葛宝明[1]2000年在《交流传动系统的新型控制策略》文中研究表明结合当前电气传动领域的发展方向，针对传统交流传动及SRD系统尚待解决的控制问题，引入新型控制策略，进行了理论和应用研究。 针对普通PID控制系统性能受参数变化及各种不确定性影响严重等缺点，基于模型算法控制(MAC)，提出一种用于交流传动系统的MAC控制方案，建立了PMSM速度控制系统与交流位置伺服系统，对其稳定性及鲁棒性进行了分析、论证、仿真及实验。结果表明，MAC控制器极大地改善了系统性能，能够有效抑制各种不确定性的不良影响，系统鲁棒性强，在保持较高稳态精度的同时，又可获得令人满意的动态性能。 基于内模控制，设计了电流环解耦控制器，改善了电流环性能，而且控制器只有一个可调参数，简化了设计过程。对于ρ＞1的PMSM，根据最大转矩／电流控制，有效利用了磁阻转矩。与i_d=0控制相比，最大转矩／电流控制系统的电流幅值大大降低，功率因数有明显改善。 针对传统PID矢量控制对电机数学模型依赖性强、系统复杂等缺点，汲取步进控制思想，将L~∞DMC应用于同步机传动系统，代替传统的PID矢量控制，分别设计了同步机L~∞DMC速度与位置控制系统。这一突破性研究，打破了传统的传动控制方法，使用基于阶跃响应的预测模型，避免了同步机建模复杂的问题，系统实施简易，控制方便；而且L~∞DMC控制的同步机传动系统具有优良的动、静态跟踪能力，鲁棒性强，能够有效抑制干扰的影响。为克服普通DMC应用于同步机速度控制的障碍，提出了行之有效的改进型预测控制算法。 在SRD方面，以消除SRM转矩脉动为主题，通过分析传统单拍导通换相策略致使相电压饱和的原因及其对系统性能造成的影响，提出一种新型换相策略，有效补偿了相电压饱和。在理论分析的基础上，得出了新型换相策略的一些重要特性。根据新型换相策略，首次将非线性内模控制应用于SRD系统，提出一种有效的SRM控制方法。由于SRM非线性内模控制器有效补偿了SRM实际对象的非线性，且能够有效消除不确定性的影响，使得系统不但实现了高动态、无超调、无静差、转矩无脉动控制，而且对模型失配、参数变化及各种不确定性干扰具有强鲁棒性。对SRD非线性内模控制系统进行了深入分析，给出了一些重要结论。 以8798单片机为控制核心，以设计低价格、高性能的SRD控制系统为主题，研制了具有优良动、静态性能的1.5kW SRM直接数字控制系统。 对实际SRD系统进行了实验研究。结果表明，该SRD系统不但结构简单，具
王娜[2]2007年在《定子电流定向控制及其运动特性的研究》文中指出随着现代科技的进步,近几十年来,微电子技术、计算机技术以及电力电子技术的飞速发展为交流电气传动控制的进步提供了技术保障;而控制理沦的发展则为人们制定先进的交流异步电机控制策略提供了理论依据。按转子磁链定向的矢量控制和按定子磁链定向的直接转矩控制的广泛应用,使交流传动控制系统逐步占主导地位。矢量控制和直接转矩控制的核心是控制磁链,然而对于交流电机而言定、转子磁链都是中间量,真正决定异步机性能的是定子磁势(电流)。本文抛开这些控制中间量直接控制定子电流,提出定子电流定向控制策略。定子电流定向控制系统吸取转差频率控制同步角度的求解方法确定定子电流d轴分量的旋转角度;遵循矢量控制的思想,将定子电流分解为两相分别进行控制;借鉴直接转矩控制中的以改变角度为主要手段来实现转矩阶跃变化的方法。在控制过程中同时调整其定子电流的幅值和位置,不刻意追求磁链幅值的恒定,和电流转矩一样在限制最大值的前提下,动态调整磁链,实现了转矩的快速响应,提高了系统效率。本论文在电流定向控制理论的指导下,设计了基于单结构电流模型的控制系统结构,以定子电流为控制对象,分析了定子电流定向控制的转矩特性。针对PMSM的研究现状,在分析PMSM的结构、种类、和磁路特性的基础上,推导出PMSM定子电流定向控制的理论基础,并且在低速运行的状态下进行系统仿真研究。利用TI公司生产的TMS320LF2407A芯片设计了永磁同步电动机位置控制系统的硬件电路,通过仿真和实验证明,定子电流定向控制带大惯性负载的控制优势。
曾玉金[3]2004年在《高性能交流伺服系统及其复合控制策略研究》文中认为当前交流传动已成为传动领域的主要方式,伺服技术正在迅速地由直流伺服系统转向交流伺服系统,交流伺服技术的应用越来越广,人们对其要求也越来越高,研究高性能的交流伺服系统,具有重要的现实意义。 交流电动机模型是强耦合、时变的非线性系统,控制策略在交流伺服系统中发挥着至关重要的作用,单一的某种控制策略很难取得理想的控制效果,将各种控制策略相互结合,取长补短而形成的复合控制策略,能提高控制性能,取得更好的控制效果。 本文针对交流伺服系统中一些尚待解决的控制问题(如当系统参数变化较大时,传统的PID控制方法难以得到满意的控制性能等),将一些新的控制方法引入交流伺服系统,并与常规方法相结合,力图以新的控制方式和策略提高整个系统的控制性能。 PID控制是历史最悠久、生命力最强、应用最广的控制方式,但传统的PID控制算法具有一定的局限性,不能适应交流伺服系统复杂的工况和高指标的控制要求。第三章首先介绍PID控制的基本原理,然后提出了一种基于GA优化参数的非线性PID控制策略,并应用于交流伺服控制系统中,其控制效果远远超过常规PID控制,取得了良好的控制效果。 模糊控制是智能控制的一个重要分支,其发展迅速,应用广泛,实效显著,引人关注。模糊控制具有较强的鲁棒性,且算法简洁,实时性强,但常规模糊控制器存在着精度不高、自适应能力有限等缺点,在第四章里,本文设计了一种高性能的复合模糊控制器,控制效果令人满意。 本文的第五章提出了一种多模智能协调控制策略,充分利用了各种控制方法的优点,并将其应用于交流伺服系统,同常规切换控制相比,它把前者的点切换改为相对平滑的智能切换,大大提高了伺服控制的动、静态性能,取得了满意的效果。 第六章首先介绍了当代交流伺服系统全数字化的发展趋势,然后简要交代了本文实验交流伺服系统的软、硬件的基本情况,并给出了实验结果。 本文在结尾对全文做了一个全面总结,并指出了有待继续研究的一些问题。
马志文[4]2007年在《电力牵引交流传动互馈试验系统的研究》文中进行了进一步梳理交流传动技术以其经济和技术优越性，已经成为我国铁路和城市轨道交通车辆的发展方向。大功率交流传动系统的研究、开发和生产，需要有功率相当的交流传动试验台为其提供良好的试验场所。为此，本文对一种“双逆变器—电机”能量互馈型交流传动试验系统(也称交流传动互馈试验系统)进行了深入的研究。本文详细阐述了交流传动互馈试验系统的工作原理和节能原理，提出了基于矢量控制的互馈双电机联合控制策略，并给出了互馈双电机系统的小信号线性状态方程，为系统的稳定性分析及参数选择提供了重要参考。仿真和试验研究表明：采用基于矢量控制联合控制策略的双逆变器—电机互馈系统具有良好的稳态性能和动态调节转速、负载转矩的能力，能够模拟机车牵引、制动等工况试验，节能效果明显。本文对矢量控制系统的电压解耦问题和不同的电压解耦算法进行了深入研究，并针对大功率电压解耦型矢量控制系统的特点，引入滑模变结构控制理论，提出了一种复合型滑模变结构电流控制器。理论分析和仿真结果表明该电流控制器既有前馈解耦动态响应快、解耦效果好的优点，又有滑模变结构控制强鲁棒性、对扰动的响应和调整速度快的优点。本文在系统的直流电源侧采用了两重化串联四象限变流器，提出了基于移相式SVPWM的预测电流控制方案。仿真和试验结果表明该四象限变流器具有输出直流电压稳定、电网侧功率因数高和能量双向流动等优点，能够满足试验系统的DC1500V直流供电要求。本文深入研究了空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的过调制问题，提出了一种具有全调制范围的新型SVPWM算法，实现了线性调制算法和过调制算法的统一。仿真和试验结果表明该算法结构简单，实用性强，只用一种算法就实现了线性调制区、过调制区直至方波工况的平滑过渡。本文研制了一套基于双DSP控制板、智能型IGBT驱动板等的变流器控制系统，在四象限变流器和逆变器中均得到成功应用。
林峰[5]1997年在《交流传动系统的控制策略》文中进行了进一步梳理本文首先简要地介绍了电力电子学和电气传动领域的现状及其未来的发展趋势，然后重点分析、研究了近年来极为引人注目的一个研究领域——传动系统的估计和控制技术。 无速度传感器控制技术由于具有与传统控制方法不同的诸多崭新特点，已引起了人们的广泛注意，目前对这一新技术进行的理论和实践上的研究已日趋深入。第二章首先就其发展情况作了介绍，分析、归纳了现有的几种无速度传感器控制方案的特点以及今后的发展方向，然后在此基础上提出了一种简易的无速度传感器控制方法。 各种自适应控制方法，如自校正调节器、模型参考自适应和滑模变结构控制等方法都被用来提高系统抗电机参数和负载变化的鲁棒性。第三章对此作了具体描述并给出了有关仿真结果。 近来，以模糊逻辑、神经网络和遗传算法等为代表的人工智能方法在传动系统中应用已显示出越来越美好的前景。在本文余下的章节中对此作了重点说明，并进行了仿真及有关实验研究。结果表明，在新型控制策略控制下，系统具有良好的动态和静态性能。
葛宝明, 王祥珩, 苏鹏声, 蒋静坪[6]2001年在《交流传动系统控制策略综述》文中指出简要回顾了交流传动发展过程中出现的各种控制策略 ,分析和介绍了各控制策略的优缺点 ,展望了交流传动控制策略的发展趋势
张虓[7]2017年在《矿用自卸车电传动系统控制策略研究及优化分析》文中研究指明大型矿用电动轮自卸车是露天矿山运输中的重要运输设备,其运载能力强,机动性高,工作效率高,在全球各大露天矿山中广泛使用。大功率交流驱动技术作为电动轮自卸车关键技术也是世界各大矿山设备生产厂商提升产品核心竞争力的重要保证。作为自卸车交流驱动系统的核心,电传动系统控制策略将驾驶意图解析成系统各部分的控制目标,控制系统发挥出更好的工作能力,以满足自卸车运载作业过程中的各类需求。本文从解决矿用自卸车动力性能需求入手,对某220t矿用电动轮自卸车电传动系统控制策略进行了研究,得到了可靠的控制策略,通过矿山运载试验,证明该策略能够满足自卸车作业循环中的各种动力需求。对矿用自卸车典型循环工况的构建进行了研究,并根据所得循环工况对控制策略进行了优化分析,得出了电传动系统优化控制策略。首先,对研究对象的电传动系统进行了分析,以优先满足自卸车动力性能需求为目标,从自卸车的行驶性能、系统功率匹配和自卸车不同行驶状态三方面进行分析,推导出电传动系统控制策略的主体框架。然后,将电传动系统分为两个子系统:动力转换系统和牵引系统,分别对两个子系统的控制策略进行了研究。对于动力转换系统,根据柴油发动机工作曲线和交流发电机恒磁通匹配规则,提出了两条跟随控制规则:发动机转速跟随加速踏板指令和直流母线电压跟随发动机转速。对于牵引系统,根据自卸车不同行驶状态下的驱动电机转速特征,提出了基于电机转速的逻辑门限规则的转矩控制决策,并确定了不同决策下的电机控制目标与踏板指令的解析关系。对自卸车行驶过程中出现的特殊状态的判定条件和控制决策进行了研究,完善了牵引系统控制策略。针对两个子系统的控制策略设计了相关试验,通过试验数据证明了本文研究的控制策略能够满足自卸车的动力需求。随后,针对目前矿用自卸车循环工况研究结果较少,而循环工况对指导自卸车控制策略优化十分重要的情况,本文提出了基于矿山试验数据构建矿用自卸车循环工况的方法。利用行程分析法,根据矿用电动轮自卸车特点进行运动学片段划分,提取合适的特征参数,通过主成分分析和密度峰值聚类,得到带有自卸车行驶特征信息的循环工况分类片段,合理抽取这些片段,得到了矿用自卸车典型循环工况,为矿用自卸车优化控制策略提供全类别工况的数据基础。最后,基于所得的循环工况数据,对电传动系统控制策略进行了优化分析。通过对不同工况类别下电传动系统工作数据的分析,推导出不同工况下的控制重点。提出了改进最小距离分类法结合工况类别的二次判断,得到用于指导控制决策的工况识别结果。基于工况识别结果,对原有控制策略进行了优化。所得优化策略重新规划了发动机的工作曲线,以提高自卸车燃油经济性。同时,对不同工况下驾驶意图解析方式做出了调整,使系统控制目标偏向于该工况类别的控制重点。此外,还对不同工况下电机的转速范围进行了限定,以应对不同工况高转速下的动力性或操控性需求。
邵雪卷, 张井岗, 赵志诚[8]2005年在《交流传动系统新型控制策略研究》文中研究表明交流电机是非线性、多变量、强耦合的被控对象,在一些对控制性能要求较高的场合,传统的控制策略难以对其达到有效的控制。本文综述了预测控制、内模控制、自适应控制、鲁棒控制、智能控制以及滑模控制等交流传动系统中出现的一些新型控制策略,详细分析了它们各自的特点和应用情况。最后,对交流传动控制策略的发展前景提出了自己的观点。
臧发业[9]2016年在《非恒压网络二次调节系统新型能量转换储存关键技术的研究》文中研究指明二次调节静液传动系统具有能量回收和重新利用的功能,在工程实践中有着广阔的应用前景。二次调节系统在恒压网络工作时,压力基本恒定,蓄能器的压力变化范围较小,能量的回收、转换储存和重新利用受到了限制。所以,研究人员提出了两个解决方法：一是让二次调节系统在非恒压网络中工作,从而增大了液压系统的工作压力范围；另一个是在液压系统中采用液压变压器对工作压力进行无级调节。本文针对恒压网络中压力变化小,限制了能量的回收和再利用等问题,在恒压网络二次调节静液传动系统基础上,提出了非恒压网络二次调节静液传动系统,研究了非恒压网络二次调节静液传动系统的理论基础与关键技术。主要对叶片式二次元件与液压变压器的结构、参数、性能,新型蓄释能装置的结构方案与主要技术参数,二次调节静液传动系统的智能控制策略,及非恒压网络中二次调节静液传动系统的性能进行研究。论文的主要内容包括：分析了非恒压网络二次调节静液传动系统与恒压网络二次调节静液传动系统的异同,基于流量耦联的非恒压网络二次调节静液传动系统适用于单个负载或并联相同工况的多个负载工况,而基于压力耦联的恒压网络二次调节静液传动系统则更适合于并联多个不同工况负载。研究了非恒压网络二次调节静液传动系统的节能原理和节能特点。本文对单、双作用叶片式二次元件与液压变压器的结构、参数、性能等问题进行了研究,探讨了其变量控制方法和变量机构方案,并设计了单、双作用叶片式二次元件与液压变压器的几种变量装置,研制了单、双作用叶片式二次元件,并对其转速转矩特性和流量特性进行了仿真研究。本文针对非恒压网络中静液传动系统能量回收与再利用受负载变化影响大的缺点,提出一种新型能量蓄存与释放的控制方法并进行相关理论研究,研究了蓄能控制系统的结构方案,设计了新型蓄释能装置,该装置由两个及两个以上的蓄能回路构成,每个蓄能回路都是可控的。分析了蓄释能装置的储能总容积、最高与最低压力,及各蓄能控制回路的压力分配等。本文针对叶片式二次元件与液压变压器不同负载工况下,可控性受外界干扰影响较大及二次调节静液传动系统的时滞、时变、非线性等不确定因素,根据实时控制的要求,设计了两种控制器：一种是基于Hamiltonian泛函法的H∞控制器,用于公交客车并联式二次调节混合动力传动系统与挖掘机挖斗二次调节举升装置性能的仿真研究；另一种是充分利用模糊控制算法、神经网络算法和专家控制算法的优点,设计了一种复合智能控制算法,用于混合动力传动系统性能的试验研究。根据静液传动系统智能协调控制的要求,复合智能控制是通过设置控制系统最大误差和最小误差的阈值及其变化率的阈值,并与反馈控制信号的误差及其变化量进行比较,发出不同的指令信号,对二次调节静液传动系统进行实时控制。基于Hamiltonian泛函法的构建了二次调节静液传动系统的Hamiltonian形式,设计了基于Hamiltonian泛函法的二次调节静液传动系统的H∞控制器。通过Hamiltonian泛函法,系统的动态特性明显得到了改善,具有较强的抗干扰能力和良好的鲁棒性,系统无超调,响应速度快,静态误差小。本文将上述研究的关键技术应用到公交客车中,设计开发了公交客车并联式二次调节混合动力传动系统,研究了混合动力传动系统的控制策略、系统主要元件及参数匹配；建立了传动系统各元件的数学建模及系统的开环模型、闭环模型；对公交客车并联式二次调节混合动力性能进行了转速控制、扭矩控制、功率控制的性能仿真分析。探索了公交客车制动能量回收、转换储存和再利用规律。扭矩控制惯性能回收效率最大,制动时间最短；转速控制惯性能回收效率次之,制动时间次之；功率控制惯性能回收效率最小,制动时间最长。还将上述研究的关键技术应用到挖掘机中,设计了挖掘机挖斗二次调节液压举升装置的结构,分析了其工作过程,探讨了其节能机理,建立了液压举升装置举升和下降过程的数学模型,并对二次调节液压举升装置的工作性能进行了研究。基于二次调节静液传动系统的性能实验平台上,对公交客车并联式二次调节混合动力传动系统的转速控制、扭矩控制、功率控制性能进行了模拟实验,实验结果与仿真结果吻合较好。还在长江牌CJ6920G4C10H客车底盘的基础上,研制了并联式二次调节静液传动系统的混合动力公交客车的样车,并进行了实车实验,测试了不同工况下的油耗和节油率。通过本文的研究揭示了非恒压网络中二次调节静液传动系统的节能特性,探索了能量回收、转换储存与再利用规律,初步建立起非恒压网络二次调节静液传动系统的基础理论体系,为开发自主知识产权的叶片式二次元件、液压变压器及其产业化,和二次调节静液传动技术在工程上的广泛应用具有重大的推动作用。
谢鸿鸣[10]2000年在《交流异步电动机按定子磁链定向的电流矢量控制》文中认为异步电机因自身结构问题造成其转子侧参数具有易变难测的特点，使得任何建立于电机数学模型基础之上且利用转子参数进行变量计算的调速系统性能都或多或少地受转子参数变化的影响。 采用定子磁链控制能有效地提高系统对转子侧参数的鲁棒性，其原因在于定子磁链观测模型可以避免转子参数的引入，模型的唯一参数是较易在线测量的定子电阻，从而在理论上保证了磁链观测结果的强鲁棒性。目前，建立于电机动态模型之上的定子磁链控制方法有直接转矩控制(DTC)、间接自控制(ISR)和直接定子磁链定向控制(DSFO)，它们采用了不同的控制手段，表现出的性能也不同。但DTC由于砰-砰控制影响了低速性能，ISR和DSFO仍然避免不了对转子参数的依赖。 本文依据异步电机动态模型，在分析电机内部电流及磁链关系的基础上，提出异步电机按定子磁链定向的电流矢量控制方案，在保持较高动态特性的前提下，基本消除了转子参数对调速系统控制性能的影响，成为一种既综合了矢量控制和直接转矩控制的优点，又克服了它们各自的主要缺点的异步电动机高动态性能强鲁棒性的新型控制方案。研究的主要内容有： 研究了异步电机的动态数学模型，通过选择转子量到定子侧折算的不同方法，获得由不同状态变量表示的电机模型状态方程，随之得到不同形式的动态等值电路。2000年上海大学博士学位论文 根据磁场加速法原理，在理论上定性地分析了电机转子参数对矢量控制系统性能的影响。结合定子磁链控制，提出异步电机基于定子磁链幅值恒定的电压矢量控制方案，并对该方案的非线性局限进行了分析。 分析了电机内部电流及磁链的关系，提出异步电机按定子磁链定向的电流控制方案，通过分别调节定子电流的力矩分量及与磁链幅值相关的横轴分量，使系统在保持高动态响应下实现转矩的连续平滑控制，同时避免了对转子电阻、转子时间常数的依赖，提高了系统的鲁棒性。 首次运用数学手段详细分析了定子磁链的间接观测方法，对各种观测方法的本质进行了较为严密的说明。 从理论上分析了变频器死区效应、业和高次谐波对系统性 dt能、电机及外部设备的影响。并给出了若干减少变频器负面影响的对策。 结合TI公司的TMS320F240 EVM，建立了异步电机按定子磁链定向的电流控制调速装置。在这基础上的一系列试验说明控制系统具有较好的动、静态性能和较高的抗负载扰动能力。
参考文献：
[1]. 交流传动系统的新型控制策略[D]. 葛宝明. 浙江大学. 2000
[2]. 定子电流定向控制及其运动特性的研究[D]. 王娜. 河北工业大学. 2007
[3]. 高性能交流伺服系统及其复合控制策略研究[D]. 曾玉金. 浙江大学. 2004
[4]. 电力牵引交流传动互馈试验系统的研究[D]. 马志文. 北京交通大学. 2007
[5]. 交流传动系统的控制策略[D]. 林峰. 浙江大学. 1997
[6]. 交流传动系统控制策略综述[J]. 葛宝明, 王祥珩, 苏鹏声, 蒋静坪. 电气传动自动化. 2001
[7]. 矿用自卸车电传动系统控制策略研究及优化分析[D]. 张虓. 北京科技大学. 2017
[8]. 交流传动系统新型控制策略研究[J]. 邵雪卷, 张井岗, 赵志诚. 太原科技大学学报. 2005
[9]. 非恒压网络二次调节系统新型能量转换储存关键技术的研究[D]. 臧发业. 山东大学. 2016
[10]. 交流异步电动机按定子磁链定向的电流矢量控制[D]. 谢鸿鸣. 上海大学. 2000
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