閉環(huán)控制的變壓異步機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析【文獻(xiàn)綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述電氣工程與自動(dòng)化電氣工程與自動(dòng)化閉環(huán)控制的變壓異步機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析閉環(huán)控制的變壓異步機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析摘要：傳統(tǒng)的PID控制器參數(shù)調(diào)整大多數(shù)采用人工經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)試湊方式。這些方法可使系統(tǒng)性能有所改善，但有的不能在全局范圍內(nèi)達(dá)到最優(yōu)，有的設(shè)計(jì)過于理論化，不適合工程應(yīng)用。粒子群優(yōu)化(PSO)算法是一種隨機(jī)搜索全局優(yōu)化新方法。將PSO算法應(yīng)用于PID控制參數(shù)的尋優(yōu)，解決電機(jī)控制系統(tǒng)中PID參數(shù)優(yōu)化。直

2、接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)交流變頻調(diào)速，直接對(duì)電機(jī)定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，避免了矢量控制中復(fù)雜的變換和參數(shù)運(yùn)算，使控制結(jié)構(gòu)變得十分簡單。應(yīng)用MATLAB／Simulink進(jìn)行了仿真，證明了上述方法的可行性，并且對(duì)仿真波形進(jìn)行分析，驗(yàn)證系統(tǒng)的正確性。關(guān)鍵詞：粒子群優(yōu)化算法PID控制器直接轉(zhuǎn)矩控制1.1.背景背景在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。PID控制器問世至今已有近70年歷

3、史，它以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來確定，這時(shí)應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象，或不能通過有效的測(cè)量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)。PID控制，實(shí)際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積

4、分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。直接轉(zhuǎn)矩控制（DirectTqueControl——DTC），這種“直接自控制”的思想以轉(zhuǎn)矩為中心來進(jìn)行綜合控制，不僅控制轉(zhuǎn)矩，也用于磁鏈量的控制和磁鏈自控制。直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制的區(qū)別是，它不是通過控制電流、磁鏈等量間接控制轉(zhuǎn)矩，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控量控制，其實(shí)質(zhì)是用空間矢量的分析方法，以定子磁場(chǎng)定向方式，對(duì)定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行直接控制的。制。ω稱為慣性因子，可以是正常數(shù)，也可以是以時(shí)間為變量的線

5、性或非線性正整數(shù)。2.22.2PSOPSO算法的算法的PIDPID參數(shù)整定流程參數(shù)整定流程Step1：輸入系統(tǒng)數(shù)據(jù)，初始化粒子群。Step2：計(jì)算每個(gè)粒子的適應(yīng)值，即目標(biāo)函數(shù)值。Step3：記錄兩個(gè)極值，即當(dāng)前的個(gè)體極值以及整體極值gbest。Step4：更新，k=k1。粒子根據(jù)式(2)更新飛行速度；根據(jù)式(3)更新粒子在解空間的位置；ω根據(jù)不同的初始權(quán)重分別計(jì)算。Step5：重新計(jì)算各個(gè)粒子此時(shí)的目標(biāo)函數(shù)值，判斷是否更新和gbest。

6、首先，對(duì)于粒子i，比較第k1次迭代中得到的函數(shù)值f(ik1)與f()。若f(ik1)f()f()=f(ik1)(i=12…m)，并相應(yīng)地更新；否則，不更新。然后，將每個(gè)粒子的適應(yīng)值與整個(gè)粒子群的gbest相比較，較好則重新設(shè)置gbest。若gbest值不變，則n1。若n≥10，則重新將部分粒子初始化；若n10，則n=0(其中，n為程序設(shè)定的次數(shù))。Step6：判斷是否收斂。當(dāng)滿足如下條件之一，迭代停止(全局最好位置連續(xù)若干次無變化或達(dá)到

7、預(yù)先規(guī)定的最大迭代次數(shù))，否則轉(zhuǎn)Step4。Step7:輸入問題的解2.32.3空間矢量電壓對(duì)定子磁鏈、轉(zhuǎn)矩的作用空間矢量電壓對(duì)定子磁鏈、轉(zhuǎn)矩的作用空間矢量電壓對(duì)定子磁鏈的作用逆變器的輸出電壓us(t)直接加到異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組上，則定子磁鏈Ψs(t)與定子電壓us(t)之間的關(guān)系為：（4）若忽略定子電阻上壓降的影響，則:式(4)中定子磁鏈空間矢量Ψs沿著電壓空間矢量Us的方向，以正比于輸入電壓的速度移動(dòng)，通過逐步合理地選擇電壓矢量，