本文關(guān)鍵詞：用于隧道超前探測(cè)的交流變頻電流源的設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在進(jìn)行硬巖掘進(jìn)裝備(TBM)的研究中,要解決硬巖隧道施工的難題,隧道超前探測(cè)系統(tǒng)的研究顯得尤為重要了。通過隧道的超前探測(cè)可提前了解前方的地質(zhì)情況,更易對(duì)地質(zhì)條件變化做出姿態(tài)控制與糾偏,使硬巖掘進(jìn)速度更快,安全系數(shù)更高。本文所設(shè)計(jì)的變頻電流源是用于隧道超前探測(cè)系統(tǒng)中的低頻可調(diào)電流源,該電流源以DSP(TMS320F28335)為核心控制器,通過AC-DC-AC功率轉(zhuǎn)換單元,采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP-PID雙閉環(huán)控制方法,實(shí)現(xiàn)了寬范圍、高精度的變幅變頻電流的輸出。首先提出變頻電流源總體設(shè)計(jì)方案,在逆變主電路基礎(chǔ)上,創(chuàng)建了雙電流閉環(huán)控制系統(tǒng),同時(shí)結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論,設(shè)計(jì)出一種高精度參數(shù)自調(diào)節(jié)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP-PID控制方法。接著選用MATLAB軟件對(duì)該控制系統(tǒng)實(shí)行仿真分析。仿真結(jié)果顯示：該控制方法實(shí)時(shí)性好,超調(diào)量小,穩(wěn)定性高,該控制相較于常規(guī)PID控制具有更好的效果。本文基于DSP搭建了變頻電流源的硬件平臺(tái),主要包含有DSP的最小系統(tǒng),逆變器主電路,過流保護(hù)電路,電流采樣電路,功率管驅(qū)動(dòng)電路等的設(shè)計(jì)。接著對(duì)變頻電流源系統(tǒng)的軟件進(jìn)行設(shè)計(jì),主要分析了電流源軟件設(shè)計(jì)中幾個(gè)關(guān)鍵步驟。最終,完成了變頻電流源系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明該電流源系統(tǒng)滿足了技術(shù)指標(biāo)要求,取得了較好的輸出效果。
【關(guān)鍵詞】：交流電流源 比例積分微分 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 數(shù)字信號(hào)處理
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN86
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題提出的背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 變頻電源控制策略概述12-15
• 1.3.1 模糊控制12
• 1.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制12-13
• 1.3.3 重復(fù)控制13
• 1.3.4 無差拍控制13-14
• 1.3.5 PID控制14-15
• 1.4 本文研究的內(nèi)容15-17
• 第2章 變頻電流源總體方案的設(shè)計(jì)17-27
• 2.1 隧道超前探測(cè)系統(tǒng)的研究方案17-18
• 2.2 變頻電流源的設(shè)計(jì)18-19
• 2.3 逆變器的工作原理19-20
• 2.4 逆變器控制技術(shù)的研究20-27
• 2.4.1 正弦脈寬調(diào)制技術(shù)(SPWM)原理20-21
• 2.4.2 SPWM波形的產(chǎn)生21-23
• 2.4.3 死區(qū)的產(chǎn)生及對(duì)SPWM逆變的影響23-27
• 第3章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器的設(shè)計(jì)27-43
• 3.1 雙電流環(huán)的控制研究27-30
• 3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP-PID控制器的研究30-36
• 3.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)30-31
• 3.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP-PID控制器設(shè)計(jì)31-36
• 3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP-PID控制基于Matlab的系統(tǒng)仿真36-43
• 3.3.1 基于S函數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP-PID控制器的實(shí)現(xiàn)36-38
• 3.3.2 變頻電流源基于MATLAB的仿真結(jié)果38-43
• 第4章 基于DSP的變頻電流源硬件設(shè)計(jì)43-63
• 4.1 TMS320F28335芯片簡(jiǎn)介43
• 4.2 基于DSP的硬件控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)43-56
• 4.2.1 DSP最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)44-47
• 4.2.2 MOSFET驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路設(shè)計(jì)47-49
• 4.2.3 光耦隔離電路49-51
• 4.2.4 電流采樣電路設(shè)計(jì)51-54
• 4.2.5 過流保護(hù)電路設(shè)計(jì)54-56
• 4.3 整流電路的設(shè)計(jì)56-58
• 4.3.1 不可控整流電路的設(shè)計(jì)56-57
• 4.3.2 整流濾波電路的設(shè)計(jì)57-58
• 4.4 逆變電路的設(shè)計(jì)58-63
• 4.4.1 逆變功率器件的選擇58-59
• 4.4.2 反并續(xù)流二極管選取59-60
• 4.4.3 逆變輸出濾波器設(shè)計(jì)60-63
• 第5章 變頻電流源的系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)63-71
• 5.1 變頻電流源的軟件設(shè)計(jì)63-69
• 5.1.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)63-65
• 5.1.2 A/D采樣65-66
• 5.1.3 SPWM的生成流程66-67
• 5.1.4 死區(qū)補(bǔ)償67-68
• 5.1.5 載波和調(diào)制波在DSP中的生成68-69
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析69-71
• 第6章 總結(jié)71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77

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