發(fā)布時(shí)間：2017-03-22 17:38

  本文關(guān)鍵詞：異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其PI控制器參數(shù)優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 近年來,電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)的發(fā)展以及交流電機(jī)矢量控制理論的出現(xiàn),極大的促進(jìn)了交流電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展,交流調(diào)速取代直流調(diào)速,計(jì)算機(jī)數(shù)字控制取代模擬控制己成為發(fā)展趨勢(shì)。本文對(duì)三相交流異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究和分析,以高性能數(shù)字信號(hào)處理器TMS320LF2407A為硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)了三相交流異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng),并通過對(duì)三相交流異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)電壓解耦模型的分析,將一種改進(jìn)的粒子群算法用于矢量控制系統(tǒng)的PI控制器參數(shù)整定。 本文研究?jī)?nèi)容可分為三部分: 首先,介紹了交流調(diào)速及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展概況及優(yōu)化算法在交流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用情況,詳細(xì)分析和闡述了異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。通過對(duì)異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)電磁關(guān)系的分析以及坐標(biāo)變換原理的介紹,建立了異步電機(jī)在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并分析了采用SVPWM逆變器的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制系統(tǒng)的電壓解耦模型,按照控制器參數(shù)工程設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)了矢量控制系統(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器參數(shù)。 接著,介紹了粒子群算法的原理及現(xiàn)狀,在標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法的基礎(chǔ)上,分析了慣性權(quán)重對(duì)不同粒子的影響,提出了一種基于適應(yīng)度值的多慣性權(quán)重動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制的粒子群算法,針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法易陷入局部最優(yōu)的特點(diǎn),引入混沌擾動(dòng)機(jī)制,利用混沌的遍歷性、隨機(jī)性來改善種群的多樣性,并將該方法用于PID控制器參數(shù)整定,同時(shí)建立了異步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制系統(tǒng)的Simulink仿真模型,并將粒子群算法用于磁通調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定。然后,介紹了系統(tǒng)的硬件電路和相關(guān)控制程序設(shè)計(jì),硬件部分主要包括主電路、控制電路、檢測(cè)單元、保護(hù)電路、輔助電源等電路。軟件部分主要由主程序、PWM中斷服務(wù)程序、故障保護(hù)中斷保護(hù)服務(wù)及軟件抗干擾程序等組成,軟件采用C和匯編語言編程,實(shí)現(xiàn)了異步電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩雙閉環(huán)矢量控制。 最后,對(duì)本文的工作進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)今后的研究工作做出了分析與展望。
【關(guān)鍵詞】：矢量控制 粒子群算法 PI控制器 TMS320LF2047A
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TM343
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題研究背景及現(xiàn)狀11-17
• 1.1.1 交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展概況11-13
• 1.1.2 優(yōu)化算法在交流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀13-14
• 1.1.3 進(jìn)化算法發(fā)展概況14-15
• 1.1.4 電力電子器件發(fā)展概況15-16
• 1.1.5 數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)展概況16-17
• 1.2 課題研究的主要內(nèi)容17-19
• 第2章 基于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制系統(tǒng)及調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)19-34
• 2.1 矢量控制基本原理19-20
• 2.2 坐標(biāo)變換20-22
• 2.2.1 Clark 變換20-21
• 2.2.2 Park 變換21-22
• 2.3 異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型22-26
• 2.3.1 異步電機(jī)在靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型22-24
• 2.3.2 異步電機(jī)在兩相任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型24-26
• 2.3.3 異步電機(jī)在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型26
• 2.4 轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)原理26-28
• 2.4.1 磁鏈方程27
• 2.4.2 電壓方程27-28
• 2.4.3 轉(zhuǎn)矩方程28
• 2.5 轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)28-32
• 2.5.1 采用電壓型逆變器的異步電機(jī)定子電壓解耦方程28-29
• 2.5.2 采用電壓逆變器的異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)29
• 2.5.3 磁通調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)29-31
• 2.5.4 轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)31
• 2.5.5 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)31-32
• 2.6 調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)的其他方法32-34
• 第3章 粒子群算法及改進(jìn)研究34-48
• 3.1 粒子群算法原理34-36
• 3.2 粒子群算法常見改進(jìn)方法36-38
• 3.3 一種改進(jìn)的粒子群算法38-40
• 3.4 典型函數(shù)測(cè)試40-42
• 3.5 基于改進(jìn) PSO 的PID 參數(shù)整定方法42-48
• 3.5.1 一階慣性大滯后系統(tǒng)43-45
• 3.5.2 非最小相位系統(tǒng)45-46
• 3.5.3 一階慣性小滯后系統(tǒng)46-48
• 第4章 矢量控制系統(tǒng)PI 調(diào)節(jié)器PSO 優(yōu)化及仿真48-57
• 4.1 仿真環(huán)境48-49
• 4.2 仿真模塊圖49-52
• 4.3 仿真及優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方法52-54
• 4.4 優(yōu)化結(jié)果54-57
• 第5章 硬件設(shè)計(jì)57-67
• 5.1 系統(tǒng)總體方案57-58
• 5.2 檢測(cè)部分58-60
• 5.2.1 電流檢測(cè)電路58-59
• 5.2.2 轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路59-60
• 5.3 功率變換60-64
• 5.3.1 整流和濾波及限流電路60-61
• 5.3.2 逆變電路61-63
• 5.3.3 保護(hù)電路63-64
• 5.4 控制部分64-66
• 5.4.1 電源電路64-65
• 5.4.2 復(fù)位和時(shí)鐘電路65
• 5.4.3 JTAG 接口電路65-66
• 5.5 PCB 抗干擾設(shè)計(jì)66-67
• 第6章 軟件設(shè)計(jì)67-74
• 6.1 系統(tǒng)主程序67-68
• 6.2 數(shù)字 PI 程序68-69
• 6.3 磁鏈觀測(cè)程序69-70
• 6.4 PWM 中斷服務(wù)程序70-72
• 6.4.1 電流采樣子程序70-71
• 6.4.2 轉(zhuǎn)速采樣子程序71-72
• 6.5 A/D 中斷服務(wù)程序72
• 6.6 捕獲中斷服務(wù)程序72-73
• 6.7 保護(hù)中斷服務(wù)程序73
• 6.8 程序抗干擾設(shè)計(jì)73-74
• 結(jié)論與展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 致謝80-81
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王秀蓮;周光遠(yuǎn);曹宏;;交流異步電機(jī)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[J];沈陽理工大學(xué)學(xué)報(bào);2013年01期

2 王寶忠;薛瑋瓏;許林軍;;基于模糊PI的異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2011年07期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 汪萬偉;能量回饋型雙PWM調(diào)速系統(tǒng)及其負(fù)荷群的協(xié)調(diào)控制研究[D];華南理工大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馮杏輝;基于CAN總線的嵌入式變頻調(diào)速系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];東華大學(xué);2011年

2 張恒;基于矢量控制方法的異步電機(jī)電主軸高速運(yùn)行特性的研究[D];華南理工大學(xué);2011年

3 李月棠;變頻調(diào)速異步電機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析與研究[D];武漢科技大學(xué);2011年

4 王孝紅;純電動(dòng)汽車交流電機(jī)控制器的仿真與設(shè)計(jì)[D];安徽大學(xué);2011年

5 關(guān)碩;工程車輛傳動(dòng)系加載試驗(yàn)臺(tái)研制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

6 李偉亮;基于FPGA的永磁同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

7 李鴻儒;大規(guī)模雙饋型風(fēng)電并網(wǎng)穩(wěn)定性仿真研究[D];西南交通大學(xué);2012年

8 董欣;汽車手動(dòng)變速器測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)加載控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

9 劉家鑫;電力牽引傳動(dòng)系統(tǒng)仿真研究[D];大連交通大學(xué);2012年

10 吳啟鵬;帶式輸送機(jī)系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其PI控制器參數(shù)優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：261969