基于思維進(jìn)化算法的單相電機(jī)矢量控制系統(tǒng).pdf_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、隨著電力事業(yè)的發(fā)展,人們生活水平的提高,對(duì)家用電器如冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等中的電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用提出了越來越高的要求——要求其向著節(jié)能化、智能化的方向發(fā)展,于是,變頻的概念越來越多地出現(xiàn)在普通百姓的日常生活中。變頻方式的出現(xiàn)將避免電動(dòng)機(jī)壓縮電機(jī)的頻繁啟動(dòng),減小對(duì)電網(wǎng)的沖擊并延長壓縮機(jī)的使用壽命。然而,在目前的情況下,對(duì)家用電器中較多采用的單相異步電機(jī)的相關(guān)控制研究還較少。并且,隨著電力電子技術(shù)和數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展,交流傳動(dòng)取代直流傳動(dòng)已經(jīng)成為不

2、可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。與此同時(shí),異步電機(jī)系統(tǒng)還存在一定的問題,它是一個(gè)多變量、非線性強(qiáng)耦合的時(shí)變參數(shù)系統(tǒng),雖然矢量控制技術(shù)在一定程度上能使異步電動(dòng)機(jī)得以解耦控制,但是這并不能改變其非線性且具有時(shí)變參數(shù)的特點(diǎn)。況且,在交流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中不可預(yù)測(cè)的干擾很多,所以交流調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)一直是人們研究的焦點(diǎn)。雖然,到目前為止,對(duì)于三相交流異步電機(jī)的變頻控制已經(jīng)較為成熟,但是對(duì)于單相電機(jī),轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)主要采用調(diào)節(jié)端電壓和改變電機(jī)極對(duì)數(shù)的方法。在

3、這兩種方法中,前者只適用于小功率低力矩場(chǎng)合例如電風(fēng)扇等,后者則不能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。事實(shí)上,單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與三相異步電動(dòng)機(jī)較為相似,因而與三相電機(jī)一樣,使得變頻成為這種電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)最為有效的方法。論文基于以上原因,在查閱相關(guān)文獻(xiàn)和借鑒前人工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以將單相異步電機(jī)在模型上等效為直流電動(dòng)機(jī)為目的,仔細(xì)研究了單相電機(jī)物理模型和數(shù)學(xué)模型,通過兩相靜止坐標(biāo)系/兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換和直角坐標(biāo)系/極坐標(biāo)系的變換,整理出單相電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程、

4、轉(zhuǎn)矩方程、電壓方程等,作為下一步系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。另外,涉及到系統(tǒng)中轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)時(shí)的參數(shù),常見的應(yīng)用在三相電機(jī)上的有工程整定法、試湊法和經(jīng)驗(yàn)值法等。
   本文綜合考慮了工程整定法和經(jīng)驗(yàn)值等方面的不足,首先用工程整定的方法算出參數(shù)的初始值,然后,在詳細(xì)學(xué)習(xí)和考量了各種優(yōu)化算法的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,由于思維進(jìn)化算法收斂速度快、定向機(jī)制、不受函數(shù)條件的限制等良好特點(diǎn),最終選用它作為調(diào)節(jié)器參數(shù)優(yōu)化的方法。在給出的解空間

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