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双稳态

在一个动力系统中,双稳态意味着系统有两个稳定平衡状态。这两个稳定态未必在储能上对称。
  • 基于模糊控制的SVPWM技术在空调压缩机变频调速中的应用.rar

    空调压缩机是空调器的核心部件。传统定速空调器中压缩机多采用单相异步电动机,对电机采用简单的开关式控制,电能损耗、室温波动及噪音都很大,压缩机容易受冲击损坏。随着人们生活水平的提高及能源短缺问题的出现,将变频调速技术应用于空调器中,将变频压缩机取代传统定频定速压缩机,对其进行变频调速将使压缩机减少开停次数,降低室温波动,提高舒适度,获得了更好的空气调节效果和实现节能降耗的要求。 空调系统是一个典型的多输入多输出、具有大滞后特性的菲线性系统。要对空调压缩机进行变频调速,需要根据房间温度的变化得出压缩机的频率值。由于空调系统精确的数学模型难以取得,且时间常数较大,传统的PID调整不仅费时费力,性能指标也不能令人满意。因此,将模糊控制技术引入空调压缩机的变频调速控制,建立模糊控制器,以房间温度的变化和变化率为输入,压缩机的频率为输出。对于提高空调系统的控制精度、稳定性和可靠性,无论从学术研究角度出发,还是在工程应用方面,都具有相当的现实意义。 本文分别从三相异步电动机的变频调速技术、变频空调控制策略等方面进行了探讨分析。首先将模糊控制技术应用到空调压缩机变频调速中,根据建立模糊控制规则的基本思想及实际运行经验,通过模糊控制技术使空调压缩机具有自调整的智能特性,从而得出最佳的动态控制参数,克服了PID控制器控制精度较低、消除稳态误差能力差的缺点。 然后详细阐述了SVPWM的基本原理,对空间矢量调制(SVPWM)方式及其实现方法进行了探讨。在变频压缩机的控制中采用先进的SVPWM调制技术,压缩机能根据室内需要的冷(热)量不同,连续地、动态地、实时地调整其制冷(热)量,始终保持在较合理的运转状态下。能够进一步提高电压的利用率和频率分辨率,并使压缩机运行更加平稳,提高空调的效率,达到节能降耗的效果。

    标签: SVPWM 模糊控制 变频调速

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:as275944189

  • 大功率照明LED开关电源研究.rar

    大功率照明LED(Light Emitting Diode)是新一代光源,它光转换效率高,也称作绿色光源。由于大功率照明LED本身的伏安特性,大功率LED的开关电源的研究从一开始就遇到了困难。而发展LED照明是现在节能环保的大趋势,所以研究开发一种新型的大功率照明LED开关电源是很有必要的。 本文简要介绍了大功率LED的发光特性、伏安特性及其驱动方案,并回顾了大功率LED开关电源的发展历史,展望了未来趋势。给出了大功率LED开关电源课题的背景,并分析了设计难点。在此基础上,提出了一种新型两级式方案,前级为PFC级,后级为DC/DC级。PFC级采用电感电流临界连续模式的Boost变换器,DC/DC级采用准谐振模式的反激变换器。为了提高PFC级在低电压输入时的效率,采用了变电压输出的控制方案。 文中首先对采用临界连续工作模式的功率因数校正级的工作原理和主电路参数进行推导与设计,以及对基于L6562的PFC控制电路的设计进行了详细的研究。其次详细介绍了准谐振模式的理论基础和应用,对基于NCP1377B的反激变换器的工作原理和稳态特性进行了详细的分析;在此基础上提出了一种高效低损耗的准谐振变换器的设计方案。论文详细介绍了该方案的工作原理和特点,并分析了钳位电路及基于TSM103的恒压/恒流电路及线性稳压器在提出的两级式方案中的应用。 结合上面提到的方案,本文研制了一台全球输入电压范围(90~265Vac),12V/5A输出的大功率照明LED开关电源,实验结果验证了所提方案的可行性。

    标签: LED 大功率 照明

    上传时间: 2013-07-15

    上传用户:大融融rr

  • 永磁同步直线电机的矢量控制.rar

    本文分析了永磁同步直线电动机的运行机理与运行特性,并通过坐标变换,分别得出了电机在a—b—c,α—β、d—q坐标系下的数学模型。针对永磁同步直线电机模型的非线性与耦合特性,采用了次级磁场定向的矢量控制,并使id=0,不但解决了上述问题,还实现了最大推力电流比控制。为了获得平稳的推力,采用了SVPWM控制,并对它算法实现进行了研究。 针对速度环采用传统PID控制难以满足高性能矢量控制系统,通过对传统PID控制和模糊控制理论的研究,将两者相结合,设计出能够在线自整定的模糊PID控制器。将该控制器代替传统的PID控制器应用于速度环,以提高系统的动静态性能。 在以上分析的基础上,设计了永磁同步直线电机矢量控制系统的软、硬件。其中电流检测采用了新颖的电流传感器芯片IR2175,以解决温漂问题;速度检测采用了增量式光栅尺,设计了与DSP的接口电路,通过M/T法实现对电机的测速。最后在Matlab/Simlink下建立了电机及其矢量控制系统的仿真模型,并对分别采用传统PID速度控制器和模糊PID速度控制器的系统进行仿真,结果表明采用模糊PID控制具有更好的动态响应性能,能有效的抑制暂态和稳态下的推力脉动,对于负载扰动具有较强的鲁棒性。

    标签: 永磁同步 直线电机 矢量控制

    上传时间: 2013-07-04

    上传用户:13681659100

  • 并联有源电力滤波器工程应用关键技术的研究.rar

    以谐波抑制,无功补偿为主要功能的有源电力滤波器的基本理论已经成熟,但是市场尚无成熟的谐波有源抑制产品,同时电网谐波问题日益突出,因此需要对有源电力滤波器进行产业化应用研究。并联有源电力滤波器以其安装、维护方便,成为商用化产品的主流。所以本文针对并联有源电力滤波器,展开产业化应用研究。 本文研究工作首先由如下工程问题引出:并联有源电力滤波器在补偿办公楼电气负载产生的谐波电流时,会出现谐波放大现象。办公楼电气负载主要是计算机、开关电源、不间断电源、电压型变频器等,这些都是电压型谐波源.本文以电容滤波型整流电路(电压型谐波源)的分析作为切入点,基于“分段线性化”方法,对并联有源电力滤波器补偿电容滤波型整流负载进行了稳态分析,得到系统的电流和电压波形,进而获得其频谱特性。通过本文所述稳态分析方法,可以从理论上理解并联有源电力滤波器补偿电容滤波型整流负载的工作过程,对有源电力滤波器的应用研究具有重要的理论和实际意义。 本文在分析办公楼负载电气特性的基础上,建立了有源电力滤波器补偿容性负载的简化模型,依据该模型分析了负载中容性元件的电容值与谐波电流放大之间的关系;为了克服谐波放大现象,本文首先通过负载电流采样环节后加装滤波器的方式,将电流谐振频率分量从采样值中滤除,虽然达到了抑制谐波放大的目的,但是由于延时的引入,使得补偿后网侧电流畸变率(THD)急剧升高;然后根据这一思路,采用基于快速傅立叶变换(FFT)的有选择谐波补偿方法将电流谐振频率分量从负载电流采样值中滤除,使得系统在谐振频率处变为开环控制,使系统稳定。经过对办公楼负载的实际并网谐波补偿实验证明基于FFT的有选择谐波补偿方法对于抑制谐波放大是有效的。本创新点的研究工作对于实际工程应用具有参考价值。 为了满足大容量的谐波抑制要求,本文提出了模块化有源电力滤波器并联补偿方案,该方案的特点是模块化结构及N+1冗余并联控制策略、主从总线结构及主机产生、负载电流检测方案以及并联均流策略。主机产生及负载电流检测是这一并联方案的突出特点,体现了本文的创新性工作。本文还对多模块并联系统进行了建模和稳定性研究;依据模块化并联补偿方案,在省科技计划重点项目的支持下,对有源电力滤波器进行产业化研究,从项目方案、设计、器件选型,样机调试、满功率运行及性能检测、楼宇负载与工业负载的实际并网实验,直至工业样机定型,对有源电力滤波器的产业化应用研究起了较大的推进作用,支撑项目目前已经有定型的工业化产品推出。 全文围绕上述三个方面展开,章节分排如下:(1)第一章从实际应用角度,总结阐述了有源电力滤波技术在谐波检测、电流跟踪控制、拓扑结构三个方面的研究进展;(2)第二章对并联有源电力滤波器补偿电容滤波型整流负载进行了稳态分析;(3)第三章分析了有源电力滤波器补偿容性负载时出现的谐波放大现象,并利用FFT方法使得系统在谐振频率处变为开环控制,达到抑制谐波放大的目的;(4)第四章、第五章提出有源电力滤波器模块化并联方案,并详细说明了模块化并联系统的设计和实验;(5)第六章对全文进行了总结,并对今后的研究工作进行了展望。

    标签: 并联 工程 关键技术

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:JANEM

  • 三相PWM整流系统研究.rar

    使用二极管和晶闸管实现的不控和可控整流器,电流波形畸变给电网注入大量谐波和无功功率,造成严重的电网污染。随着电力电子技术的发展,人们开始研究PWM整流技术。电压型PWM整流器具有交流侧电流低谐波、高功率因数、直流电压输出稳定等诸多优点,因此,成为当前电力电子领域研究的热点课题之一。由于PWM整流器具有以上优点,在电力系统有源滤波、无功补偿、潮流控制、太阳能发电以及交直流传动系统等领域,具有越来越广阔的应用前景。本论文对三相PWM整流器进行了研究,主要完成以下工作: 首先,对PWM整流器的工作原理做了介绍,给出了三相PWM整流器的拓扑结构,分析了PWM整流器的换流过程,给出了PWM整流器的数学模型,对交流侧电感和直流侧电容进行了设计。 其次,对电流滞环控制、电流PI控制、空间电压矢量控制三种控制方法分别进行了介绍、模型搭建和仿真分析。在直流电压的控制中加入分段PI控制,使超调量和稳态误差限制在很小的范围以内。在起动过程中串接入限流电阻,使起动电流限定允许范围以内。 最后,在进行了以上三种控制方式仿真后,针对电压空间矢量控制存在的电流误差问题,采用电流超前给定策略和基于旋转坐标系的空间电压矢量控制策略解决了电流误差问题。 仿真结果表明,论文所设计的三相电压型PWM整流器实现了高功率因数运行,实现了直流电压的稳定控制,解决了传统意义上的整流电路中存在谐波含量大、功率因数低等问题,具有良好的工程实用价值。

    标签: PWM 三相 整流

    上传时间: 2013-06-16

    上传用户:胡佳明胡佳明

  • 动态匹配换能器的超声波电源控制策略.rar

    超声波电源广泛应用于超声波加工、诊断、清洗等领域,其负载超声波换能器是一种将超音频的电能转变为机械振动的器件。由于超声换能器是一种容性负载,因此换能器与发生器之间需要进行阻抗匹配才能工作在最佳状态。串联匹配能够有效滤除开关型电源输出方波存在的高次谐波成分,因此应用较为广泛。但是环境温度或元件老化等原因会导致换能器的谐振频率发生漂移,使谐振系统失谐。传统的解决办法就是频率跟踪,但是频率跟踪只能保证系统整体电压电流同频同相,由于工作频率改变了而匹配电感不变,此时换能器内部动态支路工作在非谐振状态,导致换能器功率损耗和发热,致使输出能量大幅度下降甚至停振,在实际应用中受到限制。所以,在跟踪谐振点调节逆变器开关频率的同时应改变匹配电感才能使谐振系统工作在最高效能状态。针对按固定谐振点匹配超声波换能器电感参数存在的缺点,本文应用耦合振荡法对换能器的匹配电感和耦合频率之间的关系建立数学模型,证实了匹配电感随谐振频率变化的规律。给出利用这一模型与耦合工作频率之间的关系动态选择换能器匹配电感的方法。经过分析比较,选择了基于磁通控制原理的可控电抗器作为匹配电感,通过改变电抗控制度调节电抗值。并给出了实现这一方案的电路原理和控制方法。最后本文以DSP TMS320F2812为核心设计出实现这一原理的超声波逆变电源。实验结果表明基于磁通控制的可控电抗器可以实现电抗值随电抗控制度线性无级可调,由于该电抗器输出正弦波,理论上没有谐波污染。具体采用复合控制策略,稳态时,换能器工作在DPLL锁定频率上;动态时,逐步修改匹配电抗大小,搜索输出电流的最大值,再结合DPLL锁定该频率。配合PS-PWM可实现功率连续可调。该超声波换能系统能够有效的跟随最大电流输出频率,即使频率发生漂移系统仍能保持工作在最佳状态,具有实际应用价值。

    标签: 动态 换能器 超声波电源

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:lacsx

  • LLC谐振变换器的研究.rar

    谐振变换器相对硬开关PWM变换器,具有开关频率高、关断损耗小、效率高、重量轻、体积小、EMI噪声小、开关应力小等优点。而LLC谐振变换器具有原边开关管易实现全负载范围内的ZVS,次级二极管易实现ZCS谐振电感和变压器易实现磁性元件的集成,以及输入电压范围宽等优点,因而得到了广泛的关注。 本文对谐振变换器的基本分类和各种谐振变换器的优缺点进行了比较和总结,并与传统PWM变换器进行了对比,总结出LLC谐振变换器的主要优点。并以400W LLC谐振变换器为目标设计,LLC前级使用APFC电路,后一级是LLC谐振变换器。 首先,基于FHA(基波分析法)的方法对LLC谐振变换器进了稳态电路的分析,并详细阐述了LLC谐振变换器在各个开关频率范围内的工作原理和工作特性。随后,文章详细比较了LLC谐振变换器与传统的谐振变换器和半桥PWM变换器不同之处。 然后,文章分别采用分段线性法和扩展描述函数法建立了LLC谐振变换器的小信号模型。由于分段线性法建立的小信号模型仅考虑了LLC谐振变换器工作在满负载的情况下,为了建立更具一般性的模型,论文又采用了扩展描述函数法建模,用以指导控制环路的设计。 接着,论文对整个系统进行了综合设计。文章给出了APFC部分的主电路和控制补偿回路的具体设计;同时,也做出了LLC谐振变换器主电路的具体设计,而LLC谐振变换器控制回路的设计,仍需要更深一步的研究,并需提出一种切实可行的设计方法。 最后,采用Pspiee软件建立了仿真模型。仿真结果得出LLC谐振变换器能在负载和输入电压变化范围都很大的情况下实现输出电压的稳定调节,并能实现场效应管和二极管的软开关,验证了理论分析的正确性;由于实验条件的限制,制作的实验电路板处于调试之中,希望进一步验证理论设计的正确性。

    标签: LLC 谐振变换器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:DanXu

  • STATCOM控制系统研究.rar

    随着我国工业化进程加快,各种电力负荷迅速增加,造成了电网无功功率消耗增加,使电能的传输和利用效率降低,电能质量中的无功功率补偿问题变得越来越重要。静止无功发生器(STATCOM)作为柔性交流输电系统的重要装置之一,是无功功率补偿发展的趋势。 论文首先介绍并比较了现有的无功补偿装置,分析了STATCOM相对于其他无功补偿装置的优越性。总结了STATCOM的间接电流控制和直接电流控制两种控制方式,并对两种控制方式所衍生的几种控制结构进行了介绍,说明了其控制原理。 详细讨论了直接电流控制的几种控制结构,并建立了相应的仿真模型,进行了仿真和比较分析。研究了它们在稳态性能和动态性能上的优缺点。其中重点讨论了采用空间电压矢量调制方法(SVPWM)跟踪给定电压矢量,来控制STATCOM的电流产生,并且采用直流侧电压可变给定。仿真结果证明此种方法具有直流侧电压利用率高、降低功率器件的开关损耗、适应电网电压不对称的环境的优点。 介绍了基于FPGA和DSP硬件开发平台设计方法。对FPGA的控制软件编程设计进行了详细讨论,其中重点讨论了应用DSP builder。工具箱实现全数字三相锁相环和SVPWM控制模块的方法。

    标签: STATCOM 控制 系统研究

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:youth25

  • 无刷直流电机的直接转矩控制.rar

    无刷直流电机具有体积小、重量轻、效率高和转动惯量小等优点,另外它还具有和直流电机一样的调速特性,而没有直流电机复杂的机械换相设备,所以被广泛应用于伺服控制、数控机床、机器人等工业领域,现代工业的快速发展对无刷直流电机控制系统的性能提出了更高的要求。因此,研究具有响应速度快、调节能力强、控制精度高的无刷直流电机控制系统具有十分重要的意义。 直接转矩控制是一种高性能的电机控制方法,它已经成熟的应用在感应电机和永磁同步电机上,实现了优良的稳态性能和动态响应特性。本文通过大量的文献资料阅读,对无刷直流电机及其相关技术的发展、现状和趋势有了一个比较全面的理解,在此基础上,详细分析了无刷直流电机的数学模型,并提出了一套相应的直接转矩控制方案,建立了仿真和试验平台,进行了仿真分析和实验研究,获得了有价值的研究成果。 本文的主要研究内容包括: (1)详细分析了无刷直流电机的运行机理和数学模型,在此基础上阐述无刷直流电机直接转矩控制的基本控制机理,包括基于逆变器二二导通模式的空间电压矢量的定义和针对无刷直流电机具有非正弦波反电动势这一特点而推导的转矩计算公式等。 (2)提出了一套无刷直流电机直接转矩控制的具体实施方案,并根据这套方案建立了基于Simulink(Matlab)的无刷直流电机直接转矩控制的仿真模型,对所提出的控制方案进行了仿真分析。仿真结果验证了该方案在理论上的可行性。 (3)在理论研究的基础之上,设计研制了一套基于DSP+IPM的无刷直流电机直接转矩控制实验系统,编写了控制程序软件,进行了无刷直流电机直接转矩控制的实验。实验结果达到了预期的要求,证实了直接转矩控制在改善无刷直流电机动态调速性能上的优势。 本论文开展了继异步电机和永磁同步电机之后对无刷直流电机实现直接转矩控制的探索性研究工作。通过理论分析、计算机仿真和实验得出了一些有意义的经验和结论,为课题的进一步深入开展奠定了基础。

    标签: 无刷直流电机 直接转矩控制

    上传时间: 2013-07-11

    上传用户:再见大盘鸡

  • 异步电机直接转矩控制理论和技术的研究.rar

    直接转矩控制技术在电力机车牵引、汽车工业以及家用电器等工业控制领域得到了广泛的应用。在运动控制系统中,直接转矩控制作为一种新型的交流调速技术,其控制思想新颖、控制结构简单、控制手段直接、转矩响应迅速,正在运动控制领域中发挥着巨大的作用。虽然直接转矩控制的优势是矢量控制所不能实现的,但是直接转矩控制依然存在一系列不能忽视的问题。直接转矩控制采用两点式转矩和磁链滞环控制器,使转矩和磁链被控制在给定值的一定范围以内,这种控制方法不可避免地带来电机输出转矩脉动过大和逆变器开关频率不恒定等问题。直接转矩控制采用定子磁链定向,只用便于测量的定子电阻来估计定子磁链,这样在低速运行时会带来磁链估计的误差。虽然在全速范围内估计定子磁链运用低速时采用的电流-转速模型和高速时采用的电压-电流模型的合成模型,即电压-转速模型,然而两种模型的平滑切换又是一个新的问题。直接转矩控制在基频以下调速的理论和应用已经实现,在基频以上的弱磁调速范围内的理论和应用还需要进一步的研究。 为了解决这些问题,本文针对异步电动机在两相静止坐标系下的数学模型,对传统直接转矩控制系统和两种改进的直接转矩控制系统进行了研究。在传统直接转矩控制系统中,详细讨论了定子磁链估计的三种基本模型,设计了定子磁链估计的加权模型,使电机在全速运行的范围内都能够得到准确的定子磁链。针对转矩脉动过大和逆变器开关频率不恒定的问题,本文设计了两种改进的直接转矩控制系统。在基于占空比控制的直接转矩控制系统中,通过对一个采样周期内非零电压矢量作用时间占采样周期的占空比的优化,解决了转矩脉动过大的问题;在一个采样周期内,从非零电压矢量到零电压矢量的转换只有一次,实现了开关频率的恒定。在基于滑模变结构的直接转矩控制系统中,本文设计了转矩和磁链滑模变结构控制器代替传统直接转矩控制系统中的转矩和磁链滞环控制器;运用空间矢量脉宽调制技术,实现了开关频率的恒定。本文把传统直接转矩控制系统和两种改进的直接转矩控制系统扩展到基频以上的弱磁范围内的异步电动机调速系统中,对其进行了相关研究。 为了验证上述各种控制系统的正确性和有效性,本文采用Matlab/Simulink仿真软件对其进行了仿真验证。针对传统直接转矩控制系统,对定子磁链估计的加权模型进行了仿真验证。仿真结果表明所设计的定子磁链的加权模型能够在电机运行的全速范围内准确地估计定子磁链。针对基于占空比控制的直接转矩控制系统和基于滑模变结构的直接转矩控制系统,本文分别对负载转矩有扰动和无扰动、给定转速为恒定值和不为恒定值四种情况进行了仿真验证,并分别和传统直接转矩控制系统的仿真结果进行了对比。仿真结果表明,两种改进的直接转矩控制系统均能有效的减小转矩脉动和转速的稳态误差。针对电机运行在基频以上的弱磁调速情形,本文运用三种不同的直接转矩控制方法分别进行了仿真验证。仿真结果表明,两种改进的直接转矩控制系统在弱磁调速范围内依然优于传统直接转矩控制系统,依然能够减小转矩脉动和转速的稳态误差。

    标签: 异步电机 直接转矩 控制理论

    上传时间: 2013-04-24

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