矢量控制的交流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、異步電機(jī)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)。 經(jīng)典PID控制器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)控制領(lǐng)域，其參數(shù)整定方法一直是人們在研究的問題，因?yàn)檫@些參數(shù)對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能有很大的影響。到目前為止，交流調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器參數(shù)的

2、整定設(shè)計(jì)方法仍局限于傳統(tǒng)的工程整定方法。遺傳算法作為一種在搜索、優(yōu)化和機(jī)器學(xué)習(xí)方面提供最優(yōu)解的方法，在近二十年發(fā)展很快，引人注目。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，針對按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的交流矢量控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)問題，提出了一種新的優(yōu)化設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器的方法。即是利用智能控制理論中的一個(gè)分支一遺傳算法，來設(shè)計(jì)此系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器。 為了使設(shè)計(jì)過程簡單，系統(tǒng)中的磁鏈調(diào)節(jié)器仍用傳統(tǒng)工程整定方法進(jìn)行設(shè)

3、計(jì)。 但是在利用遺傳算法優(yōu)化設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器的時(shí)候，沒有考慮轉(zhuǎn)子電阻變化對轉(zhuǎn)矩觀測值所產(chǎn)生的影響，而且，遺傳算法優(yōu)化設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器只能離線進(jìn)行，所以設(shè)計(jì)好的調(diào)節(jié)器在線運(yùn)行的時(shí)候，并不能克服由轉(zhuǎn)子電阻變化帶來的影響；另外，設(shè)計(jì)磁鏈調(diào)節(jié)器的時(shí)候，一是未考慮轉(zhuǎn)子電阻變化對磁鏈觀測值所產(chǎn)生的影響，二是磁鏈調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)采用的是工程整定方法，所以設(shè)計(jì)好的磁鏈調(diào)節(jié)器在線運(yùn)行的時(shí)候，同樣不能克服由轉(zhuǎn)子電阻變化帶來的影響。因此，本論文在

4、分析轉(zhuǎn)子電阻變化對調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)結(jié)果的影響的基礎(chǔ)上，提出了為克服這些影響的補(bǔ)償方案。 而在交流電機(jī)的實(shí)際在線運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子電阻的變化是未知的，所以，要對受轉(zhuǎn)子電阻變化影響的環(huán)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)償，就必須在電機(jī)運(yùn)行過程中，對轉(zhuǎn)子電阻進(jìn)行辨識。于是，本論文在分析了轉(zhuǎn)子電阻變化對調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)結(jié)果的影響及其補(bǔ)償方案的基礎(chǔ)上，又提出利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識轉(zhuǎn)子電阻的思想。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由于具有自組織、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的特點(diǎn)，近些年來在交流調(diào)速領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。而B

5、P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)又因?yàn)槠涑墒斓睦碚摲椒?，更是?yīng)用甚廣，同時(shí)，人們在應(yīng)用它的時(shí)候也對它的算法作了許多改進(jìn)。所以本論文就是利用已改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來對轉(zhuǎn)子電阻進(jìn)行辨識的。 本論文在做仿真研究的時(shí)候，首先在沒考慮轉(zhuǎn)子電阻變化的情況下，對遺傳算法優(yōu)化轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明這種設(shè)計(jì)方法效果較好。然后同樣在沒考慮轉(zhuǎn)子電阻變化的情況下，對設(shè)計(jì)好的磁鏈調(diào)節(jié)器進(jìn)行了仿真。接下來論文在考慮轉(zhuǎn)子電阻變化的情況下，對轉(zhuǎn)子電阻所產(chǎn)生的對設(shè)