静电除尘高频电源研制及模糊预测控制研究

发布时间：2017-10-17 01:32

  本文关键词：静电除尘高频电源研制及模糊预测控制研究

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【摘要】：随着现代工业的快速发展,由其所带来的大气污染等环保问题,得到了人们越来越多的关注。静电除尘器是净化工业烟气、解决大气污染问题的重要设备,为其提供工作电压的高压电源,是静电除尘工作能够顺利进行的重要保证。针对静电除尘工频高压电源工作效率低、体积庞大等问题,本文结合“江苏省科技支撑计划项目”,设计了一种新颖的静电除尘高频电源,并开展了一种模糊预测控制系统的研究,具体内容如下:首先,分析了静电除尘高频电源系统的整体结构,阐述了整流、逆变、缓冲等相关硬件电路的结构、参数计算方法、器件选型标准等,并给出了硬件电路具体的电路设计结果。同时,研究了高频变压器的选型、高压整流硅堆与串并联谐振电路的设计方法,以及电源实验的模拟负载的设计方案。其次,设计了静电除尘高频电源控制系统的硬件电路和系统软件。硬件电路包括:以TMS320F2812型DSP为控制核心主控电路、模拟及数字信号采集调理电路、驱动电路、以及电源电路,并给出了控制系统硬件电路的设计结果,以及相关电路实验输出,验证了其可行性。软件系统包括下位机软件部分和iFIX上位机监控系统,阐述了控制系统下位机软件的控制策略,给出了控制系统流程图,最后介绍了iFIX上位机监控系统的设计思路,给出了上位机用户界面。然后,深入开展静电除尘高频电源模糊预测控制的研发与仿真。在利用基波分析法分析电源系统,得到了其等效电路以及其近似的传递函数的基础上,利用最小二乘法辨识出传递函数的具体参数;并以此传递函数为控制对象,设计了一种新颖的模糊预测控制器,实现了对高频电源系统的控制,仿真结果表明该算法稳定性好、抗干扰能力强,具有良好的控制效果。最后,与企业合作生产了静电除尘高频电源实际产品,并通过电源系统现场模拟负载试验,得到了相关电源参数的试验波形,验证了电源的实用性,证明本电源系统达到了设计要求。
【关键词】：静电除尘 TMS320F2812 模糊预测控制器 iFIX
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46;TP273
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景及意义9-10
• 1.2 静电除尘原理10-12
• 1.3 静电除尘电源国内外研究现状及发展趋势12-15
• 1.4 静电除尘高频电源控制技术的研究现状15-16
• 1.5 本文主要研究工作16-17
• 第2章 静电除尘高频电源系统结构与主电路设计17-29
• 2.1 静电除尘高频电源系统结构与原理17-18
• 2.2 电力线滤波器设计与选型18-19
• 2.3 整流滤波电路设计19-21
• 2.3.1 三相整流模块选型19-20
• 2.3.2 滤波电容选型20-21
• 2.4 逆变电路及缓冲电路设计21-24
• 2.4.1 逆变电路设计21-22
• 2.4.2 缓冲电路设计22-24
• 2.5 高频高压变压器设计24-26
• 2.5.1 高频变压器选型24-25
• 2.5.2 高压整流硅堆设计25-26
• 2.6 LCC谐振电路设计26-27
• 2.7 阻尼电阻设计27-28
• 2.8 模拟负载28
• 2.9 本章小结28-29
• 第3章 静电除尘高频电源控制电路设计29-55
• 3.1 主控电路设计29-34
• 3.1.1 主控芯片外扩和保护电路设计30-31
• 3.1.2 主控板仿真接口、时钟和复位电路设计31-32
• 3.1.3 主控板电源电路设计32-33
• 3.1.4 主控板通信电路设计33-34
• 3.2 模拟及数字信号采集调理电路设计34-48
• 3.2.1 温度信号采集调理电路设计35-37
• 3.2.2 母线电压信号采集调理电路设计37-38
• 3.2.3 进线电流信号采集调理电路设计38-40
• 3.2.4 一次电流信号采集调理电路设计40-43
• 3.2.5 二次电流、电压信号采集调理电路设计43-45
• 3.2.6 数字信号处理电路设计45-46
• 3.2.7 PWM波调理电路设计46-48
• 3.3 驱动电路设计48-51
• 3.4 控制系统电源电路设计51-53
• 3.5 本章小结53-55
• 第4章 静电除尘高频电源控制系统软件设计55-71
• 4.1 控制系统主程序设计55-56
• 4.2 控制系统初始化程序设计56-57
• 4.3 控制系统自检程序设计57-58
• 4.4 控制系统火花检测及闪络判断程序设计58-59
• 4.5 控制系统电压控制程序设计59-64
• 4.5.1 逆变器工作模式分析59-61
• 4.5.2 电压控制与火花处理策略61-64
• 4.6 控制系统故障信号处理程序设计64-66
• 4.7 降压振打程序设计66-67
• 4.8 控制系统上位机系统设计67-70
• 4.9 本章小结70-71
• 第5章 静电除尘高频电源模糊预测控制研究与仿真71-83
• 5.1 引言71-72
• 5.2 静电除尘高频电源模型建立72-75
• 5.2.1 静电除尘高频电源模型传递函数72-73
• 5.2.2 模型辨识原理73-74
• 5.2.3 实际模型辨识74-75
• 5.3 模糊预测控制器设计与仿真75-80
• 5.3.1 动态矩阵算法的状态空间实现75-76
• 5.3.2 模糊预测控制器设计76-78
• 5.3.3 高频高压电源仿真实验78-80
• 5.4 仿真结果分析80-81
• 5.5 本章小结81-83
• 第6章 静电除尘高频电源现场试验83-93
• 6.1 静电除尘电源模拟负载试验环境84-87
• 6.2 静电除尘电源模拟负载试验结果87-89
• 6.3 静电除尘电源模糊控制试验方法及实验结果89-91
• 6.3.1 电源系统模糊控制试验方法89-90
• 6.3.2 模糊控制实验结果90-91
• 6.4 本章小结91-93
• 总结与展望93-95
• 参考文献95-99
• 攻读硕士学位期间的科研项目与主要成果99-101
• 致谢101

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本文编号：1046067