交流电力测功机及其控制系统研究

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1、硕士学位论文摘要近年来，国内汽车工业发展和环境保护日趋严格对发动机性能测试技术提出了更高的要求。本文以发动机测试中一项重要的特性测试项目～一速度特性测试为目的，重点研究了交流电力测功机及其控制系统设计。在详细分析测功机工作原理和稳定性的基础上，以“被测发动机～电力测功机一负载电阻”为研究对象，开展了测功电机数学模型、电力测功机带纯阻性负载运行电枢反应分析、控制系统硬件设计、控制策略以及软件设计等方面的研究，完成了电力测功机控制系统开发。首先，以电力测功机为中心，分析了测功原理及系统各主要转矩量之间的关系，讨论了测功系统稳定运行条件。利用坐标变换和Park方程得出测功电机模

2、型，并运用电机学理论对测功电机运行时的电枢反应进行了详细研究，推导了测功电机电磁转矩控制基本方程式，对系统负载控制作了定量分析，为测功系统负载控制策略奠定了基础。在硬件设计上，以工业控制计算机为核心，给出了转矩、转速、电流、电压等信号检测和处理电路的设计方法和具体的原理图，讨论了控制系统重要的组成部分一一负载电阻调节与励磁控制系统的设计与实现：在控制策略上，确定了调节“负载电阻”和“励磁电流”、串级控制等电力测功机系统负载调节方式，将参数自整定模糊PID控制应用于转速闭环控制，进行了控制算法研究；最后，利用虚拟仪器技术，以LabVIEW和Vc++为开发平台，实现了电力测功

3、机控制系统的软件设计。大量的实验结果表明，基于LabVIEW和模糊PID控制的电力测功机控制系统具有较理想的控制效果，满足发动机速度特性测试的要求。关键词：发动机测试；交流电力测功机：速度特’陛测试：转速闭环控制；串级控制；模糊PlD控制：虚拟仪器交流电力测功机及其控制系统研究__日=目E!EE}!E!自{自===j自。j!$__l==一AbstractRecently，withthedevelopmentofthedomesticautomotiveindustryandthestricterpolicyofenvironmentprotection，higher—le

4、veltesttechnologiesarerequiredfortheenginetest．Aimingatthespeedcharacteristicstest，whichisoneofimportanttestitemsofenginetest，thispaperproposesstudiesofACelectricaldynamometeranditscontrolsystem．Basedonthedetailedanalysisofoperatingprincipleandstabilityoftheelectricaldynamometersystem，the

5、paperchoosesthetestedengine，electricaldynamometerandloadresistanceetc，asresearchobject，mainlystudiesthemodelingofelectricaldynamometer，thedesignofthehardwareandsoftwareofthecontrolsystem，aswellasthecontrolstrategyandthearmaturereactoranalysisofelectricaldynamometerwhentheelectricaldynamom

6、eterrunswithpureresistiveload．Thedevelopmentofthecontrolsystemoftheelectricaldynamometerisalsocompleted．Inthispaper，afterdiscussingabouttheoperatingprincipleandtherelationsamongthemaintorquesofelectricaldynamometersystem，thestabilityconditionsofthesystemfunctionareanalyzed．Theelectricaldy

7、namometermodelisconstructedthroughcoordinatetransformationandParkequation．Thearmaturereactorofelectricaldynamometerisalsoexploredindetailasitrunswithpureresistiveload．Theelementaryequationaboutelectromagnetismtorqueisdeduced，andthequantitativeanalysisoftheloadcontro