勵磁控制系統是同步發電機的重要組成部分,它的特性好壞直接影響電機及電力系統運行的可靠性和穩定性。 基于此,利用仿真的方式對勵磁控制系統進行了研究并給出了相關結論,同時提出了一些新的控制算法,并建立了一個勵磁控制系統仿真平臺。 首先,從同步電機和勵磁系統的模型入手,根據研究需要修改了同步電機的仿真模型,詳細地介紹了檢測單元、控制單元和勵磁系統主回路模型,在總結普通PID調節方式不足的基礎上提出了一種性能優越的非線性PID控制方式。 其次,分別在有刷和無刷勵磁系統下,對普通PID、非線性PID和模糊自適應PID三種控制方式在階躍響應和突變負載的情況下進行仿真,對輸出的機端電壓進行分析并得出相關結論。 除了對通用的勵磁控制算法進行仿真分析外,提出了一種基于同步電機本身的勵磁控制算法,這種控制方式是對勵磁電流進行閉環控制,并輔以非線性的PID控制進行進行精度調節。針對這種方式,提出了兩種實現方案。同樣在有刷和無刷勵磁系統下進行階躍響應和突變負載的仿真分析研究。仿真測試表明,這種控制算法在控制的快速性和穩定性方面優于通用的控制方式。 最后,鑒于勵磁控制系統仿真的重復性及操作的繁瑣性,建立了一種基于MATLAB GUI的勵磁控制仿真平臺,借助此平臺對SIMULINK模型操作,可以方便地實現對參數的設置與修改、模型的查看和修正、仿真的顯示及相關的輔助操作等等,可以極大地簡化仿真的操作過程,提高仿真的效率。另外,此平臺的實現也為其它系統類型仿真界面的建立提供了重要的參考。
上傳時間: 2013-04-24
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無刷直流電機以體積小、重量輕、效率高、調速性能好、無換向火花及無勵磁損耗等諸多優點被大量應用于家電、交通、醫療器械、數控機床及機器人等領域,現代工業的快速發展對無刷直流電機控制系統的性能要求也越來越高。可以預見,隨著永磁材料和電力電子器件價格進一步的降低,無刷直流電機驅動理論的研究不斷深入,無刷直流電機的應用前景將更加廣泛。 本文通過閱讀大量文獻資料,介紹了無刷直流電機的發展現狀、研究動態及工作原理等。在控制策略上,采用了基于智能控制思想的模糊控制,其特點是不依賴于對象模型,利用制定的控制規則進行了模糊推理從而獲得合適的控制量。運用Matlab/Simulink對控制系統進行了建模和仿真,其中速度環采用模糊PI調節,電流環采用傳統的PI調節,為后面的實驗提供了理論分析的基礎。 結合無刷直流電機的結構,利用電機內部的霍爾元件檢測轉子位置。根據模糊控制器的設計方法,給出了模糊控制查詢表。采用TI公司的數字信號處理器TMS320F2812作為主控芯片,在硬件上設計了整流電路、逆變電路、驅動電路、調理及保護電路等;在DSP軟件開發環境CCS下,采用C語言和匯編語言進行了混合編程,實現了轉子位置信號的讀取、PWM波的產生、AD采樣、速度模糊PI調節及電流調節等功能。 通過對整個控制系統的軟硬件聯合調試,進行了相關實驗。相對傳統的控制系統,采用模糊PI控制的系統具有響應速度快、超調量小、穩定性好等優點。實驗結果表明了無刷直流電機模糊控制系統設計的正確性。最后對整個設計進行了總結,對后續的工作給出了自己的見解。
上傳時間: 2013-04-24
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本文以單元機組協調控制系統為研究對象,在分析了協調控制系統特性的基礎上,總結了實際運行的協調控制系統中存在的問題和影響控制效果的原因。把汽包鍋爐單元機組簡化為一個具有雙輸入、雙輸出的被控對象以及做了一些合理假設的前提下對協調控制系統建立的動態數學模型進行分析。 從快速滿足電網負荷指令的需求,抑制各種干擾,保證機組的穩定運行的中心任務出發,首次提出采用智能PID控制器作為汽機的主控制器,解決常規單自由度PID控制器不能兼顧目標跟蹤特性和抗干擾特性的問題,并在一定程度上解決了協調控制系統對鍋爐前饋回路過分依賴的問題。 針對鍋爐對象大遲延特性,利用模糊預估策略對過程的輸出進行預測。補償了鍋爐側純延遲帶來的不利影響;而且還具備了模糊控制不依賴于系統的數學模型,具有對系統參數變化不敏感,對于非線性、時變時滯等特性,呈現出較好的魯棒性等特點,當出現較大的誤差時,可以把系統從很大的偏離中拉回來,提高了系統的響應速度和安全性。仿真試驗表明采用模糊預估能夠降低系統的超調,取得較好的控制效果。 由于單元機組中的鍋爐與汽機為強耦合系統,為了實現一對一的單一控制,決定采用神經網絡多變量解禍控制,通過仿真證明,達到了很好的解耦效果。 為了從全局上優化系統的控制行為,采用模糊控制策略對鍋爐和汽機的指令進行智能化的調整和約束。根據不同的負荷階段、主要參數的變化情況及時調整有關的指令,使協調控制系統向著有利于全局優化的方向調節。 本文將神經網絡、模糊控制思想引入協調控制系統,并在此基礎上構造神經網絡、模糊自適應控制的智能PID控制方案。通過理論分析和仿真實驗證明了這一控制方法在電廠協調控制系統中的實用價值,和傳統的PID控制比較,這種智能控制算法有效的提高了負荷的響應速率,保證了系統的品質,取得了很好的控制效果。
上傳時間: 2013-04-24
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工業生產過程中,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都是屬于大時滯系統,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了比較理想的控制效果,但它仍然屬于將參數整定與系統控制分開處理的離線整定方法,如果工況發生變化就必須重新調整參數。針對這一問題,為了實現時滯系統參數自整定的控制,本文將神經網路控制、模糊控制和PID控制結合起來,設計了基于神經網路的模糊自適應PID控制器。 首先,本論文分析了時滯系統的特點,討論了幾種時滯系統較為成熟的常規控制算法: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中的控制性能進行了比較。 其次,在分析PID參數自整定傳統方法的基礎上,設計了一種改進方法,并設計了相應的控制器。該控制器綜合了模糊控制、神經網絡控制和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,也具備了神經網絡的自適應、自學習的能力,同時也具備了傳統PID控制的廣泛適應性。該方法不需要離線整定參數,實現了在線自整定參數。仿真實驗表明了該控制器對模型和環境都具有較好的適應能力和較強的魯棒性。 最后將基于神經網路的模糊自適應PID控制器應用于貝加萊PID溫控裝置,能夠出色地實現參數的在線自整定。理論分析、系統仿真、實驗結果都證實了這種控制策略能有效地減少系統超調量,并減少了調節時間,提高了系統的實時性和控制精度。
上傳時間: 2013-07-05
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在實際應用中,對永磁同步電機控制精度的要求越來越高。尤其是在機器人、航空航天、精密電子儀器等對電機性能要求較高的領域,系統的快速性、穩定性和魯棒性能好壞成為決定永磁同步電機性能優劣的重要指標。傳統電機系統通常采用PID控制,其本質上是一種線性控制,若被控對象具有非線性特性或有參變量發生變化,會使得線性常參數的PID控制器無法保持設計時的性能指標;在確定PID參數的過程中,參數整定值是具有一定局域性的優化值,并不是全局最優值。實際電機系統具有非線性、參數時變及建模過程復雜等特點,因此常規PID控制難以從根本上解決動態品質與穩態精度的矛盾。永磁同步電機是典型的多變量、參數時變的非線性控制對象。先進控制方法(諸如智能控制、優化算法等)研究應用的發展與深入,為控制復雜的永磁同步電機系統開辟了嶄新的途徑。由于先進控制方法擺脫了對控制對象模型的依賴,能夠在處理不精確性和不確定性問題中有可處理性、魯棒性,因而將其引入永磁同步電機控制已成為一個必然的趨勢。本文根據系統實現目標的不同,選取相應的先進控制方法,并與PID控制相結合,對永磁同步電機各方面性能進行有針對性的優化,最終使其控制精度得到顯著的提高。為達到對永磁同步電機進行性能優化的研究目的,文中首先探討了正弦波永磁同步電機和方波永磁同步電機的運行特點及控制機理,通過建立數學模型,對相應的控制系統進行了整體分析。針對永磁同步電機非線性、強耦合的特點,設計了矢量控制方式下的永磁同步電機閉環反饋控制系統。結合常規PID控制,將模糊控制、遺傳算法、神經網絡和人工免疫等多種先進控制方法應用于永磁同步電機調速系統、伺服系統和同步傳動系統的控制器設計中,以滿足不同控制系統對電機動、靜態性能的要求以及對調速性能或跟隨性能的側重。實驗結果表明,采用先進控制方法的永磁同步電機具有較好的動態性能、抗擾動能力以及較強的魯棒性能;與傳統PID控制相比,系統的控制精度得到了明顯提高。研究結果驗證了先進控制方法應用于永磁同步電機性能優化的有效性和實用性。
上傳時間: 2013-04-24
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關于PID算法自動控制的詳細介紹,并有如何針對一些具體情況的編程介紹
上傳時間: 2013-08-05
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基于單片機的PID溫度控制系統,了解PID控制理論和單片機實現方法
上傳時間: 2013-05-21
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在工業過程中,許多對象具有滯后特性,由于純滯后的存在,使得系統的超調量變大,調節時間變長。因此滯后過程被公認為較難控制的對象,而且純滯后占整個動態過程的時間越長,難控的程度越大。所以大純滯后對象的控制一直是困擾自動控制和計算機應用領域的一大難題。而這類對象又廣泛存在于石油、化工、釀造、制藥、冶金等工業生產過程中。因此對該問題的研究具有重大的實際意義。 傳統的PID配合Smith預估補償器的控制方法,對模型誤差反映比較靈敏,當存在建模誤差或干擾時,控制效果并不能取得令人滿意的效果。近年來隨著模糊控制、神經網絡控制等智能控制研究的不斷深入,有些學者將它們與Smith預估控制、PID控制及預測控制等相結合,提出了針對不確定大滯后系統的新的控制方法。雖然有些控制方案效果不錯,但系統的復雜程度和調試難度也隨之增加。因此設計簡單、快速、可靠的控制器,仍是一個重大課題。 本文首先介紹了大滯后過程的控制特點,概述了常用的大滯后過程的控制方法及其優缺點。接著概要地介紹了嵌入式系統的優點、發展歷史、現狀及前景。并針對性地介紹了ARM控制器的概況以及它的應用領域。然后本文針對大滯后對象提出了自抗擾控制器與Smith預估補償器相結合的設計方案。通過仿真對比了本方案、PID配合Smith預估補償器及單一的自抗擾控制器的控制效果,表明自抗擾控制器與Smith預估補償器的結合有效地改善了大滯后對象的控制效果,增強了系統的魯棒性和抗干擾能力。為驗證該控制方案的實際控制效果,我們以PCT-II型過程控制實驗裝置中的具有大滯后特性的盤管內部的溫度為被控對象,以JX44BO開發板作為主要的控制平臺設計并完成大滯后控制實驗。所以接下來本文介紹了實現這個嵌入式溫度大滯后控制系統所涉及到的硬件平臺、系統框圖以及實驗內容。然后本文介紹了嵌入式控制平臺的控制界面以及各個主要功能的程序的實現,以及遠程客戶端程序在以太網通訊方面的程序實現和遠程客戶端程序的操作界面。最后本文給出了本次實驗的參數設置以及最終的實驗結果。實驗結果表明在實際應用中本文所提出的方案對于大滯后對象具有較好的控制效果。
上傳時間: 2013-06-11
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無刷直流電機具有輸出轉矩大、調速性能好、運行可靠等一系列優點,具有廣泛的應用前景,其傳統的理論分析及設計方法已經比較成熟。它的進一步推廣和應用,在很大程度上有賴于對其控制策略的研究。本文主要研究了無刷直流電機的速度控制問題。 無刷直流電機是一種多變量和非線性的控制系統,傳統的控制方法很難滿足對它的精確控制。近代模糊控制理論在無刷直流電機的控制中得到了廣泛的應用,提高了控制系統的性能。但是,在模糊控制器控制規則優化和參數在線調整方面還存在著許多不足。針對這些問題,本文提出了一種使用遺傳算法優化的模糊控制器,并且應用到無刷直流電機的控制中。系統采用雙閉環控制,內環采用電流負反饋對電機轉矩進行調節;外環應用模糊控制器進行速度控制,通過遺傳算法離線優化模糊控制規則和在線調節模糊控制器的參數以提高系統的動態性能。同時本文使用Matlab和電機仿真軟件VisSim對無刷直流電機的速度控制進行了軟件仿真。 數字信號處理器(DSP)是一種高速的信號處理芯片,近幾年在電機控制領域得到了廣泛的應用。本文以TI公司的TMS320LF2407控制器為基礎,介紹了DSP在無刷直流電機控制中常用的應用技術。同時為了降低系統開發設計的復雜性,提高控制系統的可靠性以及軟件開發的快速性,本文將嵌入式操作系統移植到DSP中,并在該操作平臺上開發出高效的控制算法。 實驗結果表明,通過遺傳算法優化的模糊控制器對無刷直流電機模型的不確定性和負載變化具有較強的適應性和魯棒性,而且控制系統具有較好的動態性能。
上傳時間: 2013-06-12
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針對自己開發的液位控制系統參數難以調整的問題,本文提出了一種智能PID 的液位控制方法。智能PID 控制算法是在常規PID 控制算法的基礎上,根據前人和專家的經驗以及操作人員的實際經驗,針對具有大滯后
上傳時間: 2013-07-31
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