AHODFC及其在交流调速中的应用

论文题目: AHODFC及其在交流调速中的应用

论文类型: 硕士论文

论文专业: 检测技术与自动化装置

作者: 石秀敏

导师: 薛薇

关键词: 交流变频调速系统,高阶微分器,高阶微分反馈控制器,控制

文献来源: 天津科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: PID控制因其结构简单,对模型误差具有鲁棒性及易于操作等优点,是迄今为止最通用的控制方法。但它仅考虑误差信号一阶微分,而没有考虑其高阶微分,且提取微分信号的方法过于简单,微分信号品质较差故不易满足高性能要求。现代控制理论的重要特征是在一个性能指标下依赖被控对象的模型设计状态估计器和控制器,由于其对模型的过分依赖使得控制算法越来越复杂,因而不便于在实际中应用和推广。 本文论述了模型未知,参数时变的受扰非线性系统的控制问题,试图提出一种结合PID控制和现代控制理论优点的控制方法。 本文论述了不依赖被控对象模型的高阶微分器(High order differentiator-HOD),该HOD能高品质的提取信号的一阶微分及高阶微分信号。介绍了基于HOD设计的自适应高阶微分反馈控制器(Adaptive high order differential feedback controller-AHODFC),该AHODFC也不依赖产生信号的系统模型。为了验证其可行性和实用性,本文将该控制理论应用于交流调速系统中,这也是本文的重要工作,其主要内容是: 在现有实验设备基础上构建了以工控机为控制器,以由绕线式三相交流电动机,直流电动机和永磁直流发电机组成的电机组为被控对象的变频交流调速系统。由仿真研究和实际系统运行的结果表明:本文构建的交流调速系统有控制效果好,参数调节容易,鲁棒性好等特点,因此证实了该AHODFC的可行性和实用价值。 为了方便对构建的调速系统进行操作,我们基于VC++软件平台编制了一套交互性强、操作简便,并能进行在线参数调整的控制界面程序。该程序将控制算法与输入、输出接口卡的驱动程序结合在一起,可以便捷的实现对电机的启动、运行、停止和速度改变等操作。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 前言

1.2 变频调速

1.3 本文的主要工作

2 从PID控制到微分器的研究

2.1 PID控制的研究

2.2 经典微分器

2.2.1 经典微分器的形式一

2.2.2 经典微分器的另一种形式

2.2.3 经典微分器的估计精度、抗干扰能力与参数τ的关系

2.3 非线性跟踪-微分器

3 一类新的跟踪-微分器研究

3.1 引言

3.2 一类新的线性跟踪-微分器设计及其稳定性和收敛性的分析

3.3 线性跟踪-微分器的稳态误差分析及其进一步改进

4 稳定的三阶微分器研究

4.1 引言

4.2 三阶微分器设计

4.3 三阶微分器稳定性、收敛性和滤波特性分析

4.4 仿真研究

5 高阶微分器的研究

5.1 高阶微分器设计及其稳定性和收敛性分析

5.2 对高阶微分估计器(HOD)的估计效果进行仿真验证

5.3 结论

6 高阶微分反馈控制器的研究

6.1 引言

6.2 SISO非线性系统的高阶微分反馈控制

6.3 MIMO非线性系统的高阶微分反馈控制

6.4 对SISO系统的基于HOD的AHODFC进行仿真验证

7 AHODFC在交流调速中的应用

7.1 变频交流调速系统的硬件实现

7.1.1 变频交流调速系统的硬件结构

7.1.2 变频交流调速系统的控制原理分析

7.1.3 转速信号的采集

7.1.4 计算机DI信号采集

7.1.5 计算机D／A信号输出

7.2 变频调速系统的软件实现

7.2.1 基于VC++平台的控制界面设计

7.2.2 程序流程

7.3 实验结果与讨论

结束语

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文

发布时间: 2007-01-10

参考文献

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