永磁直线同步电机提升系统的电机失步预防控制策略研究

论文摘要

分段式永磁直线同步电动机提升系统是一种新型的无绳提升系统,它具有结构简单、高效、节能、运行距离和速度不受限制等显著优点,具有良好的发展前景。但其理论研究和控制技术还很不成熟,目前仍处于试验研究阶段。分段式永磁直线同步电动机提升系统在运行时的电机失步故障问题,一直困扰着设计者和使用者。为了保证系统安全、可靠的运行,避免运行过程中由于电机失步而带来的重大伤亡事故和经济损失,有必要对电机的失步故障采取一定的预防控制措施,即在检测到电机有趋于失步的工作状态时,及时采取措施,把电机控制在稳定工作区,这不仅避免了事故的发生,还提高了工作效率。本文通过对永磁直线同步电机的力角特性和稳定性分析的基础上,研究了供电频率和供电电压对永磁直线同步电机运行稳定性的影响,利用模糊控制理论,建立了基于模糊控制的永磁直线同步电机的失步预防策略。该策略采用双模态模糊控制结构,以功角的稳定余量为控制量,采用改变供电电压和改变电机运行速度相结合的方法,以此达到预防该电机失步发生的目的。论文利用Matlab/Simulink仿真软件对整个失步预防控制系统进行建模和仿真,仿真结果验证了控制策略的可行性与实时性。本文在基于工控机和PLC（IPC+PLC）的提升机实验装置上进行了实验研究,实验结果表明,失步预防控制策略能够有效的提高永磁直线同步电机运行的稳定性、安全性,并且能够达到预期的控制效果。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 引言
• 1.1 课题来源及研究意义
• 1.2 永磁直线同步电机垂直提升系统的研究现状
• 1.3 影响PMLSM 稳定的因素及其失步预防研究现状
• 1.3.1 影响PMLSM 稳定的因素
• 1.3.2 电机失步原因及预防的研究现状
• 1.4 论文研究主要内容
• 2 永磁直线同步电机提升系统失步预防控制方案的确定
• 2.1 分段式永磁直线同步电动机垂直提升系统工作原理
• 2.1.1 永磁直线同步电机
• 2.1.2 分段式永磁直线同步电动机垂直提升系统工作原理
• 2.2 PMLSM 力角特性及稳定性分析
• 2.2.1 力角特性分析
• 2.2.2 稳定性分析
• 2.3 失步预防控制方案的确定
• 2.3.1 供电频率和供电电压对PMLSM 运行稳定性的影响
• 2.3.2 控制方案的确定
• 2.4 功角检测原理
• 2.5 结论
• 3 基于模糊控制的失步预防控制策略研究
• 3.1 概述
• 3.1.1 模糊控制器的原理
• 3.1.2 模糊控制系统基本结构与组成
• 3.2 永磁直线电机失步预防模糊控制总体方案确定
• 3.3 失步预防模糊控制器的设计
• 3.3.1 模糊控制器的结构设计
• 3.3.2 模糊控制器的输出形式
• 3.3.3 精确量的模糊化
• 3.3.4 模糊规则的确定
• 3.3.5 模糊推理及模糊量的清晰化
• 3.5 结论
• 4 系统建模与仿真
• 4.1 Matlab/Simulink 仿真工具选择
• 4.2 永磁直线同步电机的数学建模
• 4.3 模态识别器的判断模块
• 4.4 模糊控制器的建模
• 4.5 失步预防控制整体建模图
• 4.6 仿真结果分析
• 4.7 结论
• 5 实验研究
• 5.1 实验目的
• 5.2 实验内容
• 5.3 实验设备与仪器的选配
• 5.4 实验系统的设计
• 5.4.1 硬件设计
• 5.4.2 软件设计
• 5.5 实验过程
• 5.6 实验结果分析
• 6 结论与展望
• 6.1 总结
• 6.2 进一步的研究工作
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集
• 详细摘要