调速系统先进控制试验平台的开发

《调速系统先进控制试验平台的开发》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代号=10109分类号：TP29密级：公开硕士学位论文THESISOFMASTERDEGREE(专业型）论文题目:平台的开发研究生姓名：干鸿飞________________________指导教师:赵志诚教授_________________工程领域/专业:电气工程______________________学习年限:2012年9月一2015年7月分类号：TP29学校代码：10109密级：公开太原科技大学硕士学位论文(专业型)学位论文题目：调速系统先进控制试验平台的开发研究生姓名：王鸿飞导师姓名及职称：赵志诚

2、教授培养单位：电子信息工程学院专业名称：电气工程（全日制专业硕士）论文提交日期：2015年4月论文答辩日期：2015年6月答辩委员会主席：苏小林教授论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明产生的法律后果由本人承担。论文作者签名：曰期:Llo中文摘要在现代工业领域中，随着各类交直流电机的广泛应

3、用和工业自动化技术、网络通讯技术的迅速发展，电机的数字调速控制引起了国内外专家的普遍关注。常规PI控制因其结构简单，鲁棒性强的特点被广泛应用于调速系统，然而PI控制器参数整定存在依赖现场经验的缺陷，为此，可将PI控制与先进控制相结合应用于调速系统，在提高系统控制性能的同时克服参数整定的盲目性。因此开发一种开放的、并能进行先进控制策略研究的调速系统实验平台，具有重要理论意义和实用价值。本文首先分析了工业调速控制系统的特点，设计了实验平台的总体方案。根据工业调速系统设备分散的特点，系统采用网络化结构，即以上、下位机构成

4、控制网络对系统的分散设备进行集中管理；根据系统不同控制需求，确定系统将实现上位机监控功能，下位机调速、通讯及先进控制功能。其次根据总体设计方案，确定了数字调速实验平台的硬件结构，即以工控机和触摸屏作为上位机，主从站PLC作为下位机，通过变频器和直流调速器分别对交、直流电机进行控制，由编码器检测转速信号，并以Profibus-DP总线实现系统通讯。然后根据系统的设计目标和要求，基于Step7对下位机的相关功能进行程序设计，实现了下位机对现场设备的实时控制；利用WinCC开发了调速系统的上位机监控软件，实现了可视化在线

5、监控和任务管理等功能。最后针对三相异步电机设计了模糊PI控制器和内模PI控制器，并由调速系统实验平台进行了验证，即将两种控制策略应用到控制系统中，通过上位机观察控制效果。实验结果表明，模糊PI控制器通过参数自适应调整提升了系统的快速性，其控制精度满足系统的技术要求；内模PI控制器将可调参数取合适数值，使系统获得良好的动态性能和稳态性能。关键词：调速系统，先进控制，实验平台，S7-300，WinCC，ProfibusABSTRACTWithvarioustypesofACandDCmotorswidelyusedin

6、manymodernindustrialareasandthedevelopmentofindustrialautomationtechnologyandnetworkcommunicationtechnology,widespreadattentionandresearchtodigitalspeedcontrolofmotorisconcernedbydomesticandforeignexperts.PIcontrolduetosimplestructure,robustnessfeaturesiswidel

7、yusedinspeedcontrolsystem;however,thepresenceofthedefectofPIcontrollerparametertuningdependingonfielddependence.SoPIcontrolcanbecombinedwithadvancedcontrolinordertoimprovetheperformanceofspeedcontrolsystemwhileaddressingblindnessofthecontrolparametertuning.The

8、refore,itisnecessarytodevelopanexperimentalplatformwhichcanapplyadvancedcontrolstrategiestospeedcontrolsystem.Firstly,thecharacteristicsofindustrialspeedcontrolsystemisanalyzedinth