【摘要】：傳統(tǒng)的參數(shù)辨識方法更多采用的是閉環(huán)調節(jié)器控制,模型預測控制的最大優(yōu)勢在于開環(huán)控制結構簡單、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,在電機控制領域得到了嘗試和探索。本課題以油田潛油電機過熱故障與節(jié)能降耗問題為背景,從負載波動瞬間導致電機定子電壓電流沖擊對電機溫度辨識的影響出發(fā),研究了基于模型預測分析的感應電機節(jié)能調速方法,開發(fā)LabVIEW上位機組態(tài)程序,從而實現(xiàn)感應電機溫度辨識、節(jié)能調速以及在線監(jiān)測控制的功能。首先根據(jù)模型預測控制的基本原理以及非線性模型預測問題的基本描述,提出差分形式的感應電機溫度辨識離散模型,為解決實際問題中出油率波動,水、油、泥沙混合對系統(tǒng)的擾動導致的辨識誤差,尋找溫度辨識模型中的約束條件,設計合適的目標函數(shù),降低輸入波動影響,提高辨識系統(tǒng)的精度。其次,根據(jù)感應電機溫度辨識模型,為提高轉差率等模型參數(shù)的準確度,提出新的轉速辨識方法。對感應電機轉子物理結構進行詳細分析,介紹轉子槽諧波現(xiàn)象的產生原因,探討基于轉子槽諧波理論辨識感應電機轉速的工作原理。針對電流信號中間諧波頻譜分析方法,引入線性調頻Z變換(Chirp-Z transform,CZT)算法,對其進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。對感應電機能量損耗和效率問題進行深入探討,著重分析感應電機的能量流動和各部分損耗計算,建立損耗分析模型,推導電機總損耗與供電電源電壓和壓頻比之間的關系,在Matlab/Simulink平臺搭建逆變器及感應電機仿真模型,驗證所提出的分段壓頻比控制策略,結合實驗平臺進行不同工況的實驗,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,搭建感應電機節(jié)能控制系統(tǒng)的實驗平臺,并對信號采集及通訊電路進行硬件設計,開發(fā)基于LabVIEW虛擬儀器的上位機組態(tài)程序,使用G語言、C語言函數(shù)構建子VI程序完成控制器設計,綜合開發(fā)電機狀態(tài)監(jiān)測及節(jié)能控制系統(tǒng),實驗驗證基于模型預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節(jié)能性能指標中的有效性。
【圖文】：

線性調頻Z變換程序框圖

線性調頻Z變換LabVIEW仿真結果
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM346

【參考文獻】

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本文編號：2560692