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交流异步电动机模糊自适应软起动控制的研究

作　者: 李林鸿
导　师: 杨玉岗
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 交流异步电动机晶闸管串联调压软起动 PID控制模糊控制模糊自适应控制
分类号: TM343
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 41次
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内容摘要

交流异步电动机直接起动产生的大冲击电流不仅会给电网带来严重的冲击,使供电质量下降,影响电网其它设备的正常运行;而且对交流异步电动机自身的寿命也带来了不良的影响。为了降低交流异步电动机的起动电流,使设备运行平稳,交流异步电动机软起动器应运而生。与传统的“Y ?Δ”起动、自耦降压起动等软起动方式相比,晶闸管串联调压软起动具有体积小、可靠性高、控制方式灵活等特点,是现今交流异步电动机软起动采用的主流方式。起动电流和转矩是评价交流异步电动机软起动系统性能的主要指标,如何围绕这两项指标设计高性能的控制算法成为近年来该领域研究的热点。针对交流异步电动机软起动系统这样的非线性时变系统,采用经典PID控制算法很难达到满意的控制效果,而模糊控制则是利用已有的知识和经验,并不依赖于被控系统的精确数学模型,因此特别适合应用于交流异步电动机软起动这样非线性、强耦合的复杂系统中,在模糊控制基础上引入的模糊自适应控制则使得控制器的参数在系统运行过程中自动完善,提高了系统的实时性和高效性。本文以交流异步电动机与晶闸管串联软起动系统为研究对象。首先,介绍了电机软起动技术的国内外研究现状和发展情况;其次,分析了晶闸管串联调压器软起动的原理和交流异步电动机的起动方式;第三以交流异步电动机起动原理为基础,针对起动过程的非线性、时变的特性,设计了一种模糊自适应控制器;最后应用MATLAB对直接起动、经典PID控制、模糊限流控制和转矩自整定模糊PID控制的软起动系统进行了仿真和比较,验证了转矩自整定模糊PID控制的软起动系统性能的优越性。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
1 绪论  10-16
  1.1 课题的研究目的和意义  10
  1.2 电机软起动技术概述  10-13
    1.2.1 电机软起动的含义  10-11
    1.2.2 电机起动方法的概述  11-13
  1.3 国内外软起动技术的研究现状与发展  13-14
    1.3.1 国外软起动技术的研究现状  13
    1.3.2 国内软起动技术的研究现状  13-14
    1.3.3 软起动技术的发展  14
  1.4 本文主要的研究内容  14-15
  1.5 本章小结  15-16
2 晶闸管串联调压软起动原理分析  16-29
  2.1 交流异步电动机起动性能分析  16-19
  2.2 晶闸管串联调压电路的原理分析  19-25
  2.3 软起动方式的分类及原理分析  25-28
    2.3.1 电压斜坡软起动原理分析  25
    2.3.2 限流软起动原理分析  25-26
    2.3.3 转矩控闭环制原理分析  26-28
  2.4 本章小结  28-29
3 软起动控制策略的理论分析  29-41
  3.1 经典PID 控制策略的理论分析  29-30
  3.2 模糊控制理论的分析及模糊控制器的设计  30-36
    3.2.1 模糊控制理论的分析  30-32
    3.2.2 模糊控制器的设计  32-36
  3.3 自适应控制系统的理论分析  36-37
  3.4 模糊自适应控制方案的分析与设计  37-40
    3.4.1 模型参考模糊自适应控制器结构的分析与设计  37-38
    3.4.2 自校正模糊控制器结构的分析与设计  38-39
    3.4.3 自整定模糊PID 控制器结构的分析与设计  39-40
  3.5 本章小结  40-41
4 交流异步软起动系统模型的设计与仿真分析  41-64
  4.1 直接起动模型设计与仿真  41-42
  4.2 电压斜坡软起动的模型设计与仿真  42-46
  4.3 PID 限流软起动模型设计与仿真  46-50
  4.4 模糊限流软起动模型的设计与仿真  50-55
  4.5 转矩自整定模糊PID 软起动模型设计与仿真  55-63
  4.6 本章小结  63-64
结论  64-66
参考文献  66-68
作者简历  68-69
学位论文数据集  69-70

交流异步电动机模糊自适应软起动控制的研究

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