段飞[1]2003年在《面向交流调速系统的随机空间矢量PWM技术的研究》文中研究指明作为交流传动系统中的一项关键技术，PWM(Pulse Width Modulation)技术在提高效率、降低能耗、减少污染等方面具有重大意义。针对交流调速装置中的噪声问题，论文研究了一种新兴的PWM技术---随机空间矢量PWM技术。 首先，论文通过归纳PWM技术的发展现状，论证了传统PWM技术的缺陷与不足，并提出问题的解决方向。 其次，通过比较现有随机PWM算法的优劣，以面向应用为导向，结合空间矢量PWM，选取最有利于数字化调制实现的随机空间矢量PWM算法；基于对现有随机PWM算法的分析评价，提出了新的随机调制算法。改进和优化随机数算法，构筑具有更充分独立性和周期性的随机型。 再次，通过仿真来验证算法的优越性。论文着重研究随机信号最重要的统计特性——功率谱密度，通过计算机仿真来比较分析不同PWM信号的功率谱特性。 最后，在系统环境中评价随机空间矢量PWM算法的有效性。 论文的主要工作包括： 1．提出一种基于电压空间矢量调制的随机PWM新算法，实现有限状态之间的随机转换，并能与提高开关频率有效结合。将这种两电平算法扩展到了叁电平情况，发展了基于此方法的叁电平随机空间矢量PWM算法。 2．改进传统的随机数算法，通过计算机程序仿真随机型的输出结果。 3．基于对随机空间矢量PWM算法及其功率谱密度的研究，开发出完整的空间矢量PWM仿真软件，通过VC++凋用MATLAB引擎函数库实现FFT(Fast Flourier Transformation)。 西安理工大学硕士学位论文 4．通过Simulink系统仿真和实验来验证随机空间矢量PWM的可行性，其中系统实验的核心工作为编制实现P删输出的单片机程序。
史海熙[2]2012年在《基于Markov链的叁电平逆变器随机SVPWM控制策略研究》文中提出多电平逆变器与两电平逆变器相比,多电平逆变器更加适合高电压、大容量的场合,因此得到了越来越广泛的应用。在多电平逆变器的多种控制策略中,空间矢量调制SVPWM算法具有调制比大、能够优化输出电压波形、易于数字实现、母线电压利用率高等优点,成为人们关注的热点。本文研究叁电平SVPWM逆变器的数学模型及其控制策略,采用基于马尔科夫链的随机周期SVPWM调制方法减小了电磁干扰在逆变器中的传播,并进行了仿真实验验证。本文通过对几类叁电平逆变器拓扑结构的分析,阐述了叁电平逆变器的运行机理；对叁电平逆变器SVPWM调制手段进行了全面系统的研究,重点研究了如何实现叁电平逆变器中的SVPWM调制。在此基础上阐述了随机PWM相关原理。文中研究了马尔科夫过程和马尔科夫链的工作原理,对两状态马尔科夫链进行了详细分析；通过原理分析和仿真结果比较,验证了其对于随机数分布的作用。本文在此基础之上提出了一种基于两状态马尔科夫链的逆变器随机周期SVPWM调制方法。这一调制方法使得随机周期在期望周期附近分配更加均匀,分散了原本集中于开关频率整数倍处突出的谐波能量,使得逆变器功率频谱更加连续,从而达到了减小逆变器中高次谐波带来的电磁干扰传导问题。最后,为了验证这一调制方法的有效性,构建了基于Markov链的叁电平逆变器随机SVPWM控制系统仿真模型。通过仿真实验,验证了这种方法的有效性。
尚敬[3]2003年在《基于DSP的异步电机磁场定向控制系统研究》文中进行了进一步梳理本文对交流调速系统控制方法中的磁场定向控制做了深入研究。对一个改进转差频率观测器的间接磁场定向控制系统，利用MATLAB软件对整个控制系统进行仿真，并通过和实际实验结果相对比，得出该控制系统具有较高的可靠性。论文对实验中出现的主要问题进行了分析，并提出了解决方法。 首先，论文给出了一个异步电机的空间矢量数学模型，分析了在仿真时利用这个数学模型建模的优点。针对高性能交流调速控制方法中普遍需要电机参数的现象，论文给出了一种异步电机参数离线辨识方法，通过把仿真结果与传统实验方法测得的数据对比可以看出，该方法较为简单实用。 接着，对现有的脉宽调制技术进行了总体介绍，着重论述了空间电压矢量脉宽调制技术。分析了空间电压矢量脉宽调制技术的同步调制和异步调制的异同，并给出一个异步调制实现的详细步骤。 然后，论文详细分析了磁场定向控制方法，比较了直接磁场定向控制和间接磁场定向控制的异同。对一个改进转差频率观测器的间接磁场定向控制进行MATLAB仿真，并验证了该系统的解耦性能。 论文设计了一个基于高速数字信号处理器(DSP)的磁场定向控制系统硬件平台，并利用这个硬件平台完成实验。文中给出了系统软件设计详细流程图，并对实验结果进行了分析。 最后，文章对两种无速度传感器磁场定向控制系统的速度观测方法，即模型参考自适应法和推广的卡尔曼滤波算法进行了对比研究。
钱君毅[4]2007年在《基于TMS320F2812的异步电机矢量控制系统的研究》文中研究表明矢量变换控制是在交流电动机的双轴理论、机电能量转换和坐标变换理论的基础上发展起来的。它的主要思想是在基于转子磁链定向的同步旋转坐标系中把定子电流矢量分解为两个分量:一个分量与转子磁链矢量重合,称为励磁电流分量;另一个分量与转子磁链矢量垂直,称为转矩电流分量。通过控制励磁电流分量和转矩电流分量的大小,以实现他励直流电动机那样对磁场和转矩的解耦控制。本文研究的是以TMS320F2812-DSP为控制核心的电压源型矢量控制变频调速系统。本文分析了矢量控制和的电压空间矢量脉宽调制原理与实现方法。论文中分析了异步电机在叁相静止坐标系、两相静止与旋转坐标系下的电机基本数学模型和控制基本方程,在进行相应的坐标变换以后,得到了基于转子磁定向的同步旋转坐标系下的控制方程式;分析了电压空间矢量脉宽调制的基本原理、控制算法以及DSP的实现方法,最后得到异步电机的矢量控制系统图。在系统图的基础上完成模块化的硬件实现。以TMS320F2812为控制核心,采用智能功率模块IPM作为功率主回路,通过电流和转速检测电路构成闭环控制系统。用TMS320F2812汇编语言编制了矢量控制系统程序。最后,在Matlab/Simulink仿真平台上,建立各控制系统仿真模块,并结合矢量控制基本原理组成仿真模型进行了仿
高圆圆[5]2010年在《基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究》文中提出跑步机是现代生活中重要的健身器材之一,影响其质量与性能的重要因素之一是其采用的变频调速系统的性能。现有跑步机中,多采用直流电机作为动力装置,尽管使用过程中容易出现故障,维修量大,但是由于针对该类电机的变频调速系统的设计相当成熟,性能良好,使其应用量依然较大。相反,交流电机虽然其运行稳定,不易损坏,但是针对此类电机的变频调速较为困难,其理论、技术都不尽成熟,因此,这就限制了交流电机在跑步机中的使用。但是,随着控制理论的研究发展、电子技术的进步,交流电机的调速系统不断更新、进步,其性能也在不断提高。本论文的研究旨在设计一个针对于跑步机设计需要的、针对异步电机的变频调速系统。目前市场上已存在相关产品,本文在对现有产品的控制方案、设计特点、性能指标等方面进行分析研究后,提出了将较为先进的FPGA器件引入系统,作为其核心控制芯片,同时,采用直接转矩控制方式和SVPWM控制算法作为系统的控制方案,来设计完整的、高性能的变频调速系统。尤其是如何利用FPGA器件将控制方案以硬件芯片的形式实现出来,并且充分发挥其硬件可编程的优势,完成整个系统的控制工作,减少外围硬件设备,是本论文研究的重点。本论文中设计的变频调速系统针对跑步机的应用,面向用户设计,提供了良好的人机交互界面,操作简单,而且该系统中的控制芯片具有很好的移植性,即相当于按照一定设计要求定制的硬件芯片,只要稍加修改,就可供其他相关系统使用。
裴素荣[6]2011年在《面向电动汽车的永磁同步电机驱动控制方法研究》文中研究说明随着世界汽车保有量的急剧增加,能源和环境问题更加突出,人们迫切需要寻求一种低排放和节约能源的绿色交通工具。电动汽车以其在节能和环保方面的巨大优势,已成为世界各国竞相研究的热点,必将成为21世纪重要的交通工具之一。电机驱动系统是电动汽车的心脏,也是电动汽车研制的关键技术之一,它直接决定电动汽车的性能。永磁同步电机具有高效、高功率密度以及良好的调速性能,成为电动汽车的首选驱动电机。因此,研究永磁同步电机计算机控制系统具有较高的理论和实际意义。本文根据永磁同步电机的矢量控制理论,深入研究了面向电动汽车的永磁同步电机驱动控制方法,主要研究内容如下：(1)在永磁同步电机矢量控制理论的基础上,结合永磁同步电机的数学模型,在Matlab/Simulink环境下,建立了永磁同步电机矢量控制系统模型,并对其进行了仿真研究。仿真结果表明,所设计的仿真模型是可行的。(2)针对驱动控制系统容易受非线性因数等外界干扰的影响,本文提出采用参数自整定模糊PID控制方法,对PID参数进行在线自调整。在参数自整定模糊PID控制器的基础上,结合永磁同步电机的矢量控制系统模型,对基于参数自整定模糊PID控制的永磁同步电机矢量控制系统进行了仿真分析。仿真结果表明,系统的动、静态性能和鲁棒性得到了一定的改善。(3)针对所设计的模糊控制规则和隶属度函数的选取有着很大的人为主观性,本文提出了一种用遗传算法优化模糊PID控制器中的量化因子和比例因子的方法,应用于所建立的电动汽车用永磁同步电机驱动的矢量控制系统中,并对系统进行了仿真研究。仿真结果表明,经过优化后的模糊PID控制器的控制品质有了进一步的改善和提高。
任康[7]2008年在《多功能开放式运动控制系统实验平台设计》文中进行了进一步梳理运动控制系统被广泛的应用在数控机床、航空航天、国防现代化等高技术领域中,以各种电机为执行部件的运动控制系统的研究开发与产品化工作十分活跃。因此,研制功能多样、开放性强、人机界面友好的综合性实验平台对提高各类运动控制系统的研究开发效率具有重要意义。采用主从计算机结构的实验平台有利于对运动控制系统进行监测和管理,以计算机技术为基础的监控技术为运动控制系统的研究开发提供了便利。论文利用Labwindows/CVI设计并实现了基于PC机平台的运动控制系统监控软件。介绍了整个软件的具体功能,详细的说明了监控软件的几个重要功能特点。对整个软件的功能模块进行了细致的分类,详细分析了其中一些重要的功能模块和算法,并给出了各种功能模块在程序上的实现方法。对于软件平台本身特有的运行机制带来的一系列问题,在对比其他软件(以VC++为例)之后给出了具体的解决办法。该实验平台目前还缺少直接转矩控制系统。论文对直接转矩控制系统进行了研究,分析了直接转矩控制系统各个模块的具体实现方案,并且在Matlab平台上进行了仿真,初步验证了实现方案的可行性,为今后将直接转矩系统嵌入实验平台以完善实验平台的完整性和全面性,打下了良好的基础。在对整个实验平台进行了系统的测试之后,其结果表明实验平台工作正常,能够完整的实现各项功能展开多种实验,达到预期设计效果。
杨向真[8]2006年在《级联型中高压变频器控制策略的研究与实现》文中研究指明级联型中高压变频器是目前电力电子领域研究的热点之一,它具有以下优点:输入侧对电网污染小;输出电压接近正弦波,不需要输出滤波器;结构简单,易模块化;控制方法简单等,这些优点使得级联型变频器在电力拖动领域尤其是在风机、水泵等调速性能要求不高的场合应用前景广阔。因此,针对风机、水泵类负载,本文选择级联型拓扑结构作为中高压变频器的基本结构,对其进行了细致的研究。具体来说,本文的主要工作如下: 1、分析了级联型中高压变频器的基本拓扑结构。详细介绍了多重化整流电路和多种类型的逆变电路,重点介绍了目前常用的传统级联型逆变电路以及混合级联型中的2~N型和3~N型逆变结构。 2、研究了级联型中高压变频器的控制方法。在载波相移SPWM技术的基础上,提出了一种易于实现的控制方法——同步相移SPWM技术,并研究了优化载波相移SPWM技术和混合频率调制的SPWM技术。 3、利用MATLAB仿真软件对上述控制方法分别进行建模,并对各种控制方法的仿真结果进行了比较分析。 4、详细分析了功率单元模块故障情况下的电路拓扑,研究表明,在封锁故障功率单元输出的同时,应该切除该故障单元。另外,针对过流、直流侧过压和欠压、过热以及过载几种主要故障,提出了相应的处理方案。 5、根据系统的特点,设计了级联型中高压变频器的实现方案。
窦玉东[9]2003年在《基于TMS320F240的矢量控制交流调速系统的研究》文中认为高性能交流传动系统在伺服、轧机等工业领域具有广泛的应用前景。矢量控制策略是实现高性能交流调速系统的技术手段之一。本论文分析了矢量控制的基本原理，对基于直接转子磁场定向、基于间接转子磁场定向、基于气隙磁场定向和基于定子磁场定向四种矢量控制方案进行了简单的对比，对有速度传感器型和无速度传感器型的矢量控制进行了对比，确定了有速度传感器型的直接转子磁场定向矢量控制方案。应用MATLAB仿真软件对该控制方案进行了仿真分析。基于TIMS320F240 DSP实现了该控制方案，进行了测试。仿真试验和测试结果证明本文论述的有速度传感器型的直接转子磁场定向矢量控制方案的可行性和有效性。实现了PC机端基于USS协议局部网络的变频器监控软件，该软件运行稳定，通信数据正确，能够满足实际要求。
杭丽君[10]2008年在《基于电力电子网络的变流系统研究》文中提出电力电子系统的集成化是现今电力电子技术发展的趋势,系统的模块化和标准化技术是目前电力电子领域的重要研究方向。研究基于电力电子网络的变流系统,对复杂电力电子装置的系统级集成具有重要意义,是电力电子系统集成技术的基本组成部分。本文从变流系统的功率流和信息流双重分布性的角度出发,对电力电子系统网络(Power Electronics System Network,PES-Net)的模型和变流系统的通信需求进行分析,提出实时电力电子系统网络(Real-time power electronics system network,RT-PES-Net);并对基于新网络的分布式控制及管理方案和模块化软件方案等内容进行系统的研究,提出基于栈操作的实时软件构建方案。本文的研究将为变流系统的控制结构和软件方案标准化提供参考和理论依据,为应用系统的集成提供解决方案。复杂中大功率变流系统是网络化分布式控制系统的应用对象。首先,论文以复杂系统为研究对象,分析了应用系统的功率流和信息流在空间结构上的对偶关系和双重分布的特性;在电力电子集成模块(Power Electronics Building Blocks,PEBB)的基础上,研究了变流系统的网络化分布式控制方案,并得出系统组构的初步构想,总结出适合复杂电力电子系统集成的标准化理论。接着,论文对电力电子网络模型进行了研究。分析了现有各类总线网络和目前用于电力电子应用系统的网络,从结构、速率和协议等各个方面将两类网络进行了系统的对比。明确了电力电子系统网络(PES-Net)的定义,分析并总结复杂电力电子实时系统所需网络必需具备的条件。根据现有网络技术背景,综合控制结构和网络需求,提出了电力电子系统网络(PES-Net)的模型。为满足变流系统的实时控制,论文对分布式控制结构的通信需求进行了研究。以网络控制系统(Networked Control System,NCS)为背景,对变流器系统控制信息延时因素进行了分析;通过对典型电力电子系统的分析,归纳和总结了系统的控制功能和控制内容,对系统不同层次的控制任务进行了响应时间需求分析和网络的分层配置;通过对仿真结果的分析,研究了应用系统内模块控制信息延时对不同应用系统的性能影响和对开关频率的限制。根据变流系统对控制延时的接受程度,将电力电子复杂系统归为两大类:1)零延时系统;2)定延时系统。针对上述两类系统,论文给出了电力电子网络(PES-Net)的通道容量和应用系统开关周期的计算方法。论文对开放式、分布式的电力电子系统网络(PES-Net)的硬件组成和同步方案进行了研究,提出新的实时网络和系统级集成方案。根据主节点和从节点的控制任务需求,分别从功能和系统结构的角度对开放式网络的硬件构成进行研究;根据控制系统的接口需求分析,对节点的通用性设计进行重点讨论。针对网络的同步问题,本文分析了简单有效的解决方法,即基于数据结构的同步补偿方案;此外,论文提出基于实时高速电力电子系统网络(RT-PES-Net)的同步方案,研究适合变流器实时控制的网络结构和相应的硬件配置。根据应用控制和通信系统所需的各种操作,论文对实时网络的管理进行了讨论,研究了信息帧管理和相应的硬件设置,并对各种工作模式下所需的通信时间进行了计算和比较。基于实时网络系统及其管理方案,论文给出了组构以PEBB为基础的变流系统的方案。论文对基于RT-PES-Net的模块化软件方案进行了研究。首先,将控制软件与功率硬件进行解耦,使得软件设计与硬件部分分离。在分析电力电子软件特性的前提下,论文提出基于栈操作的模块化软件方案,增加子程序实时构件的内聚性;对软件模块化的通用性进行研究,分析模块接口参数和变量的申明和配置,并研究参数的定标,对构件进行分类;分析子程序实时构件在执行速度上的优点。论文对电力电子系统控制软件(Power Electronics System Control Software,PES-CS)的组构和集成进行研究,简化软件主框架。最后,论文分别对RT-PES-Net和模块化软件方案进行了相应的实验研究和分析。论文对提出的实时电力电子系统网络(RT-PES-Net)进行了通信实验,将新网络拓扑对变流系统的延时影响与旧网络系统的延时影响进行比较,总结新网络系统在控制实时性、提高开关频率、网络可扩展性和管理灵活度等方面的优势。论文针对RT-PES-Net进行应用研究,验证该网络可解决网络通信失步所造成的问题。论文对基于通用型实时构件和栈操作的模块化软件方案进行实验验证,为标准化软件库的建立和系统级集成提供参考方案。网络化的控制结构研究是复杂电力电子系统级集成研究的关键。本课题针对复杂变流系统提出了实时电力电子系统网络(RT-PES-Net),并以该网络为基础对分布式控制结构及相应的网络化管理方案和模块化软件方案展开一系列研究,为电力电子控制系统提供标准化、开放式的网络参考体系,并以此结构来快速构建终端复杂变流系统,为实现标准的应用系统组构提供参考方案,有助于解决电力电子标准化推广所面临的难题。论文为应用系统的即插即用和动态重构提供了研究基础,从而为最终实现复杂变流器的应用系统级集成提供系统化的理论和方法依据。同时,论文的研究开拓了电力电子系统集成和标准化研究的一个新方向。
参考文献：
[1]. 面向交流调速系统的随机空间矢量PWM技术的研究[D]. 段飞. 西安理工大学. 2003
[2]. 基于Markov链的叁电平逆变器随机SVPWM控制策略研究[D]. 史海熙. 东北大学. 2012
[3]. 基于DSP的异步电机磁场定向控制系统研究[D]. 尚敬. 西南交通大学. 2003
[4]. 基于TMS320F2812的异步电机矢量控制系统的研究[D]. 钱君毅. 上海交通大学. 2007
[5]. 基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究[D]. 高圆圆. 山东科技大学. 2010
[6]. 面向电动汽车的永磁同步电机驱动控制方法研究[D]. 裴素荣. 东北大学. 2011
[7]. 多功能开放式运动控制系统实验平台设计[D]. 任康. 华中科技大学. 2008
[8]. 级联型中高压变频器控制策略的研究与实现[D]. 杨向真. 合肥工业大学. 2006
[9]. 基于TMS320F240的矢量控制交流调速系统的研究[D]. 窦玉东. 西安理工大学. 2003
[10]. 基于电力电子网络的变流系统研究[D]. 杭丽君. 浙江大学. 2008
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