一、单片机在异步电动机矢量控制调速系统的设计与实现（论文文献综述）
易宇纯[1]（2020）在《串联六重化交交变频控制器的研制》文中进行了进一步梳理变频调速在电机调速方法中有着性能好、效率高的特点,针对风机水泵类负载利用变频调速方法来提高系统效率是一种合理选择。在变频领域有交交变频和交直交变频两大类,本文研究的“跳相”交交变频实现了交流到交流的直接变频,对比交直交变频来说价格更低廉、能更好地节约成本,与传统交交变频方法相比则具有变频范围更大的优势。但针对“跳相”交交变频的前期研究工作只是实现了三重化的“跳相”交交变频器,还存在着谐波含量较大、尚不能投入实际使用的问题。本文的研究目的在于设计一个串联六重化的“跳相”交交变频控制器,在三重化交交变频电路的基础上扩为六重化交交变频电路以将系统谐波降低到实用化程度,并在控制部分加上转速闭环调节、故障检测机制,使六重化交交变频器形成一个完整的闭环控制系统,作为一个产品能够投入使用。本文所做的工作主要有:1.介绍了串联六重化“跳相”交交变频器的系统设计思想,以STM32模块为主控板、以FPGA为次控板设计了控制器硬件电路,并设计了两个控制板的相应控制软件流程。2.分析了异步电机的机械特性,考虑到串联六重化交交变频频率离散的特点,与电机机械特性结合起来设计了分级调速的控制策略,以37.5Hz、42.86Hz、45Hz等频率为例对分级调速策略进行了说明,同时在SIMULINK里面搭建了六重化交交变频控制器闭环调速系统的模型,仿真验证了闭环调速控制思想。3.考虑到实际使用的安全性,分析了六重化交交变频电路的故障类型,结合其复杂的电路结构设计了故障检测环节,并且通过引入petri网的概念来提高故障识别效率,为以后的大规模投产提供一个排查故障的便捷途径。基于串联六重化交交变频器的故障仿真情况,以晶闸管P11为例建立了petri网模型,使用stateflow工具对设计出的petri网故障识别进行了仿真分析,验证了petri网故障识别方法的有效性。4.搭建了六重化交交变频控制器的实验平台,得到了频率间隔小于1Hz的五组输出电压波形,实验结果初步验证了理论分析,但受时间和条件限制,未能将闭环调速环节和故障诊断环节在实验平台上予以实现。
王舵[2]（2020）在《脉冲负载下小功率变频调速控制器的开发》文中指出电动机负载在空载和带载间周期性波动时会形成脉冲型负载,比如在跑步机等运动装置中,人在走或跑时产生的负载转矩就是周期性变化的脉冲型负载转矩,主要根据负载转矩的周期、幅值和占空比三个参数来描述。在电机正常运行时,脉冲型负载会产生反复的加载与卸载作用,影响控制器的输出性能,在设计中,期望电机转速调节能够缓慢地变化,使人体的感觉微乎其微,实现舒适性控制。本文针对具有脉冲型负载转矩特性的运动装置,以交流电机驱动的电动跑步机为例,选用转速闭环的恒压频比控制变频调速技术,采用自整定模糊PID算法,利用STM32F103ZET6单片机开发了一种适用于脉冲负载的专用型交流调速控制器。通过模糊控制算法对PID参数进行在线修改,以满足负载变化对控制参数的不同要求,实现电机转速的舒适性控制。通过调速性能测试,在不同类型的脉冲负载下,电机转速超调量均在3%以内,满足跑步机的舒适度要求。本文开发的脉冲负载专用型交流调速控制器能够对电机转速实现舒适性控制,性价比较高,具有一定的应用前景,同时,该控制器在软硬件设计中对电机的异常运行采取了相应的保护措施,保障了使用者的安全。
蔡雨盛[3]（2020）在《基于电机转矩电流的提升载荷测量技术研究与应用》文中认为立井施工提升机是将井下施工区域与地面连接起来的唯一通道,担负着提升物料、运送器械、升降人员等重要任务。提升载荷的不确定性会给提升机的运行控制带来严重的安全隐患,威胁到整个施工过程的顺利进行。目前变频矢量控制正迅速推广应用于以异步电机作为动力源的立井施工提升机,论文在此基础上研究基于转矩电流的提升载荷测量技术,并将其应用于立井施工提升机的电控系统中,保证提升系统的安全运行。首先,论文针对交流异步电机建立数学模型,分析在变频矢量控制下转矩电流与电磁转矩的关系,然后针对提升机的机械运动部件进行动力学和运动学分析,研究在不同的运行状态下负载转矩与提升载荷之间的关系,之后在此基础上建立了立井施工提升机的机电耦合模型,得到了转矩电流与提升载荷的关系。最后在MATLABSIMULINK中搭建仿真模型,在特定提升载荷下,对单个提升和下放周期内各运行阶段转矩电流的变化情况进行了仿真分析,验证了通过转矩电流来测量提升载荷的可行性。其次,论文提出了两种提升载荷测量方式:一种是在上一章已经建立好的机电耦合模型的基础上,通过数学关系式的变换,用转矩电流直接求解出提升载荷;另一种借助了机器学习的方法,通过支持向量机（SVM）构建转矩电流与提升载荷的关系模型,利用转矩电流拟合出提升载荷。论文对两种方法都进行了仿真分析,检验了两种方法的测量精度。此外,针对立井施工提升机在运行过程中提升载荷会遭受波动、冲击、卡住等问题,在上述两种方法的基础上进一步对故障载荷进行探讨,分析两种方法对不同扰动载荷的辨识效果,为故障判断提供了理论依据。最终对两种载荷测量方法进行了对比,结果表明两种方法都可满足工业需求,因此论文将两种方法结合起来使用。最后,在满足实际应用的基础上,基于测量系统需求,设计了载荷测量系统的整体硬件架构,包括MCU、信号采集、E2PROM存储,总线接口和供电电源等,并编写了各项功能所对应的软件程序。在PC端采用LabVIEW设计上位机界面,利用MATLAB和LabVIEW混合编程的方式实现了PSO-LSSVM在上位机上的运行,成功实现了两种载荷测量方法的结合使用。最终对所设计系统进行了平台搭建和调试,调试结果能够满足系统的设计要求。该论文有图72幅,表15个,参考文献84篇。
张旭东[4]（2020）在《基于异步电机的电动汽车控制策略研究》文中研究表明随着环境污染的日趋严重,发展电动汽车成为汽车工业领域的热门方向。异步电机凭借着成本低、结构简单、运行可靠等特点,在工业、农业以及科技等领域有大面积应用,同时也被广泛应用于电动汽车的车载电机。本文以车载异步电机矢量控制系统中的速度环作为主要研究对象,使其在动静态响应和抗扰动性能等方面更具优势。针对传统的SVPWM技术往往涉及过多的三角函数和矩阵运算的问题,本文提出了一种改进的SVPWM的控制算法,在求取参考矢量作用时间时,将部分参考矢量进行旋转,利用第一扇区和第六扇区的作用时间替代原始扇区的作用时间,简化了计算量,通过开环驱动电动机仿真实验证明了该控制方法的带负载能力。由于电动汽车具有负载和转速多变等特性,采用经典的PID控制效果欠佳。因此,本文提出在矢量控制系统的转速控制器环节中采用复合控制,即PID控制和模糊PID控制相互切换的方式。在转速误差较大时采用PID控制,转速误差较小时采用模糊PID控制对其进行微调。使用该方法可实现在负载对系统扰动时,电机仍然输出稳定的转速,有利于系统的抗扰动性能。模糊PID控制器的PID初始参数和量化因子多采用试凑法。为使电动汽车用异步电机的控制器达到最佳效果,提出一种混沌粒子群优化参数算法。该算法采用早熟判定策略,将混沌算法应用到粒子群的初始化和搜索后期,防止其陷入局部最优,同时提出了一种变尺度搜索方式,增加了算法寻优后期的搜寻范围,有效解决参数取值问题。最后,通过在MATLAB/Simulink平台搭建异步电机矢量控制模型,针对电动汽车的应用场景进行仿真,仿真结果说明PID控制和模糊PID复合控制的控制方法在静态响应和抗扰动性能等方面具有明显优越性。
李季[5]（2019）在《基于模糊控制的异步电机矢量控制系统研究》文中研究指明市场上通用的变频器最常用的控制方法主要是矢量控制和电压频率比控制,在矢量控制策略中包无传感器的矢量控制和带传感器的矢量控制。矢量控制技术广泛应用于工业现场对转速精度控制要求高的领域,但是对于现场负载存在多变的情况,电机的动态性能响应则及表现较差,为解决负载多变问题,首先应从矢量控制基本原理出发,要得出异步电机在正交坐标系上的状态方程和数学模型,先将矢量控制三相静止转两相静止,两相静止转两相旋转、三相静止转两相旋转3类坐标变换矩阵推导出来。然后设计了三类矢量控制系统:其一,根据转速、磁链闭环矢量控制系统;其二,带转矩内环的转速、磁链矢量控制系统;其三,以模型参考为基础提出的一类自适应矢量控制系统。前两种控制系统主要是基于对转速环与磁链环作出相应的改进,增加了转速调节器、磁链调节器、以及转矩调节器,以实现系统的对于转矩变化、转速变化的抗干扰能力的提升。最后,分别对应这三种控制系来搭建系统模型,进行仿真实验分析三种系统的动态响应。基于电机模型来建立以上的三种控制系统,在实际的工作情况中电机模型参数是有变化的,从而使转速的精度产生一定偏差。由负载转矩的变化引起的电机参数不能准确辨识的问题,降低了系统的动态和静态响应,针对这种情况设计参数自适应的模糊PID矢量控制系统。该控制系统在转速调节器和转矩调节器增加模糊PID控制器。其中开关式模糊PID控制系统需要手动调节PID参数,可提升系统的动态性能。另一种PID控制系统动态性能可以通过串级式模糊控制系统来提升,PID参数的自适应的特性也更适合现场的应用。最终,通过搭建实物控制实验平台,并采用串级式模糊PID控制系统,提高转速矢量控制的静态和动态响应。结果表明:模糊PID控制系统的稳定性和鲁棒性更好,减小了系统的调节时间和超调量,在实际工程应用中有很高的指导意义。
郭瑞龙[6]（2019）在《单片机在交流调压调速系统的设计》文中认为近年来,变频调速技术随着人们不断的深入研究而得到了长足的发展,人们越来越多的使用单片机交流调压调速系统来执行一些短时重复工作制和短时工作制类的相关工作,如:起重机、电梯等,调压调速系统的设计在这些方面的工作范畴中具有十分巨大的优势。本文通过对单片机在交流调压调速系统中的应用设计进行深入分析,在调速系统的软件设计方面和硬件设计方面进行探讨,进而解决当前交流调压调速系统单片机应用设计过程出现的相关问题,以便提升系统的控制精度。
郭瑞龙[7]（2019）在《单片机在交流调压调速系统的设计》文中提出近年来,变频调速技术随着人们不断的深入研究而得到了长足的发展,人们越来越多的使用单片机交流调压调速系统来执行一些短时重复工作制和短时工作制类的相关工作,如:起重机、电梯等,调压调速系统的设计在这些方面的工作范畴中具有十分巨大的优势。本文通过对单片机在交流调压调速系统中的应用设计进行深入分析,在调速系统的软件设计方面和硬件设计方面进行探讨,进而解决当前交流调压调速系统单片机应用设计过程出现的相关问题,以便提升系统的控制精度。
吴晓新[8]（2019）在《基于模型预测控制的三电平传动控制系统研究》文中指出随着电力电子技术的发展,模型预测控制（Model Predictive Control,MPC）因其良好控制性能在交流传动领域引起了广泛重视。其控制思想是将连续控制变量优化问题转化为逆变器离散基本电压矢量寻优过程,控制手段灵活、简单且易于处理非线性约束,对于处理异步电机这样具有非线性、强耦合的数学模型的控制对象具备较强优势。二极管中点箝位式（Neutral-point-clamped,NPC）三电平逆变器以更小的电压应力、更宽泛的矢量选择范围等优点得到了广泛应用。本文将MPC策略应用于三电平交流传动系统中,围绕模型预测直接转矩/电流控制策略展开研究,主要内容及工作如下:1.针对在高速域范围内异步电机一阶离散模型不稳定、离散误差大且计算量较大等问题,提出一种基于静止坐标系和旋转坐标系下的改进型开环状态观测器。加入定子电流估算值与实际值的误差构成反馈系统,设计反馈矩阵进行系统极点配置,进而构建了以转子磁链和定子磁链为状态变量的改进型闭环观测器模型,实现了对异步电机在全速域内磁链和转速的稳定观测。2.基于传统直接转矩控制思想,提出了一种适用于异步电机的三电平模型预测直接转矩控制方案,分析并构建了以转矩和定子磁链的相对偏差作为价值函数,通过实时计算得到最优开关矢量。与传统直接转矩控制方案相比,有效地减小了转矩的脉动。针对NPC三电平逆变器中的中点电压波动问题,采用选择合适小矢量的方案实现对三电平逆变器中点电压的平衡控制。进一步地在价值函数中加入开关切换次数的约束,形成的低开关频率模型预测直接转矩控制方案能够在保持系统电流和转矩性能的同时降低逆变器的开关频率。3.电流性能是交流电机驱动系统重要的性能指标。在异步电机矢量控制方案的基础上,提出一种适用于异步电机的模型预测直接电流控制方案,即电流内环采用模型预测控制器代替传统电流调节器。为抑制中点电压的波动,在价值函数中考虑三电平逆变器中点电压作为优化目标,将中点电压控制在期望的范围内。在此基础上分析并研究了控制延时对系统控制性能的影响,对控制延时加以补偿以降低其所引起的电流纹波和转矩脉动。4.提出了一种改进的异步电机双矢量模型预测转矩控制方法。根据转矩和定子磁链的给定值计算得到期望的电压矢量,该方案只需对期望的电压矢量所在扇区的有限几个基本电压矢量进行优化评估。为省却繁琐的权重系数设计,将对电磁转矩与定子磁链幅值的控制等效转换为对基本电压矢量的控制。同时,为降低电机转矩和磁链的脉动,建立了基于双矢量占空比控制的模型预测转矩控制策略,采用非零矢量+零矢量作用方案以提高系统的稳态性能。5.设计了一套基于ds PIC30F6010A单片机的三电平逆变器实验平台,包括主电路、电压电流检测及相应的保护电路等硬件电路的构成,也包含了CPU资源的分配,各种控制软件设计方案以及部分控制算法的软件的实现。在实验平台上完成了本文所提出的模型预测直接转矩控制和模型预测直接电流控制的实验验证,实验结果表明所提模型预测控制策略应用于三电平交流传动系统中的正确性和有效性。
王亚超[9]（2019）在《基于模糊EKF的异步电机无速度传感器矢量控制实验研究》文中提出近年来,无速度传感器矢量控制技术受到国内外学者的广泛关注,成为了电机控制领域的研究热点。本文在以DSP28335为控制器的三相异步电动机矢量控制实验平台上,对基于模糊扩展卡尔曼滤波器的异步电动机转速估计实验进行了深入研究。首先,设计了三相异步电动机矢量控制实验平台,主要分为硬件电路平台和软件设计。针对限流电阻切除问题,本文设计了纯硬件电路的方法实现限流电阻自动切除的预充电电路,经大量的实验证明,本文设计的预充电电路可以长时间稳定运行,消除了系统软件发生故障后,限流电阻长时间接入电路带来的安全隐患。其次,针对控制器在烧制程序时绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）误导通问题,设计了电平转换电路和脉冲宽度调制波（Pulse Width Modulation,PWM）逻辑判断电路,电路可以实时有效地监测PWM波形,防止IGBT误导通,经实验验证该电路可以有效地保护IGBT,提升了设备的安全性能。针对变频器过流、过热、过压、欠压等问题,在设计硬件电路保护设备安全的基础上,增加软件实时监测变频器状态功能,通过软件和硬件相结合的方式提升系统的安全性能。进而,针对扩展卡尔曼滤波器中固定的噪声协方差矩阵难以使系统同时满足动态和静态需求的问题,提出了一种模糊扩展卡尔曼滤波算法。建立了基于模糊扩展卡尔曼滤波器的异步电动机无速度传感器矢量控制模型,设计了状态鉴别器和模糊自适应扩展卡尔曼滤波器,经仿真实验对比,验证了设计的模糊扩展卡尔曼滤波器在转速估计精度上明显优于传统的扩展卡尔曼滤波器。最后,为验证所提算法在实际电路中的性能,在搭建的实验平台上完成基于扩展卡尔曼滤波器的无速度传感器矢量控制和基于模糊扩展卡尔曼滤波器的无速度传感器矢量控制的对比实验。实验结果表明,基于模糊扩展卡尔曼滤波器在转速估计时具有更好的动、静态响应和更高的转速估计精度。
李凯[10]（2019）在《滑模控制在异步电动机调速系统中的应用》文中研究说明随着社会的发展,异步电动机虽然仍在工农业生产以及日常生活中扮演着重要角色,但其调速系统却越来越不能满足人们的要求。传统的控制方法因系统变量多、耦合能力强、非线性等因素造成了许多问题。本文在异步电机矢量控制的基础上,结合滑模控制方法,设计了滑模速度控制器与滑模速度观测器,使电机调速系统的性能得到进一步提升。具体的研究内容如下:首先,以异步电动机为研究对象,建立了三相静止坐标系下电动机的数学模型,通过坐标变换得到两相静止与两相旋转坐标系下的数学模型,并介绍了矢量控制原理,为下一步的研究工作提供铺垫。其次,为了进一步提高异步电动机调速系统的性能,保证全局快速收敛,将全局滑态因子引入非奇异快速终端滑模面中,并引入自适应律,设计了全局自适应非奇异快速终端滑模控制器,从而保证了系统的稳定性和全局快速收敛性,误差变量的收敛时间进一步缩短,系统的鲁棒性得到改善,并抑制了抖振现象。然后,针对异步电动机无速度传感器控制技术,设计了一种新型趋近律的非奇异快速终端滑模观测器,缓解了滑模抖振问题,加快了系统收敛速度,提高了观测器观测速度的精度。仿真验证了滑模观测器的可行性与优越性。最后,为进一步证明本文方法的有效性,搭建了基于DSP（TMS320F28335）板卡的异步电动机矢量控制系统实验平台,并在CCS3.3开发环境下对相关的程序软件进行编写设计,从而进行电机的空载、加载实验,实验结果验证了该研究方法的准确性和优越性。
二、单片机在异步电动机矢量控制调速系统的设计与实现（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、单片机在异步电动机矢量控制调速系统的设计与实现（论文提纲范文）
（1）串联六重化交交变频控制器的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 变频器发展现状 |
| 1.2.1 交直交变频器研究现状 |
| 1.2.2 交交变频器发展现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 串联六重化交交变频控制器的系统设计 |
| 2.1 六重化交交变频原理 |
| 2.2 串联六重化交交变频控制器系统结构设计 |
| 2.3 串联六重化交交变频器的硬件结构设计 |
| 2.3.1 单片机系统设计 |
| 2.3.2 FPGA硬件设计 |
| 2.3.3 六重化交交变频主电路 |
| 2.3.4 同步信号采集及锁相环 |
| 2.3.5 转速采集模块设计 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 串联六重化交交变频控制器的软件设计 |
| 3.1 六重化交交变频控制器的软件设计流程 |
| 3.2 控制器的闭环调速策略 |
| 3.2.1 异步电机的机械特性 |
| 3.2.2 控制器的闭环调速策略 |
| 3.2.3 六重化交交变频控制器PID调速仿真模型 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 控制器的故障检测模块设计 |
| 4.1 控制器的故障分析 |
| 4.2 基于petri网的控制器网络模型 |
| 4.3 控制器故障诊断仿真 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 实验平台与结果分析 |
| 5.1 实验平台 |
| 5.2 实验结果分析 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 一、已见刊学术论文 |
| 二、获奖情况 |
（2）脉冲负载下小功率变频调速控制器的开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和目的 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外发展和现状 |
| 1.2.1 变频器研究与应用现状 |
| 1.2.2 变频调速控制策略研究现状 |
| 1.2.3 脉冲型负载研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 控制器设计方案的确定 |
| 2.1 设计目标 |
| 2.2 控制器电路设计方案 |
| 2.2.1 变频调速控制方式的确定 |
| 2.2.2 控制器的电路结构设计 |
| 2.2.3 脉宽调制方式的确定 |
| 2.3 程序设计方案 |
| 2.3.1 脉冲型负载特性分析 |
| 2.3.2 总体设计方案的确定 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 控制器的电路设计 |
| 3.1 设计参数 |
| 3.2 主电路设计 |
| 3.2.1 整流和滤波电路 |
| 3.2.2 逆变及其驱动电路 |
| 3.3 控制电路设计 |
| 3.3.1 主控芯片的选择 |
| 3.3.2 直流信号检测电路 |
| 3.3.3 电机转速检测电路 |
| 3.3.4 辅助电源电路 |
| 3.3.5 其它电路和PCB设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 自整定模糊PID算法设计 |
| 4.1 PID控制概述 |
| 4.2 自整定模糊PID算法设计 |
| 4.2.1 变量的模糊化 |
| 4.2.2 模糊规则的建立 |
| 4.2.3 模糊推理 |
| 4.2.4 解模糊化 |
| 4.3 仿真验证 |
| 4.3.1 模糊控制器建模 |
| 4.3.2 仿真模型的搭建 |
| 4.3.3 仿真结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 控制器的程序设计 |
| 5.1 开发环境 |
| 5.2 主程序设计 |
| 5.3 子程序设计 |
| 5.3.1 SPWM信号输出子程序 |
| 5.3.2 中断服务程序 |
| 5.3.3 自整定模糊PID子程序 |
| 5.3.4 直流信号检测子程序 |
| 5.3.5 其它程序 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 调试与测试 |
| 6.1 控制器结构说明 |
| 6.2 控制器的功能调试 |
| 6.2.1 输出SPWM波调试 |
| 6.2.2 保护功能调试 |
| 6.2.3 变频功能调试 |
| 6.3 控制器整机性能测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论和展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（3）基于电机转矩电流的提升载荷测量技术研究与应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 立井施工提升机及其载荷测量 |
| 1.2 立井提升机载荷测量技术研究现状 |
| 1.3 论文研究内容及章节安排 |
| 2 转矩电流与提升载荷关系的理论分析及仿真 |
| 2.1 三相异步电机的变频矢量控制 |
| 2.2 立井施工提升机的动力学模型 |
| 2.3 立井施工提升机的变频矢量控制系统仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于转矩电流的载荷测量和故障辨识 |
| 3.1 基于机电耦合方程的载荷测量 |
| 3.2 基于PSO-LSSVM的载荷测量 |
| 3.3 基于转矩电流的扰动载荷辨识 |
| 3.4 两种载荷测量方法的对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 载荷测量系统硬件设计 |
| 4.1 系统硬件架构 |
| 4.2 MCU电路设计 |
| 4.3 信号采集电路设计 |
| 4.4 E~2PROM存储电路设计 |
| 4.5 总线接口电路设计 |
| 4.6 电源电路设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 载荷测量系统软件设计 |
| 5.1 主程序设计 |
| 5.2 AD采样程序设计 |
| 5.3 载荷实时测量程序设计 |
| 5.4 E~2PROM存储程序设计 |
| 5.5 串行通讯程序设计 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 系统的调试与分析 |
| 6.1 系统调试平台搭建 |
| 6.2 上位机设计及功能调试 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）基于异步电机的电动汽车控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外电动汽车发展现状 |
| 1.3 电动汽车控制系统的研究现状 |
| 1.3.1 车用电机类型 |
| 1.3.2 电机控制技术研究现状 |
| 1.3.3 PWM技术分类 |
| 1.4 智能控制理论在调速系统中的应用 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 异步电动机的数学模型及坐标变换 |
| 2.1 异步电机工作的变频调速原理 |
| 2.2 异步电机在三相坐标系下的数学模型 |
| 2.3 Clarke与 Park变换 |
| 2.4 异步电机在两相坐标系下的数学模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 异步电机矢量控制系统及改进算法研究 |
| 3.1 按转子磁场定向的矢量控制系统 |
| 3.2 电压空间矢量SVPWM原理 |
| 3.3 SVPWM算法的实现 |
| 3.3.1 传统的SVPWM算法 |
| 3.3.2 改进的SVPWM算法 |
| 3.4 仿真验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 混沌粒子群优化算法 |
| 4.1 粒子群算法 |
| 4.1.1 粒子群算法的原理 |
| 4.1.2 粒子群算法参数选择 |
| 4.1.3 粒子群算法实现流程 |
| 4.2 混沌算法 |
| 4.3 混沌粒子群算法 |
| 4.3.1 混沌粒子群算法的提出 |
| 4.3.2 混沌粒子群算法原理 |
| 4.4 变尺度混沌粒子群算法的实现 |
| 4.5 标准函数测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于变尺度混沌粒子群算法的控制器参数整定 |
| 5.1 PID控制算法概述 |
| 5.2 模糊PID控制算法 |
| 5.2.1 模糊控制 |
| 5.2.2 模糊PID控制 |
| 5.2.3 模糊控制器设计 |
| 5.3 基于变尺度混沌粒子群算法的控制器参数优化 |
| 5.3.1 引言 |
| 5.3.2 控制器参数整定过程 |
| 5.4 仿真实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 电动汽车用异步电机系统的仿真和分析 |
| 6.1 仿真模型的建立 |
| 6.2 电机转速控制仿真和分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 攻读学位期间科研成果 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）基于模糊控制的异步电机矢量控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 本课题的研究目的和意义 |
| 1.2 异步电机控制与智能控制 |
| 1.2.1 异步电机控制发展 |
| 1.2.2 智能控制发展 |
| 1.3 本课题的主要研究工作 |
| 2 异步电动机数学模型 |
| 2.1 三相异步电动机的动态数学模型 |
| 2.1.1 电动机的磁链方程 |
| 2.1.2 电动机的电压方程 |
| 2.1.3 电动机的转矩方程 |
| 2.1.4 电动机的运动方程 |
| 2.2 三相异步电动机数学模型的坐标变换 |
| 2.2.1 坐标变换基本思路及坐标系 |
| 2.2.2 变换三相静止一两相静止 |
| 2.2.3 正交变换两相静止一两相旋转 |
| 2.2.4 正交变换三相静止一两相旋转 |
| 2.3 正交坐标系下的数学模型和状态方程 |
| 2.3.1 静止两相正交坐标系中的动态数学模型 |
| 2.3.2 旋转两相正交坐标系中的动态数学模型 |
| 2.3.3 异步电动机在正交坐标系上的状态方程 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 异步电动机矢量控制系统设计 |
| 3.1 按转子磁链定向的矢量控制 |
| 3.1.1 矢量控制的基本原理 |
| 3.1.2 按转子磁链定向的矢量控制方程及其解耦作用 |
| 3.2 转速、磁链闭环控制的矢量控制系统设计 |
| 3.2.1 转速、磁链闭环控制的矢量控制系统设计 |
| 3.2.2 带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统设计 |
| 3.3 无速度传感器矢量控制系统设计 |
| 3.3.1 无速度传感器速度估算 |
| 3.3.2 模型参考自适应基本原理 |
| 3.4 矢量控制系统的仿真 |
| 3.4.1 转速、磁链闭环控制系统仿真 |
| 3.4.2 带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统仿真 |
| 3.4.3 仿真结果及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 模糊算法控制系统设计 |
| 4.1 模糊算法控制器 |
| 4.1.1 模糊控制发展历程 |
| 4.1.2 模糊控制基本原理和结构 |
| 4.1.3 模糊PID控制原理 |
| 4.2 模糊PID控制系统设计 |
| 4.2.1 模糊控制系统设计 |
| 4.2.2 开关式模糊PID控制设计 |
| 4.2.3 串级式模糊PID控制系统设计 |
| 4.3 模糊PID控制系统仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 矢量控制系统硬件实现 |
| 5.1 主电路 |
| 5.1.1 整流电路 |
| 5.1.2 滤波电路 |
| 5.1.3 逆变电路 |
| 5.2 软件系统 |
| 5.3 检测电路 |
| 5.3.1 转速检测 |
| 5.3.2 电流检测 |
| 5.4 其他外围电路 |
| 5.4.1 光耦合隔离电路 |
| 5.4.2 电源电路 |
| 5.5 实验结果与分析 |
| 5.5.1 空载实验及结果分析 |
| 5.5.2 负载试验及结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录一 |
| 附录二 |
（6）单片机在交流调压调速系统的设计（论文提纲范文）
| 一、异步电动机的调压调速原理及系统问题 |
| 二、单片机在交流调压调速系统的硬件设计 |
| （一）交流调压调速系统的总体硬件设计框架 |
| （二）控制回路部分硬件设计概述 |
| （三）主控制芯片概述 |
| 三、单片机在交流调压调速系统的软件设计 |
| （一）交流调压调速系统的总体软件设计框架 |
| （二）主控制板的处理流程设计 |
（7）单片机在交流调压调速系统的设计（论文提纲范文）
| 一、异步电动机的调压调速原理及系统问题 |
| 二、单片机在交流调压调速系统的硬件设计 |
| 三、单片机在交流调压调速系统的软件设计 |
| (一)交流调压调速系统的总体软件设计框架 |
| (二)主控制板的处理流程设计 |
| 四、综上所述 |
（8）基于模型预测控制的三电平传动控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题研究背景 |
| 1.3 模型预测控制技术相关理论及应用 |
| 1.3.1 模型预测控制策略概述 |
| 1.3.2 MPC技术在传动系统中的应用 |
| 1.3.3 MPC技术在三电平传动系统中的研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 异步电机动态模型及磁链观测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 异步电机磁链观测模型 |
| 2.2.1 异步电机连续观测模型 |
| 2.2.2 异步电机离散化磁链观测模型 |
| 2.3 改进的异步电机离散化模型 |
| 2.4 异步电机改进离散模型闭环观测器及其极点配置 |
| 2.4.1 改进离散模型闭环观测器设计 |
| 2.4.2 改进的异步电机连续域模型极点配置 |
| 2.4.3 改进的异步电机离散化模型极点配置 |
| 2.5 异步电机闭环观测器稳定性及误差分析 |
| 2.5.1 闭环磁链观测器稳定性分析 |
| 2.5.2 离散化误差分析 |
| 2.6 仿真结果与分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 异步电机模型预测三电平直接转矩控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型预测控制基本原理 |
| 3.3 三电平逆变器工作原理及数学模型 |
| 3.4 异步电机直接转矩控制系统 |
| 3.5 模型预测直接转矩控制系统 |
| 3.5.1 控制系统结构 |
| 3.5.2 磁链和转矩预测模型 |
| 3.5.3 中点电压平衡控制 |
| 3.5.4 MPDTC价值函数 |
| 3.5.5 启动电流限幅 |
| 3.5.6 算法流程及算法实例 |
| 3.6 仿真结果及分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 异步电机模型预测三电平直接电流控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 异步电机矢量控制系统控制方案 |
| 4.3 模型预测直接电流控制 |
| 4.3.1 控制系统结构 |
| 4.3.2 控制算法实现 |
| 4.3.3 转子磁链预测模型 |
| 4.3.4 MPDCC价值函数 |
| 4.3.5 中点电压预测控制 |
| 4.3.6 控制延时补偿 |
| 4.4 仿真结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 一种改进的双矢量模型预测直接转矩控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 传统模型预测直接转矩控制 |
| 5.2.1 模型预测直接转矩控制系统结构 |
| 5.2.2 全阶磁链观测器 |
| 5.2.3 转矩幅值和磁链幅值预测模型 |
| 5.2.4 传统MPDTC价值函数 |
| 5.3 基于优化矢量选择的模型预测直接转矩控制 |
| 5.4 改进的双矢量占空比控制模型预测转矩控制 |
| 5.4.1 无权值控制的模型预测磁链控制 |
| 5.4.2 电压矢量对于磁链幅值和转矩作用 |
| 5.4.3 基于占空比的双矢量控制 |
| 5.4.4 考虑中点电位平衡的双矢量占空比控制 |
| 5.5 仿真结果及分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 实验结果与分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 系统总体设计 |
| 6.3 实验系统电路组成 |
| 6.3.1 以ds PIC30F6010A DSP为核心的控制部分 |
| 6.3.2 电流检测及保护电路 |
| 6.3.3 电压检测及保护电路 |
| 6.3.4 转速检测电路 |
| 6.3.5 信号驱动及保护电路 |
| 6.3.6 三电平逆变器主电路与实验机组 |
| 6.4 系统软件设计 |
| 6.4.1 中断优先级 |
| 6.4.2 主程序 |
| 6.4.3 PWM中断程序 |
| 6.5 实验结果及分析 |
| 6.5.1 异步电机模型预测直接转矩控制实验 |
| 6.5.2 异步电机模型预测直接电流控制实验 |
| 6.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 作者在攻读博士学位期间公开发表的论文 |
| 作者在攻读博士学位期间所参与的项目 |
| 致谢 |
（9）基于模糊EKF的异步电机无速度传感器矢量控制实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 异步电动机的调速控制技术 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 变频器产品的发展概况 |
| 1.3.2 无速度按传感器的矢量控制研究现状 |
| 1.3.3 异步电动机的参数辨识 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 异步电动机矢量控制硬件平台设计 |
| 2.1 异步电机矢量控制系统硬件结构 |
| 2.2 主电路设计与改进 |
| 2.2.1 整流电路 |
| 2.2.2 滤波电路 |
| 2.2.3 逆变电路 |
| 2.3 预充电电路设计与改进 |
| 2.3.1 开关电源电路 |
| 2.3.2 预充电电路设计 |
| 2.4 驱动电路改进 |
| 2.4.1 缓冲电路 |
| 2.4.2 IPM驱动电路研究 |
| 2.4.3 保护电路设计与改进 |
| 2.5 检测电路设计 |
| 2.5.1 电流信号处理电路 |
| 2.5.2 电压信号处理电路 |
| 2.5.3 编码器信号处理电路 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 异步电动机矢量控制系统软件实现 |
| 3.1 DSP系统简介与开发 |
| 3.2 主程序与中断服务程序设计 |
| 3.2.1 正弦脉宽调制技术 |
| 3.2.2 电压空间矢量脉宽调制技术 |
| 3.2.3 转速模块程序 |
| 3.2.4 信号采集与处理程序设计 |
| 3.2.5 转子磁链观测器设计 |
| 3.3 保护电路及显示程序设计 |
| 3.3.1 保护电路程序 |
| 3.3.2 显示与按键程序 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于模糊EKF的异步电动机矢量控制仿真分析 |
| 4.1 扩展卡尔曼滤波算法的原理 |
| 4.2 异步电动机扩展卡尔曼状态估计数学模型 |
| 4.3 基于扩展卡尔曼滤波的异步电动机矢量控制 |
| 4.4 参数变化对EKF转速估计的影响 |
| 4.4.1 转子电阻变化对EKF转速估计的影响 |
| 4.4.2 定子电阻变化对EKF转速估计的影响 |
| 4.4.3 协方差矩阵对EKF转速估计的影响 |
| 4.5 基于模糊EKF的电机转速算法仿真 |
| 4.5.1 基于模糊EKF的异步电动机矢量控制 |
| 4.5.2 基于模糊EKF的异步电动机矢量控制系统仿真 |
| 4.5.3 模糊自适应EKF与 EKF状态估计对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于模糊EKF的异步电动机矢量控制实验研究 |
| 5.1 硬件实验平台 |
| 5.2 基于模糊EKF的矢量控制软件实现 |
| 5.2.1 模糊EKF的矢量控制中断服务程序设计 |
| 5.2.2 模糊扩展卡尔曼滤波器设计 |
| 5.3 实验结果及其分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（10）滑模控制在异步电动机调速系统中的应用（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 速度控制器研究现状 |
| 1.3 速度观测器研究现状 |
| 1.4 论文研究内容和结构安排 |
| 第二章 异步电动机数学模型与矢量控制原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 坐标变换 |
| 2.2.1 Clark变换 |
| 2.2.2 Park变换 |
| 2.3 异步电动机的数学模型 |
| 2.3.1 三相静止ABC坐标系下的数学模型 |
| 2.3.2 两相静止αβ坐标系下的数学模型 |
| 2.3.3 两相旋转dq坐标系下的数学模型 |
| 2.4 矢量控制原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 全局自适应非奇异快速终端滑模速度控制器设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 速度控制器设计 |
| 3.3 仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 新型非奇异快速终端滑模速度观测器设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 速度观测器设计 |
| 4.3 仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 异步电动机矢量控制系统实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验平台硬件组成 |
| 5.3 软件实现 |
| 5.4 实验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
四、单片机在异步电动机矢量控制调速系统的设计与实现（论文参考文献）
- [1]串联六重化交交变频控制器的研制[D]. 易宇纯. 湖北工业大学, 2020(04)
- [2]脉冲负载下小功率变频调速控制器的开发[D]. 王舵. 西安石油大学, 2020(10)
- [3]基于电机转矩电流的提升载荷测量技术研究与应用[D]. 蔡雨盛. 中国矿业大学, 2020(01)
- [4]基于异步电机的电动汽车控制策略研究[D]. 张旭东. 东北石油大学, 2020(03)
- [5]基于模糊控制的异步电机矢量控制系统研究[D]. 李季. 西安科技大学, 2019(01)
- [6]单片机在交流调压调速系统的设计[J]. 郭瑞龙. 计算机产品与流通, 2019(11)
- [7]单片机在交流调压调速系统的设计[J]. 郭瑞龙. 计算机产品与流通, 2019(10)
- [8]基于模型预测控制的三电平传动控制系统研究[D]. 吴晓新. 上海大学, 2019
- [9]基于模糊EKF的异步电机无速度传感器矢量控制实验研究[D]. 王亚超. 燕山大学, 2019(03)
- [10]滑模控制在异步电动机调速系统中的应用[D]. 李凯. 太原科技大学, 2019(04)