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在早期階段，直流調(diào)速系統(tǒng)在傳動領域中占統(tǒng)治地位。然而，從60年代后期開始，交流電動機在工業(yè)應用領域正在取代直流電動機，交流傳動變得越來越經(jīng)濟和受歡迎。永磁交流伺服系統(tǒng)作為電氣傳動領域的重要組成部分，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航空航天等領域發(fā)揮越來越重大的作用。永磁同步電動機以其特點廣泛應用于中小功率傳動場合，成為研究的重要領域。然而，永磁同步電動機具有較大的轉(zhuǎn)動脈動，而對于這些應用場合，轉(zhuǎn)矩平滑通常是基本要求。因此，對永磁交流伺服系統(tǒng)的應用，必須考慮其轉(zhuǎn)矩脈動的抑制問題。本文針對電機傳動系統(tǒng)中參數(shù)變化對電機性能的影響，以永磁同步電機為例，圍繞如何通過參數(shù)辨識來提高永磁同步電動機的控制性能，借助自行開發(fā)的全數(shù)字永磁交流伺服系統(tǒng)平臺，對永磁同步電動機的磁場定向控制，參數(shù)辨識，神經(jīng)網(wǎng)絡和擴展卡爾曼濾波在控制系統(tǒng)中的應用，抑制轉(zhuǎn)矩脈動，提高系統(tǒng)性能幾個方面展開深入的研究。 本文從永磁同步電動機及其控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)出發(fā)，對通過參數(shù)辨識抑制轉(zhuǎn)矩脈動進行了較為細致的分析。針對不同情況，通過改進電機的控制系統(tǒng)，提出了多種參數(shù)辨識方法。主要內(nèi)容如下： 1、基于定子磁鏈方程，建立了永磁同步電動機的一般數(shù)學模型。經(jīng)坐標變換，得出在靜止兩相（α—β）坐標系和旋轉(zhuǎn)兩相（d—q）坐標系下永磁同步電動機電壓方程和轉(zhuǎn)矩方程。 2、分析了永磁同步電動機id=0矢量控制系統(tǒng)的工作原理，介紹了永磁同步電動基于磁場定向的矢量控制的基本概念。經(jīng)對永磁同步電動機系統(tǒng)進行分析，推導并建立了id=0控制時整個電機系統(tǒng)的數(shù)學模型。 3、基于超穩(wěn)定性理論的模型參考自適應控制原理，設計了一種模型參考自適應控制系統(tǒng)，考慮電機參數(shù)的時變性，對永磁交流伺服系統(tǒng)的繞組電阻和電機負載轉(zhuǎn)矩辨識進行了研究，以保持系統(tǒng)的動態(tài)性能。利用Matlab/Simulink建立仿真模型，對控制性能進行了驗證，仿真實驗證明這種方法的可行性。 4、人工神經(jīng)網(wǎng)絡具有很強的學習性能，經(jīng)過訓練的多層神經(jīng)網(wǎng)絡能以任意精度逼近非線性函數(shù)，因此為非線性系統(tǒng)辨識提供了一個強有力的工具。本章針對永磁同步電機提出了一種以電機輸出轉(zhuǎn)速為目標函數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡控制方案，同時應用人工神經(jīng)網(wǎng)絡理論建立和設計了負載轉(zhuǎn)矩擾動辨識的算法以及相應的控制系統(tǒng)的補償方法，并應用MATLAB軟件進行了計算機仿真，仿真證明和傳統(tǒng)的控制方法相比，以電機輸出轉(zhuǎn)速為指導值和目標函數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡控制方案能有效地提高神經(jīng)網(wǎng)絡的收斂速度，能有效地改善控制系統(tǒng)的動態(tài)響應，具有跟蹤性能好和魯棒性較強等優(yōu)點。 5、電機的參數(shù)會隨著溫升和磁路飽和發(fā)生變化，需進行在線實時辨識。本文利用電機的定子電流、電壓和轉(zhuǎn)速，采用遞推最小二乘法進行在線參數(shù)辨識，該方法不需要觀測的磁鏈信號，消除了磁鏈觀測和參數(shù)辨識的耦合。電機狀態(tài)方程由于存在狀態(tài)變量的乘積項，對電機參數(shù)辨識以后，仍然是非線性方程，為了對電機狀態(tài)方程進行狀態(tài)估計，得到電機的參數(shù)辨識值，本文采用擴展卡爾曼濾波進行狀態(tài)估計，對以上方法的仿真實驗得到了滿意的結(jié)果。 6、本文基于數(shù)字電機控制專用DSP自行開發(fā)了全數(shù)字永磁交流伺服系統(tǒng)平臺，通過軟件實現(xiàn)擴展卡爾曼濾波對電阻和磁鏈的估計，以及基于磁場定向的空間矢量控制算法，獲得了令人滿意的實驗結(jié)果，證明擴展卡爾曼濾波算法對電阻和磁鏈的實時估計是很準確的，由此構(gòu)成的永磁交流伺服系統(tǒng)具有良好的靜、動態(tài)性能。
標簽： 電機 傳動系統(tǒng) 參數(shù)辨識
上傳時間： 2013-07-28
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控制器局域網(wǎng)(CAN)最初是由德國BOSCH公司為汽車的監(jiān)測、控制系統(tǒng)設計的。它是一種有效的支持分布式控制或者實時控制的串行通信網(wǎng)絡。由于其具有多主機、高性能以及高可靠性，CAN總線已經(jīng)廣泛應用于汽車電子控制、過程控制、機械工業(yè)、紡織機械、機器人、數(shù)控機床、醫(yī)療器械以及傳感器等領域。CAN總線已經(jīng)形成國際標準，并已被公認為幾種最有前途的現(xiàn)場總線之一。 另一方面，隨著電動車的技術的不斷發(fā)展，電動車已經(jīng)開始邁向了市場普及的道路。對于電動車電池的管理和維護越來越成為電動車發(fā)展的重點之一。由于CAN具有抗干擾性強、連接簡單、無主通信等特點，非常適合用來實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的采集和傳輸。因此，本文利用CAN總線為基礎設計了一個電池實時數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)，經(jīng)分析、設計、編程和調(diào)試，在實際應用中得以實現(xiàn)。 該系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集層，數(shù)據(jù)傳輸層和用戶管理層三個部分。數(shù)據(jù)采集層的主要任務是電池實時數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送；數(shù)據(jù)傳輸層的主要功能是通過CAN總線接收數(shù)據(jù)采集層發(fā)送的實時數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換成RS232串口協(xié)議發(fā)送到上位機；用戶管理層的主要功能是通過串口接收數(shù)據(jù)，實時顯示，存儲和分析。 論文完成的主要工作有： (1) 通過對系統(tǒng)需求的分析，將整個系統(tǒng)分為三個獨立的層，分別進行了軟硬件設計，實現(xiàn)了系統(tǒng)的模塊化，增強了系統(tǒng)的應用性； (2) 詳細的研究了CAN2.0B協(xié)議和SAE J1939協(xié)議，并在此基礎上，編寫了適合本設計的通訊協(xié)議； (3) 深入研究了MC9S12DG128芯片的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設計方法； 本課題的創(chuàng)新點在于利用目前汽車工業(yè)廣泛采用的CAN總線協(xié)議，設計了一套簡單，高效，穩(wěn)定的電池數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)，并在實際中得以應用。在系統(tǒng)設計過程中將整個系統(tǒng)分為3個層，大大提升了系統(tǒng)的模塊化水平，有利于系統(tǒng)的擴展和維護。
上傳時間： 2013-07-07
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有噪聲的語音信號分析與處理設計設計內(nèi)容： 1） 選擇一個語音信號作為分析對象，或錄制一段語音信號； 2） 對語音信號進行采樣，畫出采樣后語音信號的時域波形和頻譜圖； 3） 利用MATLAB中的隨機函數(shù)產(chǎn)生噪聲加入到語音信號中，使語音信號被污染，然后進行頻譜分析； 4） 設計FIR和IIR數(shù)字濾波器，并對被噪聲污染的語音信號進行濾波，畫出濾波前后信號的時域波形和頻譜，并對濾波前后的信號進行比較，分析信號的變化； 5） 回放語音信號、給出相應處理程序及輸出相應語音波形。
上傳時間： 2013-06-01
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