超聲波電機(jī)(Ultrasonic Motor,簡(jiǎn)稱USM)是近二十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新原理微型電機(jī),該類電機(jī)不同于傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)電機(jī),它是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)激發(fā)超聲振動(dòng),借助彈性體諧振放大,通過摩擦耦合使運(yùn)動(dòng)體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)。這種電機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)快、低速大力矩、不受電磁干擾、斷電自鎖等優(yōu)點(diǎn),在微型機(jī)械、機(jī)器人、精密儀器、家用電器、汽車、航空航天等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。 二十多年來(lái)超聲波電機(jī)的研究取得了很大的進(jìn)展,有些機(jī)型已經(jīng)逐步產(chǎn)業(yè)化。為了適應(yīng)超聲波電機(jī)推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要,必須加強(qiáng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的研究工作。目前,小型化、通用化、高性能的驅(qū)動(dòng)電源和簡(jiǎn)單、實(shí)用的控制技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。本文總結(jié)了國(guó)內(nèi)外關(guān)于超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)以及其驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)理論與經(jīng)驗(yàn),分析了電機(jī)的阻抗特性及其諧振頻率漂移的影響因素。在此基礎(chǔ)上,本文提出了基于保持電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓、電流間相位差恒定不變的頻率跟蹤方法,設(shè)計(jì)了一種新型的超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源。 本文開展的主要研究工作如下: (1)簡(jiǎn)要介紹了超聲波電機(jī)的基本原理、獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)、發(fā)展歷史以及本論文的選題意義和主要內(nèi)容。 (2)分析了超聲波電機(jī)的阻抗特性,在此基礎(chǔ)上研究了電機(jī)頻率漂移的原因及不利影響,總結(jié)了各種實(shí)現(xiàn)頻率跟蹤的方法。 (3)在理論分析的基礎(chǔ)上,提出了基于保持超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓、電流間相位差恒定不變的頻率跟蹤方法,該方法可以由鎖相環(huán)CD4046實(shí)現(xiàn)。 (4)對(duì)所設(shè)計(jì)的超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn),從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知該電源能夠有效地驅(qū)動(dòng)電機(jī),并且頻率跟蹤的效果較好,電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化可穩(wěn)定在4%左右。
標(biāo)簽: 頻率 自動(dòng)跟蹤 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源
上傳時(shí)間: 2013-06-27
上傳用戶:星仔
微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件的構(gòu)成涉及微電子、微機(jī)械、微動(dòng)力、微熱力、微流體學(xué)、材料、物理、化學(xué)、生物等多個(gè)領(lǐng)域,形成了多能量域并交叉耦合。為其產(chǎn)品的建模、仿真以及優(yōu)化設(shè)計(jì)帶來(lái)了較大的難度。由于靜電驅(qū)動(dòng)的原理簡(jiǎn)單使其成為MEMS器件中機(jī)械動(dòng)作的主要來(lái)源。而梳齒結(jié)構(gòu)在MEMS器件中有廣泛的應(yīng)用:微諧振器、微機(jī)械加速度計(jì)、微機(jī)械陀螺儀、微鏡、微鑷、微泵等。所以做為MEMS的重要驅(qū)動(dòng)方式和結(jié)構(gòu)形式,靜電驅(qū)動(dòng)梳齒結(jié)構(gòu)MEMS器件的耦合場(chǎng)仿真分析以及優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)MEMS的開發(fā)具有很重要的意義。本課題的研究對(duì)靜電驅(qū)動(dòng)梳齒結(jié)構(gòu)MEMS器件的設(shè)計(jì)具有較大的理論研究意義。 本文的研究工作主要包括以下幾個(gè)方面: 1、采用降階宏建模技術(shù)快速求解靜電梳齒驅(qū)動(dòng)器靜電-結(jié)構(gòu)耦合問題,降階建模被用于表示微諧振器的靜態(tài)動(dòng)態(tài)特性。論文采用降階建模方法詳細(xì)分析了靜電梳齒驅(qū)動(dòng)器的各參數(shù)對(duì)所產(chǎn)生靜電力以及驅(qū)動(dòng)位移的關(guān)系;并對(duì)靜電梳齒驅(qū)動(dòng)器梳齒電容結(jié)構(gòu)的靜電場(chǎng)進(jìn)行分析和模擬,深入討論了邊緣效應(yīng)的影響;還對(duì)微諧振器動(dòng)態(tài)特性的各個(gè)模態(tài)進(jìn)行仿真分析,并計(jì)算分析了前六階模態(tài)的頻率和諧振幅值。仿真結(jié)果表明降階建模方法能夠快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)多耦合域的求解。 2、從系統(tǒng)角度出發(fā)考慮了各個(gè)子系統(tǒng)對(duì)叉指式微機(jī)械陀螺儀特性的影響,系統(tǒng)詳細(xì)地分析了與叉指狀微機(jī)械陀螺儀性能指標(biāo)-靈敏度密切相關(guān)的結(jié)構(gòu)特性、電子電路、加工工藝和空氣阻尼,并在此分析的基礎(chǔ)上建立了陀螺的統(tǒng)一多學(xué)科優(yōu)化模型并對(duì)其進(jìn)行多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)。將遺傳算法和差分進(jìn)化算法的全局尋優(yōu)與陀螺儀系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化相結(jié)合,證實(shí)了遺傳算法和差分進(jìn)化算法在MEMS系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化中的可行性,并比較遺傳算法和差分進(jìn)化算法的優(yōu)化結(jié)果,差分進(jìn)化算法的優(yōu)化結(jié)果較大地改善了器件的性能。 3、從系統(tǒng)角度出發(fā)考慮了各個(gè)子系統(tǒng)對(duì)梳齒式微加速度計(jì)特性的影響,在對(duì)梳齒式微加速度計(jì)各個(gè)學(xué)科的設(shè)計(jì)要素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)分別建立相對(duì)獨(dú)立的優(yōu)化模型,采用差分進(jìn)化算法和多目標(biāo)遺傳算法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。證實(shí)了差分進(jìn)化算法和多目標(biāo)遺傳算法對(duì)多個(gè)子系統(tǒng)耦合的系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化的可行性,并比較了將多目標(biāo)轉(zhuǎn)換為單目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化和采用多目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化的區(qū)別和結(jié)果,優(yōu)化結(jié)果使器件的性能得到了改善。
上傳時(shí)間: 2013-05-15
上傳用戶:zhangjinzj
異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的頻率范圍、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、調(diào)速精度、低頻轉(zhuǎn)矩、工作效率等方面具有很大優(yōu)點(diǎn)。隨著電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展,以此為基礎(chǔ)的交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,基于SVPWM的異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)作為現(xiàn)代交流傳動(dòng)控制的一個(gè)重要研究方向,逐漸成為研究的熱點(diǎn)。 異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是一個(gè)多變量、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng),雖然常規(guī)的PID控制算法簡(jiǎn)單、可靠性高,但對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)這樣的非線性系統(tǒng)控制效果一般。模糊控制作為智能控制的一個(gè)重要的分支,由于不需要建立對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型,且具有良好的魯棒性和非線性的控制特性,非常適用于異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。本文以提高異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速精度和改善電動(dòng)機(jī)的使用效率為目標(biāo),基于SVPWM的控制原理,分別采用傳統(tǒng)PID控制器和模糊PID控制器,應(yīng)用在異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)中。 本文首先介紹了異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法和逆變器的PWM控制方法。并闡述了矢量控制、坐標(biāo)變換、空間電壓矢量調(diào)制的基本原理,給出了異步電動(dòng)機(jī)在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,為設(shè)計(jì)異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)給出了傳統(tǒng)PID控制器和模糊PID控制器模型。為驗(yàn)證控制效果,文中基于MATLAB/Simulink平臺(tái),建立了控制器的計(jì)算機(jī)仿真模型,給出了仿真結(jié)果,并對(duì)結(jié)果做了詳細(xì)的分析。比較了傳統(tǒng)PID控制和模糊PID控制的效果,由仿真結(jié)果可以看出采用模糊PID控制算法具有較大的優(yōu)越性。 最后,以TI公司的DSP控制芯片TMS320F2812為控制核心,設(shè)計(jì)了異步電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng),硬件系統(tǒng)主要包括主電路、功率驅(qū)動(dòng)電路、電壓、電流檢測(cè)電路等電路。另外設(shè)計(jì)了控制軟件,并給出了軟件的流程圖。通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得的波形,驗(yàn)證了控制方法的正確性和有效性。
標(biāo)簽: 異步電動(dòng)機(jī) 變頻調(diào)速系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-05-17
上傳用戶:dpuloku
矢量控制一直是電機(jī)控制領(lǐng)域的熱門話題。本文以異步電機(jī)為研究對(duì)象,以矢量控制的解耦思想為基礎(chǔ),采用自動(dòng)控制的有關(guān)方法,對(duì)矢量控制進(jìn)行了探討,著重研究了矢量控制系統(tǒng)中控制器的設(shè)計(jì)。 @@ 本文對(duì)矢量控制和自動(dòng)控制的相關(guān)理論進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹,包括矢量控制的原理、坐標(biāo)變換、控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)等。按照矢量控制的解耦思想將耦合的交流電機(jī)模擬為解耦的直流電機(jī)進(jìn)行控制,解耦后的交流電機(jī)可對(duì)轉(zhuǎn)子磁鏈和轉(zhuǎn)速進(jìn)行獨(dú)立控制。在設(shè)計(jì)磁鏈控制器和速度控制器時(shí),通過使用自動(dòng)控制的相關(guān)原理,使得轉(zhuǎn)子磁鏈和電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到了預(yù)期的性能要求。本文使用的設(shè)計(jì)方法是先在連續(xù)域下設(shè)計(jì)控制器,然后將其離散化為數(shù)字控制器,并對(duì)連續(xù)域下的控制器和離散域下的控制器進(jìn)行了仿真和比較。電機(jī)轉(zhuǎn)速是本文的一個(gè)重要參數(shù),文中專門設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn),并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了誤差分析。最后,對(duì)本文設(shè)計(jì)方法的不足之處進(jìn)行了簡(jiǎn)單的說(shuō)明,也給出了對(duì)應(yīng)的改善方法。 @@ 仿真表明,本文設(shè)計(jì)的矢量控制系統(tǒng)達(dá)到了良好的控制效果。 @@關(guān)鍵字:矢量控制、磁鏈調(diào)節(jié)器、速度調(diào)節(jié)器
標(biāo)簽: 異步電機(jī) 分 矢量控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-06-17
上傳用戶:edrtbme
由于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPS)系統(tǒng)具有高性能、高效率、低成本、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展,電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)逐漸取代傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向(HPS),成為轉(zhuǎn)向助力技術(shù)的主流。 @@ 本文在詳細(xì)了解EPS系統(tǒng)性能要求和工作原理的基礎(chǔ)上,對(duì)各種已有的EPS助力電機(jī)進(jìn)行了總結(jié)和比較。對(duì)比結(jié)果表明,無(wú)刷直流電機(jī)(BLDC)憑借其顯著的優(yōu)點(diǎn),成為EPS助力電機(jī)的較優(yōu)選擇。 @@ 無(wú)刷直流電機(jī)作為一種由電動(dòng)機(jī)本體和驅(qū)動(dòng)器組成的機(jī)電一體化產(chǎn)品,與傳統(tǒng)的直流電機(jī)一樣,具有良好的起動(dòng)和調(diào)速性能,并且由于用電子換向取代了機(jī)械換向,不存在傳統(tǒng)直流電機(jī)的換向火花和機(jī)械噪聲,在許多性能要求比較高的場(chǎng)合已得到普遍應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,其應(yīng)用范圍還在進(jìn)一步擴(kuò)展。然而,BLDC電機(jī)作為EPS系統(tǒng)的助力電機(jī)也并非全無(wú)缺點(diǎn)。永磁電機(jī)中固有的齒槽轉(zhuǎn)矩的存在,以及由于采用120°換向工作模式造成的轉(zhuǎn)矩波動(dòng),都會(huì)嚴(yán)重影響EPS系統(tǒng)的操控性能。 @@ 本課題針對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)在汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的應(yīng)用,根據(jù)EPS系統(tǒng)對(duì)助力電機(jī)的要求,設(shè)計(jì)了一臺(tái)轉(zhuǎn)向助力用永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī),并使用有限元方法對(duì)電機(jī)性能進(jìn)行了分析。為了反映參數(shù)變化對(duì)電機(jī)性能的影響,從而為電機(jī)的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo),我們還用場(chǎng)路耦合的解析算法對(duì)電機(jī)性能進(jìn)行了分析。在分析結(jié)果的基礎(chǔ)上,對(duì)永磁電機(jī)中的齒槽轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了研究,并針對(duì)樣機(jī)提出了齒槽轉(zhuǎn)矩的削弱方法,然后使用三維有限元的方式對(duì)所提出的方法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。 @@ 根據(jù)EPS系統(tǒng)的工作原理,探討了助力電機(jī)的控制策略,并設(shè)計(jì)了帶傳感器的無(wú)刷直流電機(jī)的控制系統(tǒng)。分別完成控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì),并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明基本達(dá)到了設(shè)計(jì)的目標(biāo)。 @@關(guān)鍵詞:EPS、無(wú)刷直流電機(jī)、電機(jī)設(shè)計(jì)與優(yōu)化、有限元、控制器設(shè)計(jì)
標(biāo)簽: EPS 汽車 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-07-29
上傳用戶:cx111111
非接觸電能傳輸技術(shù)是一門新興的能量傳輸技術(shù),它集合了電力電子能量傳輸技術(shù)、磁場(chǎng)耦合技術(shù)以及現(xiàn)代控制理論。由于這種電能傳輸方式?jīng)]有接觸摩擦,可減少對(duì)設(shè)備的損傷,不會(huì)產(chǎn)生易引燃引爆的火花,解決了給移動(dòng)設(shè)備特別是在惡劣環(huán)境下,工作設(shè)備的供電問題。在交通運(yùn)輸、航空航天、機(jī)器人、醫(yī)療器械、照明、便攜式電子產(chǎn)品、礦井和水下應(yīng)用等場(chǎng)合有著廣泛的應(yīng)用前景。本文對(duì)非接觸電能傳輸技術(shù)進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。主要研究?jī)?nèi)容如下: ⑴介紹了非接觸電能傳輸技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,發(fā)展前景,基本原理與所涉及到的關(guān)鍵技術(shù)。 ⑵通過建立漏感模型,對(duì)采用各種補(bǔ)償方式時(shí),補(bǔ)償電容的選擇進(jìn)行了分析與研究,并對(duì)不同補(bǔ)償方式時(shí),負(fù)載對(duì)系統(tǒng)傳輸效率的影響進(jìn)行了分析。 ⑶介紹了PWM調(diào)制硬開關(guān)技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù),比較分析了應(yīng)用于無(wú)接觸電能傳輸系統(tǒng)主變換器的幾種逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),詳細(xì)分析了移相全橋變換器的工作原理,在此基礎(chǔ)上,對(duì)變換器進(jìn)行改進(jìn),提出了基于移相全橋控制的諧振變換器,并對(duì)變換器的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)分析。 ⑷對(duì)系統(tǒng)原副邊主電路的主要參數(shù)進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì),對(duì)松耦合變壓器的結(jié)構(gòu)選擇、主要參數(shù)進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)。 ⑸分別用通用DSP芯片TMS320F2812和專用控制芯片UC3875對(duì)系統(tǒng)的控制電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 ⑹對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究,在仿真成功的基礎(chǔ)上,采用UC3875控制方案制作了實(shí)驗(yàn)樣機(jī),進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
上傳時(shí)間: 2013-07-19
上傳用戶:libenshu01
雙向DC/DC變換器(Bi-directionalDC/DCconverters)是能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)能量雙向傳輸?shù)闹绷?直流變換器。隨著科技的發(fā)展,雙向DC/DC變換器的應(yīng)用需求越來(lái)越多,正逐步應(yīng)用到無(wú)軌電車、地鐵、列車、電動(dòng)車等直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),直流不間斷電源系統(tǒng),航天電源等場(chǎng)合。一方面,雙向DC/DC變換器為這些系統(tǒng)提供能量,另一方面,又使可回收能量反向給供電端充電,從而節(jié)約能量。 大多數(shù)雙向DC/DC變換器采用復(fù)雜的輔助網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)技術(shù),本文所研究的Buck/Boost雙向的DC/DC變換器從拓?fù)渖辖鉀Q器件軟開關(guān)的問題;由于Buck/Boost雙向DC/DC變換器的電流紋波較大,這會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的電磁干擾,本文結(jié)合Buck/Boost雙向DC/DC變換器拓?fù)渑c磁耦合技術(shù)使電感電流紋波減小;由于在同一頻率下不同負(fù)載時(shí)電流紋波不同,本文在控制時(shí)根據(jù)負(fù)載改變PWM頻率,從而使輕載時(shí)的電流紋波均較小。 本文所研究的雙向DC/DC變換器采用DSP處理器進(jìn)行控制,其原因在于:目前沒有專門用于控制該Buck/Boost雙向DC/DC變換器的控制芯片,而DSP具有多路的高分辨率PWM,通過對(duì)DSP寄存器的配置可以實(shí)現(xiàn)Buck/Boost雙向DC/DC變換器的控制PWM;DSP具有多路高速的A/D轉(zhuǎn)換接口,并可以通過配合PWM完成對(duì)反饋采樣,具備一定的濾波功能。 本文所研究的數(shù)字雙向DC/DC變換器實(shí)現(xiàn)了在Buck模式下功率MOSFET的零電壓開通及零電壓關(guān)斷,電感電流的交迭使其電感輸出端電流紋波明顯變小,輕載時(shí)PWM頻率的提升也使得電流紋波變小。
標(biāo)簽: F2808 2808 320F DCDC
上傳時(shí)間: 2013-06-08
上傳用戶:cy_ewhat
本文以單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)為研究對(duì)象,在分析了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)特性的基礎(chǔ)上,總結(jié)了實(shí)際運(yùn)行的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中存在的問題和影響控制效果的原因。把汽包鍋爐單元機(jī)組簡(jiǎn)化為一個(gè)具有雙輸入、雙輸出的被控對(duì)象以及做了一些合理假設(shè)的前提下對(duì)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)建立的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析。 從快速滿足電網(wǎng)負(fù)荷指令的需求,抑制各種干擾,保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行的中心任務(wù)出發(fā),首次提出采用智能PID控制器作為汽機(jī)的主控制器,解決常規(guī)單自由度PID控制器不能兼顧目標(biāo)跟蹤特性和抗干擾特性的問題,并在一定程度上解決了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)對(duì)鍋爐前饋回路過分依賴的問題。 針對(duì)鍋爐對(duì)象大遲延特性,利用模糊預(yù)估策略對(duì)過程的輸出進(jìn)行預(yù)測(cè)。補(bǔ)償了鍋爐側(cè)純延遲帶來(lái)的不利影響;而且還具備了模糊控制不依賴于系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,具有對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化不敏感,對(duì)于非線性、時(shí)變時(shí)滯等特性,呈現(xiàn)出較好的魯棒性等特點(diǎn),當(dāng)出現(xiàn)較大的誤差時(shí),可以把系統(tǒng)從很大的偏離中拉回來(lái),提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和安全性。仿真試驗(yàn)表明采用模糊預(yù)估能夠降低系統(tǒng)的超調(diào),取得較好的控制效果。 由于單元機(jī)組中的鍋爐與汽機(jī)為強(qiáng)耦合系統(tǒng),為了實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的單一控制,決定采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多變量解禍控制,通過仿真證明,達(dá)到了很好的解耦效果。 為了從全局上優(yōu)化系統(tǒng)的控制行為,采用模糊控制策略對(duì)鍋爐和汽機(jī)的指令進(jìn)行智能化的調(diào)整和約束。根據(jù)不同的負(fù)荷階段、主要參數(shù)的變化情況及時(shí)調(diào)整有關(guān)的指令,使協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)向著有利于全局優(yōu)化的方向調(diào)節(jié)。 本文將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制思想引入?yún)f(xié)調(diào)控制系統(tǒng),并在此基礎(chǔ)上構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊自適應(yīng)控制的智能PID控制方案。通過理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)證明了這一控制方法在電廠協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的實(shí)用價(jià)值,和傳統(tǒng)的PID控制比較,這種智能控制算法有效的提高了負(fù)荷的響應(yīng)速率,保證了系統(tǒng)的品質(zhì),取得了很好的控制效果。
標(biāo)簽: 火電廠 單元機(jī)組 協(xié)調(diào)控制
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶:luke5347
永磁同步電機(jī)是同步電機(jī)的一個(gè)重要類型,其轉(zhuǎn)子一般采用稀土永磁材料做激磁磁極,與傳統(tǒng)同步電機(jī)相比,體積和重量大為減小,而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠,維護(hù)更方便。現(xiàn)代電氣傳動(dòng)控制的發(fā)展趨勢(shì)之一是開發(fā)新的交流調(diào)速與伺服系統(tǒng)。無(wú)論在矢量控制還是標(biāo)量控制中,轉(zhuǎn)速與位置的閉環(huán)控制都需要在電機(jī)軸上安裝一個(gè)速度傳感器,但是由于速度傳感器的引進(jìn)不僅增加了成本,降低了系統(tǒng)可靠性,還存在安裝問題,效果并不十分理想。因此高性能無(wú)速度傳感器控制成為近年來(lái)電機(jī)研究的熱點(diǎn)。 本文在系統(tǒng)介紹卡爾曼濾波器的基礎(chǔ)上,將其引入到永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器狀態(tài)觀測(cè)中。由于永磁同步電機(jī)是一個(gè)強(qiáng)耦合的多階非線性系統(tǒng),本文采用了工程實(shí)際中普遍采用的泰勒展開式截?cái)嗟姆椒ǎ瑢?duì)電機(jī)方程線性化處理,將卡爾曼濾波算法推廣至非線性系統(tǒng),并加入了反映電機(jī)系統(tǒng)模型誤差和環(huán)境干擾的系統(tǒng)噪聲和測(cè)量噪聲模型,形成擴(kuò)展卡爾曼濾波算法。擴(kuò)展卡爾曼濾波器將電機(jī)轉(zhuǎn)子位置與轉(zhuǎn)速作為系統(tǒng)狀態(tài)變量進(jìn)行實(shí)時(shí)估算,并將所得信息反饋到永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)中。通過仿真,與電機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行比較,證明了擴(kuò)展卡爾曼濾波具有良好的動(dòng)態(tài)跟蹤能力和抗噪聲能力。 針對(duì)擴(kuò)展卡爾曼濾波算法在無(wú)速度傳感器控制中存在的不足,本文給出了降階線性卡爾曼濾波算法。降階線性卡爾曼濾波算法重新選擇了系統(tǒng)狀態(tài)變量,建立新的完全線性化的系統(tǒng)方程,并且卡爾曼濾波算法中的系統(tǒng)協(xié)方差矩陣成為時(shí)不變序列,因此可以直接應(yīng)用線性卡爾曼濾波算法。仿真結(jié)果證明,與擴(kuò)展卡爾曼濾波算法相比,新的算法更加簡(jiǎn)單,減輕了繁重的參數(shù)調(diào)節(jié)任務(wù),易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn),不僅具備擴(kuò)展卡爾曼濾波算法的優(yōu)勢(shì),而且在某些性能方面超越了擴(kuò)展卡爾曼濾波算法。 通過分析得知,由于將系統(tǒng)模型不確定性與測(cè)量噪聲體現(xiàn)在系統(tǒng)方程中,因此卡爾曼濾波算法在狀態(tài)估算方面具有良好的性能。本文以降階線性卡爾曼濾波 算法為理論基礎(chǔ),以永磁同步電機(jī)為對(duì)象,以數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為核心,設(shè)計(jì)了電機(jī)狀態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。整個(gè)方案在不增加成本的基礎(chǔ)上,充分利用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)豐富的資源和強(qiáng)大的運(yùn)算能力,通過檢測(cè)電機(jī)相電流,實(shí)時(shí)估算出電機(jī)轉(zhuǎn)子位置與轉(zhuǎn)速。本系統(tǒng)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)速度傳感器,為電機(jī)控制系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速反饋信息。本文的下一步主要工作便是將此系統(tǒng)付諸實(shí)踐,應(yīng)用于實(shí)際工程中,對(duì)卡爾曼濾波算法在永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器控制方面的性能進(jìn)行進(jìn)一步研究。關(guān)鍵詞:永磁同步電機(jī);無(wú)速度傳感器;卡爾曼濾波
標(biāo)簽: 卡爾曼 濾波算法 永磁同步電機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
上傳用戶:lifangyuan12
本文分析了永磁同步直線電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行機(jī)理與運(yùn)行特性,并通過坐標(biāo)變換,分別得出了電機(jī)在a—b—c,α—β、d—q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。針對(duì)永磁同步直線電機(jī)模型的非線性與耦合特性,采用了次級(jí)磁場(chǎng)定向的矢量控制,并使id=0,不但解決了上述問題,還實(shí)現(xiàn)了最大推力電流比控制。為了獲得平穩(wěn)的推力,采用了SVPWM控制,并對(duì)它算法實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。 針對(duì)速度環(huán)采用傳統(tǒng)PID控制難以滿足高性能矢量控制系統(tǒng),通過對(duì)傳統(tǒng)PID控制和模糊控制理論的研究,將兩者相結(jié)合,設(shè)計(jì)出能夠在線自整定的模糊PID控制器。將該控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PID控制器應(yīng)用于速度環(huán),以提高系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能。 在以上分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了永磁同步直線電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的軟、硬件。其中電流檢測(cè)采用了新穎的電流傳感器芯片IR2175,以解決溫漂問題;速度檢測(cè)采用了增量式光柵尺,設(shè)計(jì)了與DSP的接口電路,通過M/T法實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的測(cè)速。最后在Matlab/Simlink下建立了電機(jī)及其矢量控制系統(tǒng)的仿真模型,并對(duì)分別采用傳統(tǒng)PID速度控制器和模糊PID速度控制器的系統(tǒng)進(jìn)行仿真,結(jié)果表明采用模糊PID控制具有更好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能,能有效的抑制暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)下的推力脈動(dòng),對(duì)于負(fù)載擾動(dòng)具有較強(qiáng)的魯棒性。
上傳時(shí)間: 2013-07-04
上傳用戶:13681659100
蟲蟲下載站版權(quán)所有 京ICP備2021023401號(hào)-1