近年來,隨著永磁材料的發(fā)展,永磁同步電機(jī)應(yīng)用日益廣泛。永磁同步電機(jī)根據(jù)反電動勢和電流波形的不同,可分為梯形波永磁同步電機(jī)(無刷直流電機(jī))和正弦波永磁同步電機(jī)(永磁同步電機(jī))。正弦波永磁同步電機(jī)為實(shí)現(xiàn)其正弦波驅(qū)動控制需要連續(xù)的轉(zhuǎn)子位置信號,通常采用機(jī)械位置傳感器(旋轉(zhuǎn)變壓器、光電編碼器等),機(jī)械位置傳感器雖可以提供高精度的轉(zhuǎn)子位置信息,但其體積大,價格高,增加了轉(zhuǎn)子的慣量,且性能易受環(huán)境因素的影響,限制了永磁同步電機(jī)的應(yīng)用場合。近年來受到廣泛的關(guān)注的無位置傳感器技術(shù),是通過檢測反電動勢(電壓)或電流等過零點(diǎn)獲取轉(zhuǎn)子的位置信號,此技術(shù)雖取消了機(jī)械位置傳感器,但存在控制復(fù)雜,位置檢測精度不高,運(yùn)行轉(zhuǎn)速范圍受到限制等問題。為解決上述問題,本文研究采用低成本的低分辨率位置傳感器取代機(jī)械位置傳感器,通過位置估算法得到高分辨率的轉(zhuǎn)子位置信號,以實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的正弦波驅(qū)動控制問題。 首先,本文分析了傳統(tǒng)的采用位置區(qū)間的平均速度和采用平均速度并引用平均加速度實(shí)現(xiàn)位置估算法的原理,針對其不足提出了一種改進(jìn)的方法,該法通過對位置區(qū)間初始速度的估算,可以顯著提高速度、位置的估算精度。本文建立上述三種位置估算法的Matlab仿真模型,并對其進(jìn)行了仿真研究,仿真結(jié)果表明:改進(jìn)位置估算方法即使在加減速等動態(tài)性能過程中也能保持較小的位置誤差,性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的方法。 其次,完成了以TI公司的數(shù)子信號處理器(DSP)TMS320LF2407A為主控芯片,以IR公司IR2110為驅(qū)動芯片采用低分辨率位置傳感器的正弦波永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計和調(diào)試工作。探討了正弦波永磁同步電機(jī)在采用無電流傳感器的電流開環(huán)控制時的控制策略問題。在此情況下電壓相位角φ對電機(jī)運(yùn)行性能有重要的影響,為得到最佳的φ=f(ω)曲線,需根據(jù)負(fù)載特性進(jìn)行優(yōu)化。 最后,完成了基于TMS320LF2407A采用低分辨率位置傳感器的正弦波永磁同步電機(jī)的軟件設(shè)計,文中詳細(xì)討論了位置估算程序和實(shí)現(xiàn)SVPWM程序的設(shè)計和調(diào)試,并對其進(jìn)行了實(shí)驗驗證。
上傳時間: 2013-07-23
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超聲波電機(jī)(Ultrasonic Motor簡稱USM)是八十年代發(fā)展起來的新型微電機(jī)。本文針對超聲波電機(jī)及其控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,以我國研究技術(shù)相對比較成熟并有產(chǎn)業(yè)化前景的行波超聲波電機(jī)(Traveling-wave Ultrasonic Motor簡稱TUSM)的伺服控制技術(shù)為研究對象,以直徑60mm的行波超聲波電機(jī)TUSM60為研究實(shí)例,在特性測試、動穩(wěn)態(tài)性能分析,辨識模型建立、控制策略與控制算法的選擇與實(shí)現(xiàn)等方面展開研究。本論具體的研究內(nèi)容為: 在分析超聲波電機(jī)研究歷史和現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合國內(nèi)外超聲波電機(jī)特別是行波超聲波電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢,重點(diǎn)論述了行波超聲波電機(jī)及其驅(qū)動控制技術(shù)的研究進(jìn)展。 介紹行波超聲波電機(jī)的基本結(jié)構(gòu),并從該電機(jī)的主要理論基礎(chǔ)--壓電原理、行波合成、接觸模型出發(fā),分析了行波超聲波電機(jī)定子質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方程.并結(jié)合定轉(zhuǎn)子摩擦接觸特點(diǎn),分析了行波超聲波電機(jī)的運(yùn)行機(jī)理。 根據(jù)對行波超聲波電機(jī)測試和高精度控制的要求,研制出基于雙DSP和FPGA的超聲波電機(jī)高性能測試控制平臺。其中控制核心采用了雙DSP結(jié)構(gòu),可以在對行波超聲波電機(jī)進(jìn)行控制的同時,將必要的參數(shù)讀取出來進(jìn)行分析和研究。為行波超聲波電機(jī)瞬態(tài)特性分析以及控制策略、控制算法的深入研究打下了基礎(chǔ)。 對電機(jī)的瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)特性進(jìn)行的測試,可以分析驅(qū)動頻率、電壓以及相位差等調(diào)節(jié)量對電機(jī)輸出的影響。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步對行波超聲波電機(jī)的調(diào)節(jié)方式、控制算法選擇方面進(jìn)行分析,并得到相應(yīng)結(jié)論。 通過對實(shí)驗數(shù)據(jù)的總結(jié)和歸納,利用系統(tǒng)辨識中的非參數(shù)方法,建立在特定頻率條件下的近似線性模型。在行波超聲波電機(jī)工作范圍內(nèi),辨識若干組不同頻率條件下的近似線性模型,將這些模型的參數(shù)進(jìn)行二維或三維擬合,可以得到一個關(guān)于行波超聲波電機(jī)傳遞函數(shù)的模型。辨識模型的建立為合理的選擇和優(yōu)化控制參數(shù),控制效果的驗證等提供了行之有效的手段。 在對行波超聲波電機(jī)的速度控制、位置控制展開的研究中.首先利用遺傳算法對常規(guī)PI恒轉(zhuǎn)速控制的控制參數(shù)整定及修正方法進(jìn)行了研究;利用神經(jīng)元的在線自學(xué)習(xí)能力,研究和設(shè)計單神經(jīng)元PID-PI轉(zhuǎn)速控制器,提高控制系統(tǒng)對電機(jī)非線性和時變性的適應(yīng)能力;為了消除在伺服控制中,單一調(diào)節(jié)量(驅(qū)動頻率)情況下,低轉(zhuǎn)速的跳躍問題,研究和討論了多調(diào)節(jié)量分段控制方法,并利用模糊控制對控制方法的有效性進(jìn)行了驗證;在位置控制中,利用轉(zhuǎn)速控制研究的結(jié)果,研究和設(shè)計了位置--速度雙環(huán)(串級)控制器,實(shí)現(xiàn)了電機(jī)高精度位置伺服控制。 通過對已有控制系統(tǒng)的改進(jìn)和簡化,設(shè)計和研制了具有實(shí)用化價值行波超聲波電機(jī)控制器:并將研究成果應(yīng)用于針對核磁成像設(shè)備而設(shè)計的行波超聲波電機(jī)隨動控制系統(tǒng)中,同時嘗試了將該控制器用于高精度X-Y兩維定位平臺。
上傳時間: 2013-07-13
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滾筒式洗衣機(jī)在其工作運(yùn)轉(zhuǎn),尤其是其脫水甩干時的振動,一直是個突出的問題。滾筒洗衣機(jī)在運(yùn)行過程中由于衣物的不平衡分布,會使?jié)L筒受到變載荷與變方向偏心力激勵的作用并引起激烈的振動,使得整機(jī)的振動不僅產(chǎn)生很大的噪音,而且對洗衣機(jī)機(jī)械與電器部件的壽命產(chǎn)生影響。因為傳統(tǒng)機(jī)械減振方法存在通用性方面的限制,近年來隨著技術(shù)的發(fā)展,從機(jī)電一體化系統(tǒng)的角度出發(fā),綜合運(yùn)用機(jī)械、電子、電機(jī)等方面的技術(shù),提高洗衣機(jī)的振動控制效果已成為趨勢。 本文從課題要求和實(shí)際應(yīng)用出發(fā),在與日本松下公司合作的基礎(chǔ)上,針對National NA—V82型號滾筒洗衣機(jī),以電力電子用數(shù)字控制開發(fā)系統(tǒng)MyWay PE—Expert作為控制系統(tǒng),構(gòu)建了滾筒洗衣機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)平臺,并開發(fā)了一種新型的低振動的滾筒洗衣機(jī)驅(qū)動控制方法。本文的結(jié)構(gòu)和主要研究內(nèi)容如下: 第一章簡單介紹了滾筒洗衣機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀,通過對課題的背景介紹,闡述了課題的實(shí)際意義。其后詳細(xì)介紹了傳統(tǒng)的機(jī)械減振手段以及新型的通過電機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的減振方法。通過對兩者的分析比較,提出了本文的主要工作及方案。 第二章介紹了驅(qū)動系統(tǒng)主要硬件組成及各部分之間的連接,給出了驅(qū)動系統(tǒng)的詳細(xì)連接圖。同時給出了基于矢量控制的驅(qū)動系統(tǒng)基本控制方法的原理和說明。最后還介紹了振動測量設(shè)備并確定其使用方案。 第三章研究了振動產(chǎn)生的機(jī)理,對振動規(guī)律進(jìn)行分析。提出了基于加速度傳感器的偏心負(fù)載位置以及質(zhì)量的實(shí)時測定方法。并通過仿真和實(shí)驗分析,研究了脈動轉(zhuǎn)矩對電機(jī)振動的影響。最后在此基礎(chǔ)之上,提出了基于脈動轉(zhuǎn)矩的低振動的滾筒洗衣機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)控制方法:分段線性化振動抑制法以及自振動抑制法。 第四章通過實(shí)驗研究,確定低振動驅(qū)動控制方法所需要的相關(guān)參數(shù)。并驗證了偏心負(fù)載位置以及質(zhì)量實(shí)時測定方法的精度和基于脈動轉(zhuǎn)矩的低振動的滾筒洗衣機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)控制方法的效果。 第五章總結(jié)了研究的主要工作,并對未來的工作方向進(jìn)行了研究和討論。
上傳時間: 2013-04-24
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電壓源型PWM逆變器在當(dāng)前的工業(yè)控制中應(yīng)用越來越廣泛,在其應(yīng)用領(lǐng)域中,交流電動機(jī)的運(yùn)動控制是其很重要的組成部分。在PWM逆變器的控制過程中,設(shè)置死區(qū)是為了避免逆變器的同一橋臂的兩個功率開關(guān)器件發(fā)生直通短路。盡管死區(qū)時間很短,然而當(dāng)開關(guān)頻率很高或輸出電壓很低時,死區(qū)將使逆變器輸出電壓波形發(fā)生很大畸變,進(jìn)而導(dǎo)致電動機(jī)的電流發(fā)生畸變,電機(jī)附加損耗增加,轉(zhuǎn)矩脈動加大,最終導(dǎo)致系統(tǒng)的控制性能降低,甚至可能導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。為此,需要對逆變器的死區(qū)進(jìn)行補(bǔ)償。本文針對連續(xù)空間矢量調(diào)制提出了一種改進(jìn)的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區(qū)效應(yīng)補(bǔ)償方法;針對斷續(xù)空間矢量調(diào)制提出了通過改變空間矢量作用時間,來改變驅(qū)動信號脈沖寬度的補(bǔ)償方法,并對這兩種方法進(jìn)行了理論分析和仿真研究。 本文首先詳細(xì)分析了死區(qū)時間對逆變器輸出電壓和電流的影響,以及功率開關(guān)器件寄生電容對輸出電壓的影響。其次對已提出的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區(qū)效應(yīng)補(bǔ)償方法進(jìn)行了理論分析,該方法先計算出補(bǔ)償電壓,再對由零電流鉗位現(xiàn)象引起的補(bǔ)償電壓極性錯誤進(jìn)行校正,極性校正的參考量為d軸補(bǔ)償電壓的幅值,然而補(bǔ)償電壓的大小隨電流的變化而變化,因此該方法存在電壓極性校正時參考量為變化量的缺點(diǎn),而且該方法只適用于id=0的控制方式,適用性較差。針對這些問題,本文提出了改進(jìn)的減小零電流鉗位和寄生電容影響的補(bǔ)償方法,改進(jìn)后的方法是先對由零電流鉗位現(xiàn)象引起的電流極性錯誤進(jìn)行校正,然后再計算補(bǔ)償電壓的大小,電流極性校正時的參考量為三相電流極性函數(shù)轉(zhuǎn)化到γ-坐標(biāo)系的函數(shù)sγ的幅值,sγ的幅值與補(bǔ)償電壓大小無關(guān)為恒定值,而且適用于任何控制方式,適應(yīng)性強(qiáng)。再次把改進(jìn)的減小零電流鉗位和寄生電容影響的死區(qū)效應(yīng)補(bǔ)償方法應(yīng)用到PMSM矢量控制系統(tǒng)中,采用MATLAB和Pspice兩種方法進(jìn)行了仿真研究,仿真結(jié)果驗證了補(bǔ)償方法的有效性。對兩種仿真結(jié)果的對比分析,表明PSpice模型能更好的模擬逆變器的非線性特性。 最后,文章分析了連續(xù)空間矢量調(diào)制和斷續(xù)空間矢量調(diào)制的輸出波形的區(qū)別和死區(qū)對兩種波形影響的不同。針對DSP芯片TMS320LF2407A硬件產(chǎn)生的斷續(xù)SVPWM波,提出了根據(jù)電壓矢量和電流矢量的相位關(guān)系,通過改變空間矢量作用時間,來改變驅(qū)動信號脈沖寬度,對其進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償?shù)姆椒ā=o出了基本空間矢量作用時間調(diào)整的實(shí)現(xiàn)方法,并建立了MATLAB仿真模型,進(jìn)行仿真研究,仿真結(jié)果驗證了補(bǔ)償方法的正確性和有效性。
上傳時間: 2013-06-04
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與傳統(tǒng)的徑向磁通圓柱式電機(jī)相比,軸向磁通的盤式無鐵心永磁同步電機(jī)有著許多明顯的優(yōu)點(diǎn):其結(jié)構(gòu)較為簡單,加工及裝配費(fèi)用低,電機(jī)運(yùn)行可靠,不需勵磁電流,提高了電機(jī)的效率和功率密度。盤式電機(jī)永磁化是一種發(fā)展趨勢,而稀土材料是其首選的永磁材料。我國已研制出盤式永磁同步電機(jī),但還處于試制階段,要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化,還有許多研究課題亟待解決。 本文主要針對該電機(jī)的氣隙磁密進(jìn)行分析,對影響氣隙磁密的各種因素展開了研究。具體內(nèi)容如下: 1) 回顧了永磁電機(jī)的研究歷史、發(fā)展現(xiàn)狀和主要應(yīng)用,對永磁材料的性能及選取、聚磁技術(shù)、電機(jī)磁場計算所需理論和有限元軟件進(jìn)行了介紹。 2) 將電機(jī)內(nèi)的電磁場、有限元軟件和盤式無鐵心永磁電機(jī)特殊結(jié)構(gòu)相結(jié)合,設(shè)計出了近二十個有限元計算程序,組成一個針對盤式無鐵心永磁同步電機(jī)的計算軟件包,由這些計算程序出發(fā),對盤式無鐵心永磁同步電機(jī)進(jìn)行一系列仿真分析計算。 在繪制氣隙磁密三維分布圖時,由于有限元軟件在繪圖方面的限制,需要將氣隙磁密數(shù)據(jù)從有限元軟件中導(dǎo)出到文本文件,再由其它數(shù)學(xué)工具進(jìn)行氣隙磁密的三維圖形繪制。在這一過程中由于導(dǎo)出數(shù)據(jù)格式與繪圖工具所需數(shù)據(jù)格式不能兼容,還需要對導(dǎo)出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。由于有限元軟件導(dǎo)出的數(shù)據(jù)量很大,如果對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行人工整理將增加大量的工作量,所以作者在研究過程中,針對導(dǎo)出數(shù)據(jù)的特點(diǎn)編寫了一個Vb數(shù)據(jù)處理程序,使數(shù)據(jù)處理工作得到大大簡化。 3) 在上述建立的軟件包的基礎(chǔ)上,對基于Halbach陣列的盤式無鐵心永磁同步電機(jī)進(jìn)行了一系列系統(tǒng)分析,其中包括三維開域磁場分析、永磁體厚度對電機(jī)氣隙磁密的影響及分析、永磁體寬度變化時氣隙磁場分析、采用不同角度Halbach陣列時的氣隙磁密分析、不同半徑處氣隙磁密分析,為在電機(jī)設(shè)計過程中永磁體的設(shè)計提供了依據(jù)。 4) 在對盤式無鐵心永磁同步電機(jī)磁場進(jìn)行詳盡的分析的基礎(chǔ)之上,本文提出了對該電機(jī)的新設(shè)計方案,并就此方案進(jìn)行了建模分析,結(jié)果表明,此新方案所得到的氣隙磁密比原結(jié)構(gòu)的氣隙磁密更為理想。此外,還對新模型從定性的角度進(jìn)行了渦流損耗分析,分析表明其結(jié)構(gòu)有利于減小渦流損耗。
上傳時間: 2013-04-24
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選相控制開關(guān)又稱同步開關(guān)或相控開關(guān),其實(shí)質(zhì)就是控制開關(guān)在電壓或電流的期望相位完成合閘或分閘,以主動消除開關(guān)過程所產(chǎn)生的涌流和過電壓等電磁暫態(tài)效應(yīng),提高開關(guān)的開斷能力。本論文首先分析了提高斷路器可靠性的途徑,介紹了相控開關(guān)的研究意義及其優(yōu)點(diǎn);相控開關(guān)的基本原理和分合閘操作過程,為同步開關(guān)選相控制器的設(shè)計提供了理論依據(jù)。 永磁操動機(jī)構(gòu)是近幾年正在發(fā)展的一種新型操動機(jī)構(gòu),它利用永久磁鐵產(chǎn)生的磁力將真空斷路器保持在分合閘位置,而無需任何傳統(tǒng)機(jī)械脫扣鎖扣裝置。它機(jī)構(gòu)零部件少,結(jié)構(gòu)簡單,使斷路器動作的可靠性大大提高。二次控制回路采用電子控制模塊,動作迅速并可以實(shí)現(xiàn)精確時間控制,采用開關(guān)電源輸入范圍寬,輸入輸出用光耦隔離,功耗低,極大地提高了可靠性,使永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器成為真正意義的免維護(hù)智能化斷路器。單線圈永磁機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、體積小,在中壓領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。相控真空開關(guān)采用三相獨(dú)立操動的單線圈永磁機(jī)構(gòu),其操作電源為由大功率電力電子器件控制的儲能大容量電容器,通過多次的測試結(jié)果表明單線圈永磁機(jī)構(gòu)能很好地滿足相控開關(guān)的要求,是相控開關(guān)的理想選擇。 本文詳細(xì)介紹了以Mega16為控制核心的單線圈永磁機(jī)構(gòu)智能控制器,這種控制系統(tǒng)集保護(hù)、控制、開關(guān)量監(jiān)測等功能于一體。可實(shí)現(xiàn)對電容電壓實(shí)時顯示,具有過電流速斷保護(hù)、過電壓和欠電壓保護(hù)、閉鎖以及報警等功能。 通過相關(guān)試驗測試,表明本系統(tǒng)已經(jīng)初步達(dá)到了設(shè)計所要達(dá)到的預(yù)期效果,為以后的研究以及同步控制系統(tǒng)的完善和優(yōu)化提供了有益的經(jīng)驗和參考。
標(biāo)簽: 單線圈 永磁機(jī)構(gòu) 開關(guān)控制器
上傳時間: 2013-07-02
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在電力系統(tǒng)容量日益擴(kuò)大和電網(wǎng)電壓運(yùn)行等級不斷提高的潮流下,傳統(tǒng)電磁式互感器在運(yùn)行中暴露出越來越多的弊端,難以滿足電力系統(tǒng)向自動化、標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化的發(fā)展需求,電子式互感器取代傳統(tǒng)電磁式互感器已經(jīng)成為一種必然的趨勢,并成為人們研究的熱點(diǎn)。本文圍繞電子式電流互感器高壓側(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了研究與設(shè)計。 Rogowski線圈是電流傳感元件,本文總紿了Rogowski線圈的基本原理,其中包括線圈的等效電路和相量圖,線圈的電磁參數(shù)計算。在理論研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)際設(shè)計一款高精度PCBRogowski線圈。電容分壓器是電壓傳感元件,文章中介紹了傳感器的原理、傳感器的模型結(jié)構(gòu),針對其自身結(jié)構(gòu)缺陷和工作環(huán)境的電磁干擾,提出具有針對性的電磁兼容設(shè)計方法。 積分器的性能一直是影響Rogowski線圈電流傳感器的精度和穩(wěn)定性的重要因素之一。模擬積分器具有結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快、輸入動態(tài)范圍大等優(yōu)點(diǎn);數(shù)字積分器具有性能穩(wěn)定,精度高等優(yōu)點(diǎn)。后者的優(yōu)勢使其成為近年來Rogowski線圈電流互感器實(shí)用化研究的一個熱點(diǎn)問題。本文設(shè)計了一套數(shù)字積分器設(shè)計的方法,其中包括了積分算法的選擇,積分輸入采樣率和分辨率的確定,數(shù)字積分器的通用結(jié)構(gòu),積分初值的選擇方法等。 為了保證系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定,文章中的系統(tǒng)只采用激光供電模式,降低數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功耗就成了系統(tǒng)設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。文章中介紹了一些實(shí)用的低功耗處理方法,分析了激光器的特性,光電池的特性和光電轉(zhuǎn)換器件的特性,并根據(jù)這些器件的特性,改進(jìn)了數(shù)據(jù)發(fā)送激光器的驅(qū)動電路,大幅度降低了系統(tǒng)的功耗,保證了系統(tǒng)在較低供電功率條件下的正常運(yùn)行。 論文最后對全文工作進(jìn)行總結(jié),提出進(jìn)一步需要解決的問題。
標(biāo)簽: 電子式互感器 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-10
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空調(diào)壓縮機(jī)是空調(diào)器的核心部件。傳統(tǒng)定速空調(diào)器中壓縮機(jī)多采用單相異步電動機(jī),對電機(jī)采用簡單的開關(guān)式控制,電能損耗、室溫波動及噪音都很大,壓縮機(jī)容易受沖擊損壞。隨著人們生活水平的提高及能源短缺問題的出現(xiàn),將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中,將變頻壓縮機(jī)取代傳統(tǒng)定頻定速壓縮機(jī),對其進(jìn)行變頻調(diào)速將使壓縮機(jī)減少開停次數(shù),降低室溫波動,提高舒適度,獲得了更好的空氣調(diào)節(jié)效果和實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的要求。 空調(diào)系統(tǒng)是一個典型的多輸入多輸出、具有大滯后特性的菲線性系統(tǒng)。要對空調(diào)壓縮機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速,需要根據(jù)房間溫度的變化得出壓縮機(jī)的頻率值。由于空調(diào)系統(tǒng)精確的數(shù)學(xué)模型難以取得,且時間常數(shù)較大,傳統(tǒng)的PID調(diào)整不僅費(fèi)時費(fèi)力,性能指標(biāo)也不能令人滿意。因此,將模糊控制技術(shù)引入空調(diào)壓縮機(jī)的變頻調(diào)速控制,建立模糊控制器,以房間溫度的變化和變化率為輸入,壓縮機(jī)的頻率為輸出。對于提高空調(diào)系統(tǒng)的控制精度、穩(wěn)定性和可靠性,無論從學(xué)術(shù)研究角度出發(fā),還是在工程應(yīng)用方面,都具有相當(dāng)?shù)默F(xiàn)實(shí)意義。 本文分別從三相異步電動機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)、變頻空調(diào)控制策略等方面進(jìn)行了探討分析。首先將模糊控制技術(shù)應(yīng)用到空調(diào)壓縮機(jī)變頻調(diào)速中,根據(jù)建立模糊控制規(guī)則的基本思想及實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗,通過模糊控制技術(shù)使空調(diào)壓縮機(jī)具有自調(diào)整的智能特性,從而得出最佳的動態(tài)控制參數(shù),克服了PID控制器控制精度較低、消除穩(wěn)態(tài)誤差能力差的缺點(diǎn)。 然后詳細(xì)闡述了SVPWM的基本原理,對空間矢量調(diào)制(SVPWM)方式及其實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了探討。在變頻壓縮機(jī)的控制中采用先進(jìn)的SVPWM調(diào)制技術(shù),壓縮機(jī)能根據(jù)室內(nèi)需要的冷(熱)量不同,連續(xù)地、動態(tài)地、實(shí)時地調(diào)整其制冷(熱)量,始終保持在較合理的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下。能夠進(jìn)一步提高電壓的利用率和頻率分辨率,并使壓縮機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn),提高空調(diào)的效率,達(dá)到節(jié)能降耗的效果。
標(biāo)簽: SVPWM 模糊控制 變頻調(diào)速
上傳時間: 2013-04-24
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使用二極管和晶閘管實(shí)現(xiàn)的不控和可控整流器,電流波形畸變給電網(wǎng)注入大量諧波和無功功率,造成嚴(yán)重的電網(wǎng)污染。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,人們開始研究PWM整流技術(shù)。電壓型PWM整流器具有交流側(cè)電流低諧波、高功率因數(shù)、直流電壓輸出穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn),因此,成為當(dāng)前電力電子領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)課題之一。由于PWM整流器具有以上優(yōu)點(diǎn),在電力系統(tǒng)有源濾波、無功補(bǔ)償、潮流控制、太陽能發(fā)電以及交直流傳動系統(tǒng)等領(lǐng)域,具有越來越廣闊的應(yīng)用前景。本論文對三相PWM整流器進(jìn)行了研究,主要完成以下工作: 首先,對PWM整流器的工作原理做了介紹,給出了三相PWM整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),分析了PWM整流器的換流過程,給出了PWM整流器的數(shù)學(xué)模型,對交流側(cè)電感和直流側(cè)電容進(jìn)行了設(shè)計。 其次,對電流滯環(huán)控制、電流PI控制、空間電壓矢量控制三種控制方法分別進(jìn)行了介紹、模型搭建和仿真分析。在直流電壓的控制中加入分段PI控制,使超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)誤差限制在很小的范圍以內(nèi)。在起動過程中串接入限流電阻,使起動電流限定允許范圍以內(nèi)。 最后,在進(jìn)行了以上三種控制方式仿真后,針對電壓空間矢量控制存在的電流誤差問題,采用電流超前給定策略和基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的空間電壓矢量控制策略解決了電流誤差問題。 仿真結(jié)果表明,論文所設(shè)計的三相電壓型PWM整流器實(shí)現(xiàn)了高功率因數(shù)運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了直流電壓的穩(wěn)定控制,解決了傳統(tǒng)意義上的整流電路中存在諧波含量大、功率因數(shù)低等問題,具有良好的工程實(shí)用價值。
上傳時間: 2013-06-16
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基于現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究是自動控制領(lǐng)域發(fā)展的一個熱點(diǎn)。在各種工業(yè)現(xiàn)場總線中,CAN總線以其成本低、速度快、實(shí)時性和可靠性較高等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。CIA(CAN in Automation)協(xié)會發(fā)布了完整的CANopen協(xié)議,定義了應(yīng)用層和通訊子協(xié)議,為基于現(xiàn)場總線的分布式控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用提供了解決之道。 本文研究國內(nèi)外現(xiàn)場總線發(fā)展現(xiàn)狀后,以改善現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的運(yùn)行效率,提高實(shí)時性和信息處理能力為前提,淺析CAN總線高層通訊協(xié)議CANopen,分析了主、從節(jié)點(diǎn)的各個功能,說明了功能的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)方案。 然后,本文將CANopen協(xié)議應(yīng)用于分布式控制系統(tǒng),詳細(xì)論述了基于PIC18控制器的從節(jié)點(diǎn)和基于DSP控制器的主節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)過程。主、從節(jié)點(diǎn)具有基于CANopen協(xié)議的總線通信功能。從節(jié)點(diǎn)具有數(shù)字量和模擬量輸入輸出功能。主節(jié)點(diǎn)可以通過鍵盤對各節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)和各節(jié)點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,還可以通過液晶屏顯示實(shí)時控制量和各節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)。PC機(jī)能在線監(jiān)測CAN報文數(shù)據(jù)流。本文對兩種類型節(jié)點(diǎn)的設(shè)計思想、硬件組成和軟件設(shè)計均做了詳盡的闡述,并給出了部分關(guān)鍵硬件原理圖和軟件流程圖。 最后,把已開發(fā)的從節(jié)點(diǎn)和主節(jié)點(diǎn)組成一個溫度測控系統(tǒng)和一個電機(jī)控制系統(tǒng)。經(jīng)過實(shí)驗室測試,證明系統(tǒng)具有良好的實(shí)時性,通訊穩(wěn)定可靠,解決了傳統(tǒng)CAN總線節(jié)點(diǎn)通訊可控性差,無法靈活設(shè)置的問題。對目前國內(nèi)CAN總線應(yīng)用中大多把精力放在硬件之上的底層軟件開發(fā),少有使用上層軟件協(xié)議的習(xí)慣,起到了一定的推動意義,提高了應(yīng)用水平。
標(biāo)簽: CANopen 協(xié)議 分布式控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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