调速系统先进控制试验平台的开发

发布时间：2017-11-21 10:25

  本文关键词：调速系统先进控制试验平台的开发

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【摘要】：在现代工业领域中,随着各类交直流电机的广泛应用和工业自动化技术、网络通讯技术的迅速发展,电机的数字调速控制引起了国内外专家的普遍关注。常规PI控制因其结构简单,鲁棒性强的特点被广泛应用于调速系统,然而PI控制器参数整定存在依赖现场经验的缺陷,为此,可将PI控制与先进控制相结合应用于调速系统,在提高系统控制性能的同时克服参数整定的盲目性。因此开发一种开放的、并能进行先进控制策略研究的调速系统实验平台,具有重要理论意义和实用价值。本文首先分析了工业调速控制系统的特点,设计了实验平台的总体方案。根据工业调速系统设备分散的特点,系统采用网络化结构,即以上、下位机构成控制网络对系统的分散设备进行集中管理;根据系统不同控制需求,确定系统将实现上位机监控功能,下位机调速、通讯及先进控制功能。其次根据总体设计方案,确定了数字调速实验平台的硬件结构,即以工控机和触摸屏作为上位机,主从站PLC作为下位机,通过变频器和直流调速器分别对交、直流电机进行控制,由编码器检测转速信号,并以Profibus-DP总线实现系统通讯。然后根据系统的设计目标和要求,基于Step7对下位机的相关功能进行程序设计,实现了下位机对现场设备的实时控制;利用WinCC开发了调速系统的上位机监控软件,实现了可视化在线监控和任务管理等功能。最后针对三相异步电机设计了模糊PI控制器和内模PI控制器,并由调速系统实验平台进行了验证,即将两种控制策略应用到控制系统中,通过上位机观察控制效果。实验结果表明,模糊PI控制器通过参数自适应调整提升了系统的快速性,其控制精度满足系统的技术要求;内模PI控制器将可调参数取合适数值,使系统获得良好的动态性能和稳态性能。
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM32

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本文编号：1210604