【摘要】：傳統(tǒng)的參數(shù)辨識方法更多采用的是閉環(huán)調(diào)節(jié)器控制,模型預(yù)測控制的最大優(yōu)勢在于開環(huán)控制結(jié)構(gòu)簡單、控制方便,能夠系統(tǒng)處理對象的多種約束條件,近年來成為研究熱點,在電機(jī)控制領(lǐng)域得到了嘗試和探索。本課題以油田潛油電機(jī)過熱故障與節(jié)能降耗問題為背景,從負(fù)載波動瞬間導(dǎo)致電機(jī)定子電壓電流沖擊對電機(jī)溫度辨識的影響出發(fā),研究了基于模型預(yù)測分析的感應(yīng)電機(jī)節(jié)能調(diào)速方法,開發(fā)LabVIEW上位機(jī)組態(tài)程序,從而實現(xiàn)感應(yīng)電機(jī)溫度辨識、節(jié)能調(diào)速以及在線監(jiān)測控制的功能。首先根據(jù)模型預(yù)測控制的基本原理以及非線性模型預(yù)測問題的基本描述,提出差分形式的感應(yīng)電機(jī)溫度辨識離散模型,為解決實際問題中出油率波動,水、油、泥沙混合對系統(tǒng)的擾動導(dǎo)致的辨識誤差,尋找溫度辨識模型中的約束條件,設(shè)計合適的目標(biāo)函數(shù),降低輸入波動影響,提高辨識系統(tǒng)的精度。其次,根據(jù)感應(yīng)電機(jī)溫度辨識模型,為提高轉(zhuǎn)差率等模型參數(shù)的準(zhǔn)確度,提出新的轉(zhuǎn)速辨識方法。對感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析,介紹轉(zhuǎn)子槽諧波現(xiàn)象的產(chǎn)生原因,探討基于轉(zhuǎn)子槽諧波理論辨識感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的工作原理。針對電流信號中間諧波頻譜分析方法,引入線性調(diào)頻Z變換(Chirp-Z transform,CZT)算法,對其進(jìn)行理論研究和仿真分析,驗證了其相對于快速傅里葉算法的優(yōu)越性。對感應(yīng)電機(jī)能量損耗和效率問題進(jìn)行深入探討,著重分析感應(yīng)電機(jī)的能量流動和各部分損耗計算,建立損耗分析模型,推導(dǎo)電機(jī)總損耗與供電電源電壓和壓頻比之間的關(guān)系,在Matlab/Simulink平臺搭建逆變器及感應(yīng)電機(jī)仿真模型,驗證所提出的分段壓頻比控制策略,結(jié)合實驗平臺進(jìn)行不同工況的實驗,確定有限控制集合的壓頻比和頻率輸入控制序列解的集合,為下一步溫度閉環(huán)節(jié)能控制提供依據(jù)。最后,搭建感應(yīng)電機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)的實驗平臺,并對信號采集及通訊電路進(jìn)行硬件設(shè)計,開發(fā)基于LabVIEW虛擬儀器的上位機(jī)組態(tài)程序,使用G語言、C語言函數(shù)構(gòu)建子VI程序完成控制器設(shè)計,綜合開發(fā)電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測及節(jié)能控制系統(tǒng),實驗驗證基于模型預(yù)測分析的溫度辨識算法的穩(wěn)定性和精確性,以及分段壓頻比控制策略在電機(jī)節(jié)能性能指標(biāo)中的有效性。
【圖文】：

線性調(diào)頻Z變換程序框圖

線性調(diào)頻Z變換LabVIEW仿真結(jié)果
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM346

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2560692