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多轴控制器

  • 级联多电平变频器测控系统的设计.rar

    多电平逆变器中每个功率器件承受的电压相对较低,因此可以用低耐压功率器件实现高压大容量逆变器,且采用多电平变换技术可以显著提高逆变器输出电压的质量指标。因此,随着功率器件的不断发展,采用多电平变换技术将成为实现高压大容量逆变器的重要途径和方法。本文选取其中一种极具优势的多电平拓扑结构一级联多电平变频器作为研究对象,完成了其拓扑结构、控制策略及测控系统的设计。 @@ 首先,对多电平变频器的研究意义,国内外现状进行了分析,比较了三种成熟拓扑结构的特点,得出了级联型多电平变频器的优点,从而将其作为研究对象。对比分析了四种调制策略,确定载波移相二重化的调制方法和恒压频比的控制策略,进行数学分析和理论仿真,得出了选择的正确性及可行性。并指出了级联单元个数与载波移相角的关系和调制比对输出电压的影响;完成了级联变频器数学模型的建立和死区效应的分析。 @@ 其次,完成了相关硬件的设计,包括DSP、CPLD、IPM的选型,系统电源的设计、检测(转速、电流、电压、故障)电路的设计、通信电路的设计等。用Labwindows/CVI实现了上位机界面的编写,实现了开关机、设定转速、通信配置、电压电流转速检测、电流软件滤波、谐波分析。编写了下位机DSP的串口通信、AD转换、转速检测(QEP)以及部分控制程序。 @@ 最后,在实验台上完成硬件和软件的调试,成功的实现了变频器载波移相SPWM的多电平输出,并驱动异步电机进行了空载变频试验,测控界面能准确的与下位机进行通信,快捷的给定各种控制命令,并能实时的显示变频器的输出频率、输出电压和输出电流,为实验调试增加了方便性,提高了工作效率。 @@关键词:级联多电平逆变器;载波移相;IPM;DSP;Labwindows/CVI;测控界面

    标签: 级联 电平变频器 测控系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:米卡

  • 基于TMS320F2812DSP风光互补发电系统控制器的研究.rar

    风光互补发电系统作为新能源技术应用的重要组成部分越来越受到人们的青睐,所以将此作为新能源研究的切入点,进行一些有益的尝试和探索。 本文从太阳能电池的光生伏打效应入手,推导出太阳能电池的U-I曲线,并以此作为最大功率跟踪(MPPT)技术的理论基础。针对小风机的发电技术也存在的MPPT技术,文章进行了统一性研究,给出了新的控制策略--变步长扰动观察控制。为了提高系统的充放电效率,文章还对三段式充放电、均衡充电、温度补偿等蓄电池充电理论进行了阐述。 根据上述理论,结合工程实际,设计了风光互补控制器的电路。利用电压霍尔和电流霍尔实现了风机电压、太阳能电池电压、蓄电池电压和充电电流的实时采样,利用TMS320F2812DSP的EVA与AD模块软件实现对蓄电池欠压、过压、运行等模式的智能充放电管理。针对风力发电机的输出电压波动大的问题,系统提供了硬件和软件的风机过速智能保护系统。本系统采用MPPT的控制策略提高了整个系统的效率,设计提供了一套LCD显示界面和一组LED指示灯增强系统管理的友好性。为了解决风光互补控制器芯片的供电问题,设计了一套以UC3843PWM芯片为核心的反激式辅助电源。该电源用硬件实现了电流内环、电压外环的双环控制策略,提高了系统供电的可靠性和稳定性。 研制出了一台风光互补控制器样机,进行了有关实验、检测与调试。实验波形和数据都显示该系统运行稳定可靠,达到了设计要求。该方案可为风光互补控制器的工程设计提供一定的参考。

    标签: F2812 2812 320F TMS

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:diets

  • 电流型PWM整流器及其非线性控制策略的研究.rar

    随着功率开关器件的进步,大量的电力电子变流装置在国民经济各领域获得了广泛应用,但是这些变流装置大部分都需要整流环节。传统的不控整流或相控整流存在网侧功率因数低、电流畸变严重等缺点。PWM整流器可实现正弦的网侧电流、单位或可调的功率因数、能量的双向流动,是一种真正意义上的“绿色环保”电力电子装置。PWM整流器可分为电压型PWM整流器(Voltage—SourceRectifier,VSR)和电流型PWM整流器(Current—SourceRectifier,CSR)。CSR具有直接控制输出电流、动态响应快、限流能力强等特点,在一些中、大功率应用场合,较之VSR,在经济和技术上更具优势。 本文针对电网电压平衡、不平衡情况、多模块直接并联几个方面,对三相CSR及其控制策略展开了深入研究,论文的主要工作和取得的创新性成果如下: 1、在电网电压平衡情况下,提出了三相CSR的直流电流非线性解耦控制策略和交流电流非线性解耦控制策略,实现了有功功率和无功功率的独立、解耦控制,获得了线性的动态响应。直流电流非线性解耦控制策略是直流电流控制和网侧无功电流控制并行的控制策略,具有较快的直流电流响应速度;交流电流非线性解耦控制策略是直流电流(或电压)控制和网侧电流控制级联的控制策略,具有结构简单,便于独立设计直流和交流控制器的特点。 2、考虑了电网电压不平衡和滤波器参数三相不对称的情况,提出了基于瞬时有功功率调节的三相CSR的不平衡补偿策略,消除了直流电流脉动分量,实现了网侧可控的功率因数和正弦的交流电流;提出了基于滑模控制的交流电流控制策略,简化了控制器结构,实现了对网侧电流的无差跟踪。 3、建立了多模块直接并联CSR的环流模型;对任一并联模块,提出了总直流电流控制器外加2个均流控制器的直流侧控制器结构,保证了流过各模块上、下桥臂的电流均相等,并且各模块仅共享总直流电流控制器输出信号,最大可能地保证了各模块控制的独立性。 4、建立了三相CSR实验系统,进行了初步的实验研究。

    标签: PWM 电流型 整流器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:极客

  • 无位置传感器无刷直流电动机控制系统的设计.rar

    无刷直流电动机利用电子换相器代替了直流电动机的机械电刷和换向器,不但具有直流电机的调速性能,而且体积小、效率高,在许多领域已得到了广泛应用。采用无位置传感器控制技术,不但可以克服有位置传感器的诸多弊端,而且还进一步拓展了无刷直流电动机的应用领域。近些年来,无位置传感器无刷直流电动机控制技术成为大家研究的热点之一。 本课题紧扣研究热点,以方波无刷直流电动机为控制对象,设计了一套无位置传感器无刷直流电动机控制系统。该系统采用TMS320LF2407ADSP芯片作为控制核心,运用反电动势过零点检测原理和预定位与升频升压相结合的启动方法,实现无位置传感器无刷直流电动机的控制。为了提高系统的调速性能,控制方法采用了转速、电流双闭环控制。 首先,本文研究了无刷直流电动机的基本结构、性能、工作原理及数学模型,利用数学模型在Matlab/Simulink环境中建立无刷直流电动机的仿真模型。接着,给出了系统总体的设计方案,对控制系统设计中的几个关键技术--反电动势过零点及其相位补偿原理、启动、单神经元PID转速控制器以及PWM产生电路进行了深入的研究。 然后,根据控制系统总体方案和系统功能要求,进行软硬件设计。在硬件设计中,主要进行了DSP最小系统、电流和转子位置检测电路、IR2130驱动电路等方面电路的设计。在软件设计中,主要设计出了主程序和A/D中断程序。其中,主程序包括DSP系统设置、变量初始化、电机正反转选择、电机启动、速度计算及显示等方面程序;A/D中断程序包括反电动势计算、换相时刻计算、电流转速调节子程序等方面程序。 最后,经实验结果表明,电机启动快速、稳定,具有较宽的调速范围。同时,该系统还具有结构简单、可靠性高等特点,具有广泛的应用前景。

    标签: 无位置传感器 控制系统 无刷直流电动机

    上传时间: 2013-07-08

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  • 火电厂单元机组协调控制系统的研究.rar

    本文以单元机组协调控制系统为研究对象,在分析了协调控制系统特性的基础上,总结了实际运行的协调控制系统中存在的问题和影响控制效果的原因。把汽包锅炉单元机组简化为一个具有双输入、双输出的被控对象以及做了一些合理假设的前提下对协调控制系统建立的动态数学模型进行分析。 从快速满足电网负荷指令的需求,抑制各种干扰,保证机组的稳定运行的中心任务出发,首次提出采用智能PID控制器作为汽机的主控制器,解决常规单自由度PID控制器不能兼顾目标跟踪特性和抗干扰特性的问题,并在一定程度上解决了协调控制系统对锅炉前馈回路过分依赖的问题。 针对锅炉对象大迟延特性,利用模糊预估策略对过程的输出进行预测。补偿了锅炉侧纯延迟带来的不利影响;而且还具备了模糊控制不依赖于系统的数学模型,具有对系统参数变化不敏感,对于非线性、时变时滞等特性,呈现出较好的鲁棒性等特点,当出现较大的误差时,可以把系统从很大的偏离中拉回来,提高了系统的响应速度和安全性。仿真试验表明采用模糊预估能够降低系统的超调,取得较好的控制效果。 由于单元机组中的锅炉与汽机为强耦合系统,为了实现一对一的单一控制,决定采用神经网络多变量解祸控制,通过仿真证明,达到了很好的解耦效果。 为了从全局上优化系统的控制行为,采用模糊控制策略对锅炉和汽机的指令进行智能化的调整和约束。根据不同的负荷阶段、主要参数的变化情况及时调整有关的指令,使协调控制系统向着有利于全局优化的方向调节。 本文将神经网络、模糊控制思想引入协调控制系统,并在此基础上构造神经网络、模糊自适应控制的智能PID控制方案。通过理论分析和仿真实验证明了这一控制方法在电厂协调控制系统中的实用价值,和传统的PID控制比较,这种智能控制算法有效的提高了负荷的响应速率,保证了系统的品质,取得了很好的控制效果。

    标签: 火电厂 单元机组 协调控制

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:luke5347

  • 基于卡尔曼滤波算法的永磁同步电机无速度传感器控制研究.rar

    永磁同步电机是同步电机的一个重要类型,其转子一般采用稀土永磁材料做激磁磁极,与传统同步电机相比,体积和重量大为减小,而且结构简单,运行可靠,维护更方便。现代电气传动控制的发展趋势之一是开发新的交流调速与伺服系统。无论在矢量控制还是标量控制中,转速与位置的闭环控制都需要在电机轴上安装一个速度传感器,但是由于速度传感器的引进不仅增加了成本,降低了系统可靠性,还存在安装问题,效果并不十分理想。因此高性能无速度传感器控制成为近年来电机研究的热点。 本文在系统介绍卡尔曼滤波器的基础上,将其引入到永磁同步电机无速度传感器状态观测中。由于永磁同步电机是一个强耦合的多阶非线性系统,本文采用了工程实际中普遍采用的泰勒展开式截断的方法,对电机方程线性化处理,将卡尔曼滤波算法推广至非线性系统,并加入了反映电机系统模型误差和环境干扰的系统噪声和测量噪声模型,形成扩展卡尔曼滤波算法。扩展卡尔曼滤波器将电机转子位置与转速作为系统状态变量进行实时估算,并将所得信息反馈到永磁同步电机控制系统中。通过仿真,与电机实际运行状态进行比较,证明了扩展卡尔曼滤波具有良好的动态跟踪能力和抗噪声能力。 针对扩展卡尔曼滤波算法在无速度传感器控制中存在的不足,本文给出了降阶线性卡尔曼滤波算法。降阶线性卡尔曼滤波算法重新选择了系统状态变量,建立新的完全线性化的系统方程,并且卡尔曼滤波算法中的系统协方差矩阵成为时不变序列,因此可以直接应用线性卡尔曼滤波算法。仿真结果证明,与扩展卡尔曼滤波算法相比,新的算法更加简单,减轻了繁重的参数调节任务,易于数字化实现,不仅具备扩展卡尔曼滤波算法的优势,而且在某些性能方面超越了扩展卡尔曼滤波算法。 通过分析得知,由于将系统模型不确定性与测量噪声体现在系统方程中,因此卡尔曼滤波算法在状态估算方面具有良好的性能。本文以降阶线性卡尔曼滤波 算法为理论基础,以永磁同步电机为对象,以数字信号处理器(DSP)为核心,设计了电机状态观测系统的设计方案。整个方案在不增加成本的基础上,充分利用数字信号处理器(DSP)丰富的资源和强大的运算能力,通过检测电机相电流,实时估算出电机转子位置与转速。本系统可以代替传统速度传感器,为电机控制系统提供转子位置和转速反馈信息。本文的下一步主要工作便是将此系统付诸实践,应用于实际工程中,对卡尔曼滤波算法在永磁同步电机无速度传感器控制方面的性能进行进一步研究。关键词:永磁同步电机;无速度传感器;卡尔曼滤波

    标签: 卡尔曼 滤波算法 永磁同步电机

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:lifangyuan12

  • 基于模块化多电平换流器结构的HVDCLight系统的研究.rar

    轻型高压直流输电系统在解决交流系统非同步互联、向偏远地区的无源负荷供电、满足保护环境要求等方面具有很大的优势。在传统的基于两电平或三电平电压源型换流器的轻型高压直流输电系统中,换流器交流侧需要使用体积庞大和笨重的滤波装置,桥臂的高电压需要功率开关器件直接串联来实现等,增大了换流站的占地空间,降低了换流器的工作效率。 本文针对传统轻型高压直流输电系统所存在的缺点,采用一种新的模块化多电平换流器作为轻型高压直流输电系统的换流器。分析了模块化多电平换流器的工作原理,并提出将其应用于轻型高压直流输电系统的调制算法和控制策略。最后对控制系统的具体实现方案进行一定的探讨。通过仿真验证所提出的调制算法和控制策略的正确性。具体说来,全文的主要工作体现在以下几个方面: 1、详细讲述模块化多电平换流器的拓扑结构、子模块的具体实现形式及工作原理,并提出适合该换流器的调制算法。 2、详细介绍组成轻型高压直流输电系统的电压源型换流器的工作原理,分析电压源型换流器的间接电流和直接电流控制策略。 3、对基于模块化多电平换流器的轻型高压直流输电系统进行仿真,验证所提出控制策略的正确性。 4、探讨解决模块化多电平换流器子模块直流侧电容电压的均衡问题,提出一种较为简单有效的控制方法。 5、提出基于模块化多电平换流器结构的轻型高压直流输电控制系统的实现方法,并重点讲述子模块的数字逻辑电路的实现方法。

    标签: HVDCLight 模块化 换流器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:huangzr5

  • 基于电压源换流器的高压直流输电系统控制策略研究.rar

    作为新一代直流输电技术,基于电压源换流器的高压直流输电凭借其独特的技术优点取得了飞速的发展,并已在新能源发电系统联网、电网非同步互联、无源系统供电、无功补偿等场合得到实际工程应用。在我国,VSC-HVDC的研究尚处于起步阶段。本论文着重开展了VSC-HVDC技术的数学建模和控制策略的研究。论文的主要工作和取得的创新性成果如下: 1.建立了系统标么值模型,分析了VSC-HVDC的运行原理和稳态功率特性。明确了系统主电路参数对运行特性的影响,在此基础上提出了一种功率定义下的换流电抗、直流电压和直流电容以及频域下的交流滤波器参数设计方法。 2.设计了一种基于无差拍控制的VSC-HVDC直接电流离散控制器。针对控制系统存在的VSC电压输出能力限制、PI控制器积分饱和现象和离散采样时间延迟问题,提出了相应的解决方法,推导了其电流内环控制器与功率外环离散控制器的设计原则。 3.推导了换流站网侧与VSC交流侧功率节点以及换流电抗与损耗电阻上的瞬时功率方程,在此基础上提出了一种换流站网侧功率节点控制并补偿换流电抗与损耗电阻消耗二倍频功率的不平衡控制策略,设计了该控制策略下的双序矢量控制器模型。同时针对传统dq软件锁相环在电压不平衡时锁相速度慢的缺点,提出了一种基于前置相序分解的频率自适应dq锁相环,提高了不平衡控制算法的动态性能与稳态特性。 4.对VSC阀在交流电网低电压故障下的过流现象进行分析并提出了一种考虑正负序分量影响的指令电流限制器,保证了故障限流效果。分析比较了VSC阀电流裕度穿越法和指令电流限制器穿越法的特性,在此基础上提出一种结合正负序指令电流限制器与控制模式切换的交流电网低电压穿越控制方法,从而解决交流电网低电压故障时系统稳定与VSC过流问题。 5.在分析现有VSC-HVDC拓扑的基础上,从降低电力电子器件直接串联数目、器件开关频率和简化主电路拓扑结构三个方面出发,将传统直流输电中常用的变压器隔离式多模块结构引入VSC-HVDC系统,并针对该模块级联式拓扑提出一种系统协调控制与模块独立运行相结合的新型控制策略。针对该拓扑下送端站存在的各模块直流侧电容电压均衡问题,提出了一种基于有功分量调节的直流侧电压控制方法。

    标签: 电压源 换流器 控制策略

    上传时间: 2013-06-03

    上传用户:lw4463301

  • 车载数字开关电源的研究与实现.rar

    在以节能、环保和安全为中心的现代汽车中,电气设备越来越多,电气负荷越来越大,用新的42V车载电源系统取代现有的14V电源系统将是大势所趋。目前车载开关电源大都采用模拟控制方案,具有很多缺点,因此非常有必要研究数字控制方案,以便提高变换性能。鉴于此,开展了以车载数字开关电源的理论与设计为对象的研究内容: 基于L4981B的Boost DC/DC变换器的实现。在Boost DC/DC变换器理论分析的基础上,利用有源PFC电路板,基于模拟控制器L4981B制作成最大输出功率1kW的24VDC-42VDC变换器。 基于TL494的推挽DC/DC和Boost DC/DC变换器的实现。在推挽变换器理论分析的基础上,基于模拟控制器TL494进行了功率电路、控制电路和保护电路的原理图设计和PCB设计,制作成最大输出功率0.5kW、系统效率87%的24VDC-42VDC车载开关电源。利用此电路板,基于模拟控制器TL494制作成最大输出功率1kW的24VDC-42VDC变换器。 基于TMS320F2808的Boost DC/DC变换器和单相逆变器的实现。在Boost DC/DC变换器和单相逆变器相关理论分析的基础上,采用数字PI控制,基于数字控制器TMS320F2808进行了功率电路、输出电压闭环控制电路、检测电路和驱动电路的原理图设计和PCB设计以及软件设计,制作成额定输出功率0.5kW、系统效率86%的24VDC-42VDC车载数字开关电源和24VDC-97VDC-330VDC、42VDC-24VAC变换器。

    标签: 车载 数字 开关电源

    上传时间: 2013-07-04

    上传用户:dong

  • 统一潮流控制器UPFC的模型与仿真研究.rar

    统一潮流控制器(UPFC)作为一种典型的FACTS装置,综合了FACTS元件的多种灵活控制手段,能同时或选择地控制线路的基本参数(电压、阻抗、相角),也可交替地控制线路上的有功和无功潮流,还可独立地提供可控的并联无功补偿。因此UPFC被认为是最有创造性,功能最强大的FACTS元件。 首先,本文详细分析了统一潮流控制器的基本结构和工作原理。采用开关函数法建立了电压源型变流器的数学模型,并推导了统一潮流控制器在abc三相坐标系和dq旋转坐标系下的数学模型,该模型考虑到直流环节电容储能的动态变化过程,从而使其更适合于系统的动态特性分析。本文讨论的UPFC控制采用基于两相旋转坐标系下的非线性解耦控制方案,在UPFC的精确模型下具有可快速跟踪给定值的优点,且在dq坐标系下可以实现有功和无功功率的独立控制;在电容电压PI调节中加入电流反馈,使其更接近真实值。 其次,本论文在分析UPFC数学模型的基础上建立了UPFC在MATLAB平台上的仿真模型;然后利用MATLAB建立了三相环形电力系统,将UPFC模型应用到该系统中,着重研究了UPFC对电网电能质量的影响。首先研究了UPFC对故障系统中电网功率的影响以及UPFC对提高故障系统功率稳定性的作用;同时,对UPFC能够抑制无故障系统中系统接入电网时的功率冲击进行了研究。最后,通过仿真波形研究了UPFC对电网故障中电压跌落的补偿作用以及UPFC对正常系统电压的影响,结果发现,UPFC可以保持故障中的系统电压为正弦波。

    标签: UPFC 控制器 仿真研究

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:1406054127