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《电气传动自动控制系统优化设计方法研究（可编辑）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、电气传动自动控制系统优化设计方法研究西北工业大学硕士学位论文电气传动自动控制系统优化设计方法研究姓名:高扬申请学位级别:硕士专业:电工理论与新技术指导教师:卢健康20060301西北工业大学硕士学位论文摘要电气传动系统又称电力拖动系统,是以电动机作为原动机的机械系统的总称。其目的是为了通过对电动机合理的控制,实现生产机械的起动,停止,速度、位置调节以及各种生产工艺的要求。随着技术的进步及社会对环保、节能要求的日渐严格,电气传动系统在社会各方面的使用越来越广泛。如何优化、设计电气传动系统,以实现更低廉的成本
2、、更好的性能就具有十分重要的意义。近年来许多新理论新策略应用于电气传动系统中,并获得了良好的效果。但对大部分系统而言,其基本的闭环控制结构、利用调节器对控制对象进行校正以使系统符合要求的方法基本未变。所以,我国电气传动系统设计领域的权威专家陈伯时教授总结出的调节器的“工程设计方法”,目前在实际设计中仍然是主流设计方法。如何设计出优秀的调节器依然是电气传动系统优化设计的主要内容。因此本文借鉴了“工程设计方法”的基本思想,以电气传动系统的优化设计为目的,在现有的调节器“工程设计方法”基础上,采用其采用少量典型
3、系统、分步设计的基本设计思路,以系统闭环幅频特性峰值、调节时间最小为最优化原则,分别针对典型、、Ⅱ型系统研究出一套更能满足实际工程需要的设计方法。并总结出了便于设计者使用的参数、性能指标值计算公式及图表。针对交流电机矢量控制系统鲁棒性差的问题则进行了研究并提出了优化方案。利用编程和仿真对所设计的系统进行验证,结果表明针对典型、型系统的设计方法所设计出的系统性能指标及设计灵活性均好于“工程设计方法”;针对典型型系统的设计方法则是“工程设计方法”所未涉及而又实际需要的,故填补了“工程设计方法”的空白:在交流电
4、机矢量控制系统中引入复合磁链观测器及双层模糊控制器后,系统的鲁棒性及性能得到了提高。调节器关键词:典型系统优化设计模糊控制矢量控制复合磁链观测器西北一业大学硕士学位论文.,.,...,..,’.’,Ⅱ,..“”,,.,..,’,Ⅱ”..Ⅲ““”..两.:业大学硕士学位论文,:,,,,西.,大学硕士学位论文第一章绪论第一章绪论.课题背景电气传动是~个既老又新的学科。它始于世纪初,随着电动机的推广应用,其控制问题逐渐从电机领域独立出来,成为一个单独的领域。起初只是一些简单的继电、接触、开环控制,到四五十年代,
5、随着电机放大器和磁放大器的问世,基于它们的闭环连续控制系统得到广泛应用,改进了控制性能,取得了良好效果,使电气传动融入自动控制范畴。从年代起,随着电力电子技术的发展,电力电子变换器取代了电机机组变换,特别是年代以来,变频交流调速的发展,使电气传动发展到一个全新的境界,并融入电力电子范畴。今天的电气传动是一个集控制、电力电子、微电子、信息、材料和机械等学科新技术于一体的全新学科。电气传动系统与国民经济、人民生活均有密切联系,它被广泛应用于冶金、机械、轻工、矿山、港口、石化、航空航天等各个行业中,既有如轧钢机
6、、起重机、风机、精密机床等大型调速系统,也有诸如空调机、电冰箱、洗衣机等小容量调速系统。在生产过程及社会生活中的很多方面,电气传动都发挥着极其重要的作用。比如:在许多生产过程中调速性能与产品产量和质量直接相关。节能。我国发电总量的%以上是通过电动机消耗的,其中一半以上用于各种风机和泵,用调速传动代替原有用风挡和阀门来调节流量和压力的方法,平均可节电%~%,此外调速传动还可以改善锅炉的燃烧,节约大量燃料。改善环境。节能使锅炉二氧化碳和粉尘排放量减少;电动车辆的发展可减少汽车和摩托车废气排放;变速发电促迸风力
7、和水电的发展,为人类提供更多绿色能源等。【】【四据预测从年至年,我国电气传动产品市场需求还将年增长%,市场前景十分广阔。总的说来电气传动技术是国民经济中充满活力而且前景广阔的基础技术和高新技术。其发展和进步己成为更经济高效的使用材料、能源,并且提高生产率的重要手段,同时也是促进国民经济不断发展的重要因素【】?。因此如何提高电气传动系统性能是一个重要的课题。目前针对电气传动系统的优化,国的研究工作主要集中在两大方向:利用新理论和策略改进传动系统本身的性能。传动系统的任务是控制电机的力矩、转速和位置。电机,特
8、别是交流电机本身电磁关系复杂,存在非线性和强耦合,电机的负载及惯量也常变化,给控制带来许多困难。现已有一些好的控西北工业大学硕士学位论文第一章绪论制方法,例如矢量控制,直接转矩控制等,能解决这些问题,因而被广泛应用,但’对电机和负载参数的依赖较强,于是人们纷纷探讨如何利用新技术设计鲁棒性强的系统。速度和位置传感器是传动系统的薄弱环节,如何用观测技术设计】无传感器的系统是另一热门的研究方向。【利用新理论和策略优化传动系统设定。这
