本文關(guān)鍵詞：基于多電平逆變器的電主軸轉(zhuǎn)矩脈動抑制研究

  更多相關(guān)文章： 電主軸 直接轉(zhuǎn)矩控制 多電平 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 模糊控制

【摘要】：電主軸作為數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部件,其驅(qū)動控制的動態(tài)性能決定加工工件的質(zhì)量,是高速數(shù)控機(jī)床設(shè)計和制造所關(guān)注的重要指標(biāo)。直接轉(zhuǎn)矩控制是高速電主軸的控制方法之一,是目前交流調(diào)速技術(shù)的一個研究熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制采用特別的調(diào)制方式:采用兩電平逆變器,在一個控制周期只有一個電壓矢量,控制頻率低使轉(zhuǎn)矩脈動增加。因此,有必要對轉(zhuǎn)矩脈動抑制進(jìn)行研究,從而提高直接轉(zhuǎn)矩控制動態(tài)性能與靜態(tài)性能,使其得到更普遍的應(yīng)用。為了減小電主軸直接轉(zhuǎn)矩控制的轉(zhuǎn)矩脈動,本文深入研究了電主軸直接轉(zhuǎn)矩控制中的多電平逆變器,基于多電平逆變器的工作原理,設(shè)計出三電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和五電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。探討了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理,基于傳統(tǒng)兩點(diǎn)式滯環(huán)控制器,提出了多層轉(zhuǎn)矩控制器,并在多層轉(zhuǎn)矩控制器加入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,構(gòu)成了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多層轉(zhuǎn)矩控制器,設(shè)計出基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多層轉(zhuǎn)矩控制的三電平逆變器直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)�；谀：刂频脑�,在五電平逆變器的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中用模糊控制器代替了轉(zhuǎn)矩滯環(huán)控制器,設(shè)計出基于模糊控制的五電平逆變器直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。本文搭建了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多層轉(zhuǎn)矩控制的三電平逆變器直接轉(zhuǎn)矩控制仿真模型和模糊控制的五電平逆變器直接轉(zhuǎn)矩控制仿真模型,并利用Matlab/Simulink進(jìn)行仿真對比。仿真結(jié)果表明,基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多層轉(zhuǎn)矩控制器的三電平逆變器直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),在轉(zhuǎn)矩負(fù)載為恒定值5N?m時,相對于傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),轉(zhuǎn)矩脈動減小了45%;在轉(zhuǎn)矩負(fù)載由2N?m跳變至4N?m時,相對于傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),轉(zhuǎn)矩脈動減小了40%。基于模糊控制的五電平逆變器,在轉(zhuǎn)矩負(fù)載為恒定值7N?m時,相對于傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),轉(zhuǎn)矩脈動減小了50%;在轉(zhuǎn)矩負(fù)載由2N?m跳變至4N?m時,相對于傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),轉(zhuǎn)矩脈動減小了45%。通過論文研究表明,基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多層轉(zhuǎn)矩控制的三電平逆變器直接轉(zhuǎn)矩控制和基于模糊控制的五電平逆變器直接轉(zhuǎn)矩控制能使轉(zhuǎn)矩脈動變小,提高了轉(zhuǎn)矩響應(yīng)速度,優(yōu)化了轉(zhuǎn)矩控制器的運(yùn)行速度,改善了系統(tǒng)的響應(yīng)特性,優(yōu)化了系統(tǒng)的響應(yīng)速度,從而獲得對電主軸的良好控制效果。
【關(guān)鍵詞】：電主軸 直接轉(zhuǎn)矩控制 多電平 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 模糊控制
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG659;TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 電主軸概述12-13
• 1.1.1 電主軸的基本結(jié)構(gòu)12-13
• 1.2 電主軸關(guān)鍵技術(shù)13-17
• 1.3 直接轉(zhuǎn)矩控制轉(zhuǎn)矩脈動抑制研究現(xiàn)狀17
• 1.4 主要研究內(nèi)容17-18
• 第二章 電主軸直接轉(zhuǎn)矩控制基本理論18-26
• 2.1 直接轉(zhuǎn)矩控制簡介18-20
• 2.1.1 直接轉(zhuǎn)矩控制背景18-19
• 2.1.2 直接轉(zhuǎn)矩控制的主要特點(diǎn)19-20
• 2.2 傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制原理20-23
• 2.2.1 電壓型逆變器的開關(guān)狀態(tài)和電壓狀態(tài)20-21
• 2.2.2 轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)21-22
• 2.2.3 磁鏈調(diào)節(jié)22-23
• 2.3 定子磁鏈正六邊形軌跡和近似圓形軌跡23-25
• 2.3.1 定子磁鏈正六邊形軌跡23-24
• 2.3.2 定子磁鏈近似圓形軌跡24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 多電平逆變器的直接轉(zhuǎn)矩控制研究26-41
• 3.1 多電平逆變器背景26
• 3.2 多電平逆變器的工作原理26-35
• 3.2.1 電力電子基本單元的分析26-29
• 3.2.2 二極管箝位型多電平逆變器29
• 3.2.3 電容箝位型多電平逆變器29-30
• 3.2.4 通用箝位型多電平逆變器30
• 3.2.5 級聯(lián)型多電平逆變器30-35
• 3.3 幾類多電平逆變器的結(jié)構(gòu)比較35
• 3.4 多電平逆變器直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)35-39
• 3.4.1 三電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)原理及電平狀態(tài)歸納35-37
• 3.4.2 五電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)原理及電平狀態(tài)歸納37-39
• 3.5 本章小結(jié)39-41
• 第四章 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多層轉(zhuǎn)矩控制器的研究41-56
• 4.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理41-45
• 4.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要有以下特點(diǎn)41-42
• 4.1.2 人工神經(jīng)元模型42-43
• 4.1.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)43-44
• 4.1.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)44-45
• 4.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)45-46
• 4.3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多層轉(zhuǎn)矩控制器的研究46-48
• 4.3.1 多層轉(zhuǎn)矩控制器46-47
• 4.3.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多層轉(zhuǎn)矩控制器47-48
• 4.4 MATLAB /SIMULINK仿真系統(tǒng)模型48-51
• 4.4.1 磁鏈和轉(zhuǎn)矩計算模塊48-49
• 4.4.2 扇區(qū)的細(xì)分49
• 4.4.3 十二區(qū)間控制開關(guān)狀態(tài)表49-51
• 4.5 仿真結(jié)果51-54
• 4.6 本章小結(jié)54-56
• 第五章 基于模糊控制的直接轉(zhuǎn)矩控制研究56-68
• 5.1 模糊控制的基本原理56-60
• 5.1.1 模糊控制的簡介56-57
• 5.1.2 輸入量的模糊化57-58
• 5.1.3 模糊控制規(guī)則的建立58
• 5.1.4 模糊推理58-59
• 5.1.5 模糊量的清晰化59-60
• 5.2 模糊控制器設(shè)計60-61
• 5.3 MATLAB/SIMULINK仿真系統(tǒng)模型61-65
• 5.3.1 轉(zhuǎn)矩和磁鏈調(diào)節(jié)模塊62
• 5.3.2 扇區(qū)判別模塊62
• 5.3.3 電壓矢量選擇模塊62-65
• 5.4 仿真結(jié)果65-67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 第六章 結(jié)論68-70
• 6.1 結(jié)論68
• 6.2 展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-75
• 作者簡介75
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文75-77
• 致謝77-78

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