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感应电动机传动系统的预测控制

作　者: 孟芳芳
导　师: 邵雪卷
学　校: 太原科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 感应电机调速系统 预测函数控制 单神经元自适应控制 内模控制 灰色预测
分类号: TM346
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 8次
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内容摘要


感应电机是一种多变量、强耦合、不确定、复杂的非线性系统，采用传统的PID/PI控制，鲁棒性较差，适应能力不强，而且控制参数在工程中往往需要现场反复试凑。预测控制算法简单、对过程的模型要求低、鲁棒性好，本文将预测控制应用在感应电机调速系统中，并在DSPTMS320LF2407运动控制平台上完成实验调试。文章首先分析了交流调速系统研究的重要意义及国内外发展现状，介绍了感应电机调速系统实现平台的总体硬件结构和软件运行环境，并给出了感应电机矢量控制系统数学模型。其次设计了感应电机预测函数速度控制器，在Matlab/Simulink环境下进行仿真研究，并在DSPTMS320LF2407控制平台上完成实验调试。仿真和实验结果证明，预测函数控制应用于感应电机调速系统具有良好的控制性能。再次通过数学理论推导，证明预测函数控制的两个可调参数仅影响预测函数控制器的一个计算常数，系统的动静态性能与此数值密切相关，并引入单神经元自适应控制在线实时对此参数进行优化。仿真和实验结果表明此方法可提高系统的自适应能力。最后将内模控制和自调整灰色预测相结合，设计出自调整灰色预测内模控制器。利用自调整灰色预测在线实时对转速误差进行预测，内模控制依据系统下一时刻的输出响应误差控制输出变量。仿真结果表明，感应电机调速系统采用该方法后在快速性、抗干扰性和鲁棒性上都有明显提高，系统的动静态性能都优于常规内模控制。

全文目录


中文摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-10
第一章 绪论  10-18
  1.1 论文研究目的及意义  10
  1.2 交流调速系统控制策略发展现状  10-15
  1.3 本文主要研究内容  15-18
第二章 感应电动机传动系统的实现平台及其数学模型  18-38
  2.1 引言  18-19
  2.2 系统硬件平台  19-24
    2.2.1 MCK2407 DSP 模块  21
    2.2.2 TMS320LF2407 DSP 介绍  21-22
    2.2.3 ACPM 750 功率模块  22-24
  2.3 系统软件介绍  24-25
  2.4 系统软件功能实现  25-28
    2.4.1 定时器与中断设置  25-26
    2.4.2 计算磁场位置  26
    2.4.3 PWM 的产生  26-27
    2.4.4 转速的给定与计算  27-28
  2.5 矢量控制原理与感应电机数学模型  28-32
    2.5.1 坐标变换原理  28-30
    2.5.2 感应电机数学模型  30-32
  2.6 感应电动机传动系统的数学模型  32-36
    2.6.1 感应电动机调速系统的结构框图  32-34
    2.6.2 感应电动机速度环动态模型参数的确定  34-36
  2.7 系统软件设计及实现  36-37
  2.8 本章小结  37-38
第三章 预测函数速度控制器的设计与实现  38-46
  3.1 引言  38
  3.2 预测函数控制基本原理  38-41
    3.2.1 基函数概念  39
    3.2.2 参考轨迹  39
    3.2.3 预测模型  39
    3.2.4 误差补偿  39-40
    3.2.5 滚动优化  40-41
  3.3 预测函数闭环系统分析  41-42
  3.4 系统控制软件设计及实现  42
  3.5 仿真及实验结果分析  42-45
  3.6 本章小结  45-46
第四章 单神经元自适应预测函数控制器设计与实现  46-56
  4.1 引言  46-47
  4.2 预测函数可调参数与单神经元模型  47-50
    4.2.1 预测函数可调参数  47-48
    4.2.2 单神经元模型  48-50
  4.3 基于单神经元自适应的预测函数控制  50-52
  4.4 系统控制软件设计及实现  52-53
  4.5 仿真及结果分析  53-55
  4.6 本章小结  55-56
第五章 自调整灰色预测内模速度控制器设计  56-64
  5.0 引言  56
  5.1 内模控制  56-57
  5.2 自调整灰色预测内模控制  57-59
    5.2.1 灰色预测控制  57-58
    5.2.2 自调整灰色预测内模控制  58-59
  5.3 系统控制仿真设计  59-60
  5.4 仿真分析  60-62
  5.5 本章小结  62-64
总结与展望  64-66
参考文献  66-72
致谢  72-74
攻读硕士学位期间发表的论文  74-75

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 交流电机 > 感应电机
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