，得到了實際逆變器的電路參數(shù)。通過對所設(shè)計的數(shù)字PID 控制器進行仿真和實驗，驗證了理論分析和計算。建立了PID 電壓閉環(huán)的多逆變器并聯(lián)系統(tǒng)數(shù)學模型，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較小；環(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。針對環(huán)流產(chǎn)生的原因，提出了一種瞬時均流控制策略來減小系統(tǒng)環(huán)流對給定電壓偏差的增益，從而達到瞬時均流的目的。 對兩逆變模塊并聯(lián)的系統(tǒng)在各種工況下進行了仿真和實驗，驗證了理論分析的正確性和這種瞬時均流控制策略的可行性。
上傳時間： 2013-04-24
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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
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汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是影響汽車操縱穩(wěn)定性、主動安全性和舒適性的關(guān)鍵部件。電動助力轉(zhuǎn)向(EPS)是一種全新的汽車動力轉(zhuǎn)向技術(shù)，具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點，與汽車的發(fā)展主題相符。隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車電控系統(tǒng)不斷增多，這些復雜的系統(tǒng)，使得汽車故障自診斷功能要求越來越高。本文主要圍繞國家自然科學基金項目：電動助力轉(zhuǎn)向與汽車性能協(xié)調(diào)系統(tǒng)的分析及綜合控制研究(項目編號：50475121)，針對EPS故障分析和診斷展開研究。主要內(nèi)容如下： 首先，建立了EPS系統(tǒng)的基本故障樹模型，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，以實際開發(fā)的轉(zhuǎn)向軸助力式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為研究對象，建立了轉(zhuǎn)向軸助力式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的具體故障樹模型，并對其主要故障進行了診斷分析。 其次，提出了將CAN總線技術(shù)應用到EPS系統(tǒng)故障診斷中的思想，闡述了基于神經(jīng)網(wǎng)絡的故障診斷策略，查找故障，執(zhí)行相應操作。設(shè)計了包括控制單元的傳感器故障信號采集電路及CAN控制器的EPS故障診斷系統(tǒng)，給出了詳細的硬件電路圖及ARM處理器-LPC2131單片機之間的接口硬件電路圖，軟件設(shè)計主要包括控制系統(tǒng)的程序設(shè)計，CAN總線接口的程序設(shè)計，包括一些初始化程序，信號采集，故障診斷顯示程序等。 最后，利用Visual Basic語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，實現(xiàn)與故障節(jié)點的數(shù)據(jù)交換，達到診斷控制的要求。 實驗測試結(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)的各個部分運行穩(wěn)定、可靠，滿足設(shè)計功能和要求。
標簽： 汽車 故障診斷 電動助力轉(zhuǎn)向
上傳時間： 2013-07-18
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本文在此背景下，針對非線性PID控制、自抗擾控制以及Smith預估器和前饋控制展開研究。為了提高控制器的穩(wěn)定性和魯棒性，設(shè)計了ADRC-Smith預估控制器和前饋ADRC控制器，將其應用于大時滯溫度控制系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了吹塑機控制系統(tǒng)解決方案，通過大量的理論研究、仿真和實驗，實現(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。 2.研究了ADRC的發(fā)展史，深入了解ADRC的原理與優(yōu)點。ADRC在控制非線性對象時比PID具有更好的控制性能，但是參數(shù)調(diào)節(jié)理論不完善，阻礙了其廣泛應用。 3.通過MATLAB仿真，得到ADRC參數(shù)之間的內(nèi)在規(guī)律，通過將ADRC的參數(shù)統(tǒng)一到一個時間因子上，達到簡化調(diào)節(jié)參數(shù)個數(shù)的目的，從而降低調(diào)試難度，同時，在無時滯溫控實驗平臺上進行實驗，驗證了參數(shù)調(diào)節(jié)規(guī)律的可行性。 4.自抗擾控制器在大時滯溫控上的應用，以前文獻一般將時滯環(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)個數(shù)，在參數(shù)調(diào)節(jié)理論不完善的情況下無疑是增加了調(diào)試難度。本文將ADRC分別與Smith預估器和前饋控制器相結(jié)合，設(shè)計了ADRC-Smith預估控制器和前饋ADRC控制器來解決具有大時滯控制問題。這兩類新控制器的優(yōu)點是不增加ADRC的階次，是解決不確定大時滯被控對象的新途徑，也是ADRC控制器實際應用上的一次創(chuàng)新。 5.在可編程計算機控制器(PCC)搭建的大時滯溫控實驗平臺上進行實驗，將前饋ADRC控制器和貝加萊專用溫度控制器PIDXH的控制效果進行比較，實驗結(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.研究了吹塑機控制系統(tǒng)解決方案，并在吹塑機上實驗前饋ADRc控制器，得到了良好的控制效果，進一步驗證了算法的可行性。
標簽： 自抗擾 控制器 溫控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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本課題來源于企業(yè)委托開發(fā)項目：大功率兩電平矢量控制變頻器的開發(fā)。課題以感應電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的產(chǎn)品化開發(fā)為目標，對感應電動機參數(shù)離線辨識技術(shù)和控制器進行了研究和試驗。本人除了參加整體系統(tǒng)的設(shè)計和制作任務外，獨立完成了參數(shù)離線辨識工作。文章介紹了一種實用的參數(shù)離線辨識方法，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，通過整機進行了軟硬件調(diào)試，實現(xiàn)了設(shè)計目標。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變換，分析了電動機參數(shù)對矢量控制的影響，通過Matlab仿真了電動機參數(shù)變化對變頻器輸出的影響。 第2章對辨識主要介紹了參數(shù)辨識的算法，對感應電機靜態(tài)數(shù)學模型進行了化簡，得到各個參數(shù)與電壓電流之間的關(guān)系方程。通過單相直流試驗和單相交流試驗辨識電動機參數(shù)。采用迭代算法計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值計算電動機功率因數(shù)的方法。 第3章對控制器進行了研究，對當前比較先進的自抗擾控制，自適應控制，基于非線性的逆控制等控制策略進行了綜述。最后對基于PI轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的間接矢量控制系統(tǒng)進行了仿真，并給出了仿真結(jié)果。 第4章介紹了實驗室自主開發(fā)的基于TI公司DSP TMS320F2812的通用交流調(diào)速試驗裝置。根據(jù)通用試驗裝置的設(shè)計要求設(shè)計了控制板電路，電源板電路，功率板電路等電路，進行了調(diào)試，并應用到試驗之中，性能達到要求。 第5章介紹了整個系統(tǒng)的功能軟件設(shè)計和功能試驗結(jié)果，給出了部分程序流程圖和裝置的基本功能試驗波形。 最后就課題的研究進行了整體總結(jié)，為將來的后續(xù)研究提出建議。
上傳時間： 2013-06-25
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隨著電信業(yè)的迅猛發(fā)展，電信網(wǎng)絡總體規(guī)模不斷擴大，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)日益復雜先進。作為通訊支撐系統(tǒng)的通訊用基礎(chǔ)電源系統(tǒng)，市場需求逐年增加，其動力之源的重要性也日益突出。龐大的電信網(wǎng)絡高效、安全、有序的正常運行，對通信電源系統(tǒng)的品質(zhì)提出了越來越嚴格的要求，推動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)狀和研究熱點的基礎(chǔ)上，深入研究了開關(guān)電源的基本原理及相關(guān)技術(shù)，重點分析了開關(guān)電源功率因數(shù)技術(shù)及移相全橋軟開關(guān)PWM技術(shù)的基本原理，并在這基礎(chǔ)上設(shè)計了一款通信機房常用的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變換兩級電路組成，采用了一些最新的技術(shù)來提高電源的性能。例如，在電路拓撲中引入軟開關(guān)技術(shù)，通過采用移相全橋軟開關(guān)PWM變換器實現(xiàn)開關(guān)管的零電壓開通，減小功率器件損耗，提高電源效率；采用高性能的DSP芯片對電源實現(xiàn)數(shù)字PWM控制，克服了一般單芯片控制器由于運行頻率有限，無法產(chǎn)生足夠高頻率和精度的PWM輸出及無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PID控制算法取代傳統(tǒng)的PID算法，提高了開關(guān)電源的動態(tài)性能。 整篇論文以電源設(shè)計為主線，在詳細分析電路原理的基礎(chǔ)上，進行系統(tǒng)的主電路參數(shù)設(shè)計、輔助電路設(shè)計、控制回路設(shè)計、仿真研究、軟件實現(xiàn)。
上傳時間： 2013-05-26
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工業(yè)生產(chǎn)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(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)。針對這一問題，為了實現(xiàn)時滯系統(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，設(shè)計了基于神經(jīng)網(wǎng)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(shù)自整定傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種改進方法，并設(shè)計了相應的控制器。該控制器綜合了模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)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(jīng)網(wǎng)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(shù)，實現(xiàn)了在線自整定參數(shù)。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(jīng)網(wǎng)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(xiàn)參數(shù)的在線自整定。理論分析、系統(tǒng)仿真、實驗結(jié)果都證實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(shù) 自整定控制
上傳時間： 2013-07-05
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直流電動機具有優(yōu)良的調(diào)速特性,調(diào)速平滑、簡單,且范圍大.同時其過載能力大,能承受頻繁的沖擊負載,廣泛應用于切削機床、造紙機等高性能可控電力拖動領(lǐng)域. 以往直流調(diào)速系統(tǒng)控制器采用分立元件,其故障率高,穩(wěn)定性差,技術(shù)落后,很難滿足生產(chǎn)的需要.隨著計算機技術(shù)及通信技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字化直流調(diào)速系統(tǒng)克服了這一不足,成為直調(diào)系統(tǒng)的主流. 本文設(shè)計的系統(tǒng)以DSP為主控芯片,監(jiān)控系統(tǒng)控制芯片使用P89C669單片機,通過上下位機的數(shù)據(jù)通訊,實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計和調(diào)節(jié)的數(shù)字化.下面是具體工作闡述: 1.設(shè)計了電封閉直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件,完成兩臺同軸電機的電封閉實驗. 2.主電路使用三菱公司的IPM-PS21867作為功率輸出模塊,同時設(shè)計了驅(qū)動保護電路、控制電路以及通信保護電路. 3.采用PWM控制方式,編寫了系統(tǒng)的軟件.主要包括主程序、通訊顯示程序以及中斷服務子程序. 4.完成了樣機的整體布局和調(diào)試,實現(xiàn)了系統(tǒng)的雙閉環(huán)控制. 5.針對由于負載、轉(zhuǎn)動慣量等的變化影響系統(tǒng)的調(diào)速性能,本文基于模型參考自適應控制原理,給出了雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)自適應的Narendra方案的具體實現(xiàn),通過仿真驗證方案的可行性.
標簽： DSP 控制 直流調(diào)速系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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本文的目的在于設(shè)計一個自適應噪音抵消系統(tǒng),使其能消除含噪語音信號中的背景噪音,達到提高語音信號質(zhì)量的目的.主要工作分為兩大部分.本文在第一部分介紹了自適應數(shù)字濾波器的基本理論思想,具體闡述了自適應噪聲抵消系統(tǒng)基本原理,并對自適應噪聲抵消系統(tǒng)的指標、抵消性能進行了計算分析.自適應濾波器的算法是整個系統(tǒng)的核心,在第一部分中,對兩種最基本的自適應算法,進行了詳細的介紹和分析,并針對兩種算法的優(yōu)缺點進行了詳細的比較.這一部分中最關(guān)鍵的是對設(shè)計的噪聲抵消系統(tǒng)進行計算機仿真,驗證系統(tǒng)設(shè)計的合理性和算法的正確性.通過對自適應噪聲抵消器的MATLAB仿真及對仿真圖形的分析,驗證了系統(tǒng)設(shè)計和自適應算法的可行性.第二部分主要完成自適應噪聲抵消系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件編程.在第一部分計算機仿真分析的基礎(chǔ)上,利用高速信號處理芯片DSP(TMS320LF2407)設(shè)計了一個噪聲干擾抵消系統(tǒng),在高速信號處理芯片(TMS320LF2407)上開發(fā)實現(xiàn)了自適應LMS算法.
標簽： DSP
上傳時間： 2013-06-28
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