定日镜双电机回转驱动系统特性研究及消隙定位控制器设计

发布时间：2020-05-14 17:15

【摘要】：目前,塔式太阳能光热发电是太阳能发展的重要方向。塔式太阳能发电是由多台定日镜组成定日镜场,将太阳光集中反射到高塔顶部的吸热器上,加热管道中的熔融盐,驱动汽轮机组发电。本文针对塔式太阳能电站中定日镜场,研究了其中的定日镜跟踪控制系统。首先,本文通过分析得出了定日镜驱动系统中齿隙非线性对系统的影响,并明确了该非线性关系为滞回非线性关系。本文简单介绍了双电机消隙的原理。本文利用步进电机作为驱动电机,基于步进电机力矩不可控的特性,设计了利用两个步进电机位移差进行消隙的消隙策略。基于设计的消隙策略,同样设计出了适用于步进电机的双电机消隙系统框图。然后本课题设计了用于实现上述双电机消隙系统的硬件电路,并制作了实物。之后使用设计的硬件实物在实际的平台上进行了消隙定位效果验证,根据实验结果得出了设计的基于步进电机的双电机消隙系统可以实现消除齿隙的预期目标,实现了定日镜跟踪系统的高精度跟踪控制。随后,本文在实现了基于步进电机的双电机消隙系统的基础上,再次使用无刷电机作为定日镜跟踪系统的驱动电机,设计了基于无刷电机的双电机消隙系统。本文首先建立了无刷电机的转速控制系统仿真模型,并对控制系统中其他重要模块的建模进行了详细表述。接着本文又对含有齿隙的双电机驱动机构进行了动力学建模,设计了对应的消隙策略。在此基础上利用建立的无刷电机转速控制模型、双电机驱动机构模型以及所设计消隙策略构建了基于无刷电机的双电机消隙系统模型,并对模型进行了仿真验证。对于仿真过程中出现的转速差过大问题,本文利用差速负反馈的同步控制原理,对系统添加了同步控制,实现了消隙与同步两种控制的共同作用,很好地消除了系统中齿隙的影响并且将运行过程中的两电机的转速差抑制到了最小。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM301.2;TP273

【参考文献】

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本文编号：2663683