本文主要研究電壓矢量定向控制和直接功率控制這兩種關于PWM整流器的控制策略,并針對電網不平衡情況對三相PWM整流器作了相應的研究。 首先對PWM整流器的原理做了詳細的介紹,主要是拓補結構,工作原理,分別在ABC靜止坐標系、αβ靜止坐標系和dq旋轉坐標系中建立了低頻和高頻數學模型。選擇了電壓型的三相PWM整流器作為研究對象,并在dq坐標系中對其數學模型進行解耦。此外設計了基于TMS320F2812和IPM模塊的硬件實驗系統,介紹了硬件系統的電感和電容的參數設計。 介紹了間接和直接電流控制,并在直接電流控制中,引入了空間電壓矢量定向控制,給出了實現該控制策略的主要算法,并建立了仿真模型。直接功率控制是近來發展起來的三相PWM整流器控制技術,在詳細介紹了傳統的直接功率控制策略后,針對其存在的問題,提出了空間電壓矢量調制的直接功率控制策略,并通過仿真和實驗驗證了控制策略的有效性。最后在三相電網不平衡的條件下,研究了對三相VSR的影響。詳細分析了抑制直流電壓波動的雙電流控制方法,以改善三相VSR在電網不平衡條件下的輸入輸出性能。
上傳時間: 2013-06-09
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傳統污水系統采用繼電器調節控制,容易漂移,且不能智能化,無法保證泵站及時可靠運行。而以單片機為基礎的微型控制機抗干擾能力差,工作期間調整點不穩定,系統容易死機,需要經常到現場服務調節,無法及時準確掌握污水泵站的運行狀態。采用可編程控制器控制,系統運行可靠,基本可以做到免維護調整。 本文針對污水泵站的性能要求和PLC的技術特點,研究了基于DCS測控系統的控制與管理。該系統是以SIEMENS公司的S7-200系列小型PLC作遠程終端,以工業PC機作上位機的主從式一點對多點監控網絡。工業PC機安裝在污水處理廠的中央控制室,既是泵站PLC的上位機,又是處理廠微機局域網的一個工作站,通過自定義無線通訊模塊與各泵站實現數據通信,并通過時間和事件觸發,計算出最佳的平衡水量和各泵站調度水量。下位機PLC安裝在泵站,根據上位機的指令控制泵站的水泵和閥門,組成本地數據采集系統。根據給定的調度水量,調整開啟的水泵臺數和工作時間,達到調度水量的目的。 污水泵站管理系統中泵站地理位置分散,處理廠集中進行數據處理、監視。這一特點與DCS系統功能相吻合。從這一意義上來講,集散控制系統能較好地適應本系統,同時還可以滿足在中心控制室集中顯示、打印、控制各系統的運行狀態和參數的要求。系統統一設計,使其功能合理分配到各子系統中。避免了功能重復及各系統間的不兼容,這樣使得系統維護方便,減少了備品備件。給整個泵站運行管理帶來了方便,提高了運行效率,同時也提高了管理效率,減少了泵站現場管理人員,降低了人力資源成本,也大大降低了因為人工管理造成的疏漏,提高了系統的可靠性。
上傳時間: 2013-08-05
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隨國民經濟的飛速發展,用電量的日益增加,電網的經濟運行已是一個不可忽視的問題。因此,如何降低網損,提高電力系統的輸電效率,保證電力系統的經濟運行是電力系統面臨的實際問題,也是電力系統研究的主要方向之一。 電力系統在運行過程中,由于感性負載的存在,使電網無功功率大量增加。另外,近些年來,國民經濟各部門大力推廣使用各種新型的電力電子整流裝置,他們在減少能量耗損的同時,也帶來了功率因數下降、電壓波動、閃變、三相不平衡以及諧波干擾等問題。其最終結果都是使配電設備的使用效能得不到充分發揮,設備的附加功耗增加。因此,進行有效的無功功率補償,提高功率因數是電網及電力系統安全經濟運行的重要保證。毫無疑問,無功功率補償的研究勢在必行。 我國與世界上發達國家相比,無論從電網功率因數還是補償深度來看,都有較大差距,因此在我國大力推廣無功補償技術尤為迫切。 對于實際應用的MCR,要求能夠自動控制。本文采用以單片機為核心的控制器方案,包括檢測電路、控制電路、觸發電路、鍵盤顯示電路和通信電路等。檢測電路用于檢測變壓器二次側的電壓和電流并獲耿同步信號;控制電路根據相應的控制策略,對檢測信號和給定輸入量進行計算,給出控制信號;觸發電路根據控制信號輸出的控制信號產生相應觸發角的晶閘管觸發脈沖;鍵盤可用來輸入各種控制指令,顯示電路可以直觀的輸出系統的各種狀態;通信電路提供與控制站的數據交換,以便實現電力系統的集中控制。 文中對補償器模型進行了實驗驗證,實驗結果與文中分析一致,說明了本文補償理論的正確性和可行性。
上傳時間: 2013-06-22
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臺灣成功大學的關于無人機自動駕駛控制的論文集(1) 這包共4篇,分別為: 無人飛機速度控制器設計與實現 無人飛行船自主性控制設計與實現 無人飛行載具導引飛控整合自動駕駛儀參數選取之研究 無人飛行載具導引飛控之軟體與硬體模擬
標簽: lunwen
上傳時間: 2013-08-03
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隨著電力電子裝置越加廣泛的投入使用,電能得到了更加充分的應用,但是伴隨而來的是越來越多的非線性、沖擊性負載的投入使用,電網中諧波污染日益嚴重,在針對此類諧波抑制和無功補償裝置的研究中,電力有源濾波器APF得到了廣泛應用. 與傳統無源濾波器比較,有源電力濾波器具有動態響應特性好,濾波特性不受系統阻抗的影響等優勢.而APF所采用的諧波電流檢測方法,直接決定了諧波的檢測精度和跟蹤速度,是決定諧波補償特性的關鍵.本論文重點研究了諧波電流檢測方法. 在眾多有源濾波器的諧波及無功電流檢測算法中,基于三相瞬時無功功率理論的應用最為廣泛.應用此理論的i<,p>-i<,q>島檢測方法計算簡單,具有較好實時性,適合電流快速檢測的優點;但同時也存在很多局限性. 本文首先通過分析、比較總結出各類APF的優缺點和適用性,系統地研究了有源電力濾波器的兩個關鍵技術:諧波電流檢測和PWM信號發生器的控制策略;在此基礎上,針對在負載電流有較大突變時補償電路會產生較大畸變影響補償效果的問題,以及三相電壓畸變時i<,p>-i<,q>檢測法存在的誤差等問題,從基于DSP控制的三相四線制并聯型有源電力濾波器的結構出發進行優化設計,提出了一種改進的i<,p>-i<,q>檢測法,在該檢測法中增加了平衡.APF直流側電容總電壓和上下電容電壓的閉環控制,以消除負載電流突變時產生的畸變;并采用一種新穎的基于低通濾波的A相正序電壓提取單元來代替原始的i<,p>-i<,q>檢測法的PLL鎖相環,在三相電壓畸變情況下仍可以正確提取A相正序電壓,以精確檢測出諧波和無功電流. 最后通過MATLAB6.5對系統進行了仿真驗證,仿真結果表明該算法能有效保證檢測效果的實時性和精確性,證明了該算法的可行性.
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電力電子技術的飛速發展,越來越多的電力電子裝置被廣泛應用到各個領域,其中相當一部分負荷具有非線性或具有時變特性,使電網中暫態沖擊、無功功率、高次諧波及三相不平衡問題日趨嚴重,給電網的供電質量造成嚴重的污染和損耗.因此,對電力系統進行諧波抑制和無功補償,提高電網供電質量變得十分重要.電力有源濾波器(Active Power Filter,簡稱APF)與無源濾波器相比,APF具有高度可控制和快速響應特性,并且能跟蹤補償各次諧波、自動產生所需變化的無功功率和諧波功率,其特性不受系統影響,無諧波放大威脅.并聯型電力有源濾波器(Shunt Active Power Filter,簡稱SAPF)更是得到了廣泛的應用. 近年來,自適應算法中的遞推最小二乘法(簡稱RLS)應用越來越廣泛,該算法簡單,收斂速度快.應用基于RLS自適應算法的濾波器(簡稱RLS濾波器),可以快速有效的濾除雜波,同時自動調整濾波器參數,不斷改進濾波性能,最終得到所需的信號. 本文研究了基于平均功率和RLS自適應算法的并聯型有源濾波器.它的參考電流是一個同電網相電壓同相位的三相平衡的有功電流,它包含兩個分量:一個是由實測的三相負載瞬時功率計算得到的,基于平均功率算法的電網應該為負載各相提供的有功電流瞬時參考值;另一個是為了維持有源濾波器中逆變器的直流母線電壓基本恒定,主要通過RLS濾波器計算得出的電網各相應該提供的有功電流瞬時參考值.兩個分量的計算共同構成了該有源濾波器參考電流的計算.補償電流指令值與實際補償電流比較生成控制逆變橋工作的PWM脈沖,生成補償電流,達到補償負載無功和抑制諧波的目的. 應用RLS濾波器得到維持直流母線電壓恒定的直流側有功系數A<,dc>,克服了傳統PI控制中參數難以得到且由于參數過于敏感而導致補償后電流紋波太大的問題.使得當穩態時SAPF自身的功率損耗和暫態負載變化時因為直流側電容提供電網和負載之間的有功功率差而引起的電壓的波動迅速反饋到指令電流的計算中.RLS算法收斂快,SAPF實時性大大提高.基于該方法的SAPF結構簡單,無需鎖相器. 根據本文的算法應用MATAB建立了仿真系統,仿真結果表明基于該算法的SAPF的可行性和實時性.
上傳時間: 2013-04-24
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滾筒式洗衣機在其工作運轉,尤其是其脫水甩干時的振動,一直是個突出的問題。滾筒洗衣機在運行過程中由于衣物的不平衡分布,會使滾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,使得整機的振動不僅產生很大的噪音,而且對洗衣機機械與電器部件的壽命產生影響。因為傳統機械減振方法存在通用性方面的限制,近年來隨著技術的發展,從機電一體化系統的角度出發,綜合運用機械、電子、電機等方面的技術,提高洗衣機的振動控制效果已成為趨勢。 本文從課題要求和實際應用出發,在與日本松下公司合作的基礎上,針對National NA—V82型號滾筒洗衣機,以電力電子用數字控制開發系統MyWay PE—Expert作為控制系統,構建了滾筒洗衣機驅動系統平臺,并開發了一種新型的低振動的滾筒洗衣機驅動控制方法。本文的結構和主要研究內容如下: 第一章簡單介紹了滾筒洗衣機的發展現狀,通過對課題的背景介紹,闡述了課題的實際意義。其后詳細介紹了傳統的機械減振手段以及新型的通過電機控制技術實現的減振方法。通過對兩者的分析比較,提出了本文的主要工作及方案。 第二章介紹了驅動系統主要硬件組成及各部分之間的連接,給出了驅動系統的詳細連接圖。同時給出了基于矢量控制的驅動系統基本控制方法的原理和說明。最后還介紹了振動測量設備并確定其使用方案。 第三章研究了振動產生的機理,對振動規律進行分析。提出了基于加速度傳感器的偏心負載位置以及質量的實時測定方法。并通過仿真和實驗分析,研究了脈動轉矩對電機振動的影響。最后在此基礎之上,提出了基于脈動轉矩的低振動的滾筒洗衣機驅動系統控制方法:分段線性化振動抑制法以及自振動抑制法。 第四章通過實驗研究,確定低振動驅動控制方法所需要的相關參數。并驗證了偏心負載位置以及質量實時測定方法的精度和基于脈動轉矩的低振動的滾筒洗衣機驅動系統控制方法的效果。 第五章總結了研究的主要工作,并對未來的工作方向進行了研究和討論。
上傳時間: 2013-04-24
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高速電機由于轉速高、體積小、功率密度高,在渦輪發電機、渦輪增壓器、高速加工中心、飛輪儲能、電動工具、空氣壓縮機、分子泵等許多領域得到了廣泛的應用。永磁無刷直流電機由于效率高、氣隙大、轉子結構簡單,因此特別適合高速運行。高速永磁無刷直流電機是目前國內外研究的熱點,其主要問題在于:(1)轉子機械強度和轉子動力學;(2)轉子損耗和溫升。本文針對高速永磁無刷直流電機主要問題之一的轉子渦流損耗進行了深入分析。轉子渦流損耗是由定子電流的時間和空間諧波以及定子槽開口引起的氣隙磁導變化所產生的。首先通過優化定子結構、槽開口和氣隙長度的大小來降低電流空間諧波和氣隙磁導變化所產生的轉子渦流損耗;通過合理地增加繞組電感以及采用銅屏蔽環的方法來減小電流時間諧波引起的轉子渦流損耗。其次對轉子充磁方式和轉子動力學進行了分析。最后制作了高速永磁無刷直流電機樣機和控制系統,進行了空載和負載實驗研究。論文主要工作包括: 一、采用解析計算和有限元仿真的方法研究了不同的定子結構、槽開口大小、以及氣隙長度對高速永磁無刷直流電機轉子渦流損耗的影響。對于2極3槽集中繞組、2極6槽分布疊繞組和2極6槽集中繞組的三臺電機的定子結構進行了對比,利用傅里葉變換,得到了分布于定子槽開口處的等效電流片的空間諧波分量,然后采用計及轉子集膚深度和渦流磁場影響的解析模型計算了轉子渦流損耗,通過有限元仿真對解析計算結果加以驗證。結果表明:3槽集中繞組結構的電機中含有2次、4次等偶數次空間諧波分量,該諧波分量在轉子中產生大量的渦流損耗。采用有限元仿真的方法研究了槽開口和氣隙長度對轉子渦流損耗的影響,在空載和負載狀態下的研究結果均表明:隨著槽開口的增加或者氣隙長度的減小,轉子損耗隨之增加。因此從減小高速永磁無刷電機轉子渦流損耗的角度考慮,2極6槽的定子結構優于2極3槽結構。 二、高速永磁無刷直流電機額定運行時的電流波形中含有大量的時間諧波分量,其中5次和7次時間諧波分量合成的電樞磁場以6倍轉子角速度相對轉子旋轉,11次和13次時間諧波分量合成的電樞磁場以12倍轉子角速度相對轉子旋轉,這些諧波分量與轉子異步,在轉子保護環、永磁體和轉軸中產生大量的渦流損耗,是轉子渦流損耗的主要部分。首先研究了永磁體分塊對轉子渦流損耗的影響,分析表明:永磁體的分塊數和透入深度有關,對于本文設計的高速永磁無刷直流電機,當永磁體分塊數大于12時,永磁體分塊才能有效地減小永磁體中的渦流損耗;反之,永磁體分塊會使永磁體中的渦流損耗增加。為了提高轉子的機械強度,在永磁體表面通常包裹一層高強度的非磁性材料如鈦合金或者碳素纖維等。分析了不同電導率的包裹材料對轉子渦流損耗的影響。然后利用渦流磁場的屏蔽作用,在轉子保護環和永磁體之間增加一層電導率高的銅環。有限元分析表明:盡管銅環中會產生渦流損耗,但正是由于銅環良好的導電性,其產生的渦流磁場抵消了氣隙磁場的諧波分量,使永磁體、轉軸以及保護環中的損耗顯著下降,整體上降低了轉子渦流損耗。分析了不同的銅環厚度對轉子渦流損耗的影響,研究表明轉子各部分的渦流損耗隨著銅屏蔽環厚度的增加而減小,當銅環的厚度達到6次時間諧波的透入深度時,轉子損耗減小到最小。 三、對于給定的電機尺寸,設計了兩臺電感值不同的高速永磁無刷直流電機,通過研究表明:電感越大,電流變化越平緩,電流的諧波分量越低,轉子渦流損耗越小,因此通過合理地增加繞組電感能有效的降低轉子渦流損耗。 四、研究了高速永磁無刷直流電機的電磁設計和轉子動力學問題。對比分析了平行充磁和徑向充磁對高速永磁無刷直流電機性能的影響,結果表明:平行充磁優于徑向充磁。設計并制作了兩種不同結構的轉子:單端式軸承支撐結構和兩端式軸承支撐結構。對兩種結構進行了轉子動力學分析,實驗研究表明:由于轉子設計不合理,單端式軸承支撐結構的轉子轉速達到40,000rpm以上時,保護環和定子齒部發生了摩擦,破壞了轉子動平衡,導致電機運行失敗,而兩端式軸承支撐結構的轉子成功運行到100,000rpm以上。 五、最后制作了平行充磁的高速永磁無刷直流電機樣機和控制系統,進行了空載和負載實驗研究。對比研究了PWM電流調制和銅屏蔽環對轉子損耗的影響,研究表明:銅屏蔽環能有效的降低轉子渦流損耗,使轉子損耗減小到不加銅屏蔽環時的1/2;斬波控制會引入高頻電流諧波分量,使得轉子渦流損耗增加。通過計算繞組反電勢系數的方法,得到了不同控制方式下帶銅屏蔽環和不帶銅屏蔽環轉子永磁體溫度。采用簡化的暫態溫度場有限元模型分析了轉子溫升,有限元分析和實驗計算結果基本吻合,驗證了銅屏蔽環的有效性。
上傳時間: 2013-05-18
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目前,油田的開采都是通過抽油機抽取地下的石油,因此國內油田對抽油機的需求量非常大。然而,據統計在油田生產成本中約有三分之一為電能消耗,其中抽油機消耗的電能約占總電能消耗的80%。驅動電動機是抽油機消耗電能的主要設備,年耗電量超過百億KWh。所以對抽油機的機械系統和電氣控制系統進行節能改造,最大限度地挖掘抽油機的節電潛力,可帶來相當可觀的經濟效益。 采用超高轉差電機作為抽油機的驅動電機,是現有改進抽油機系統的主要措施之一。這種電動機的特點是轉子電阻較大,起動轉矩得到有效提高,安裝容量得以降低;機械特性軟,遇到換相沖擊載荷時,轉速下降,靠曲柄慣性作用,減速器和電動機的扭矩變化趨于平緩,峰值扭矩明顯降低,從而改善了機、桿、泵的配合,提高了泵的充滿系數,增加產液量,達到系統節能的目的。此外,抽油機的工作過程中,驅動電機有時會處于發電狀態,對供電網的電能質量造成很大危害。超高轉差率電機能夠有效避免發電狀態的出現,從而減小對供電網的沖擊,保證供電質量。 本課題以抽油機節能改造中驅動電機節能為出發點,從超高轉差率電動機的機械特性、起動轉矩等方面,對該類型電動機驅動抽油機的優勢進行了理論分析。此外,本文還從能量平衡的角度,以抽油機中的動能平衡理論為基礎分析了電機轉差率對抽油機節能的影響。 最后,本文結合抽油機運動分析和抽油機曲柄運動曲線,以抽油機載荷系數為目標函數,編寫了優化計算程序,從而實現了對適合某一井況下抽油機的驅動電機的最優轉差率的定量計算,并以此作為設計或者選配超高轉差率電動機的依據。
上傳時間: 2013-07-07
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隨著能源危機日趨嚴重,新能源的開發與節能技術的研究日趨迫切,而新型儲能元件—超級電容器的應用為能量回收開辟了一條新的道路。 作為新型儲能器件,超級電容器擁有其它儲能器件無法比擬的優點—充放電速度快、功率密度高、使用壽命長。但由于其額定電壓很低,一般為1V~3V,因此使用時需多節串聯以達到實用電壓值,而電容單體參數不一致必然導致單體電壓不平衡。長此以往,勢必嚴重影響超級電容組壽命及其工作可靠性。 本文從超級電容器結構與工作原理入手,詳細闡述了其各種特性,分析和比較了目前存在的各種電壓均衡電路,確定了適合能量回收系統中超級電容組的電壓均衡策略,提出了如下兩種方法: 一種是運用飛渡電容轉移能量的思想,在飛渡電容與超級電容器之間加入DC/DC變換器,對超級電容器恒流充放電,保證了電壓均衡電路快速性。 針對超級電容器單體電壓低造成的DC/DC變換器恒流控制困難的問題,本文采用了新型開關電源芯片LTC3425及LTC3418實現了恒流輸出,仿真及試驗結果驗證了該方法的有效性。 另一種方法為基于變壓器的電壓均衡法,該方法引入全橋逆變器和高頻變壓器構成了一種新穎的電壓均衡電路。此方法容易獲得超級電容器串聯組平均電壓值,使得對低于平均電壓值的超級電容器充電非常方便。此方法以較低成本實現了電壓均衡目的,并通過仿真和試驗驗證了該方法的有效性。 以上兩種方法均通過能量內部轉移來完成電壓均衡,達到了較高的均衡效率,適合用于能量回收系統中超級電容組的電壓均衡。
上傳時間: 2013-06-08
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