基于思維進(jìn)化算法的單相電機(jī)矢量控制系統(tǒng).pdf

1、隨著電力事業(yè)的發(fā)展，人們生活水平的提高，對家用電器如冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等中的電動機(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)將避免電動機(jī)壓縮電機(jī)的頻繁啟動，減小對電網(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，交流傳動取代直流傳動已經(jīng)成為不

2、可逆轉(zhuǎn)的趨勢。與此同時，異步電機(jī)系統(tǒng)還存在一定的問題，它是一個多變量、非線性強(qiáng)耦合的時變參數(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機(jī)得以解耦控制，但是這并不能改變其非線性且具有時變參數(shù)的特點(diǎn)。況且，在交流調(diào)速系統(tǒng)實際運(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)計一直是人們研究的焦點(diǎn)。雖然，到目前為止，對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合例如電風(fēng)扇等，后者則不能實現(xiàn)無級調(diào)速。事實上，單相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與三相異步電動機(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)動方程、

4、轉(zhuǎn)矩方程、電壓方程等，作為下一步系統(tǒng)設(shè)計的基礎(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)計時的參數(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)驗值法等。
　　 本文綜合考慮了工程整定法和經(jīng)驗值等方面的不足，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