感应加热电源中负载参数辨识的研究
发布时间：2021-05-16 07:54
感应加热技术以节能、环保、高效的特点被广泛应用在焊接、熔炼、铸造以及废气处理等场合,由于加热对象的复杂性,感应加热电源面临着很多挑战,需要朝着更加高效、更加节能化的方向发展。在感应加热中,加热线圈和加热工件作为负载被等效为电感和电阻串联的形式,由于应用场合不同,加热对象的形状大小各不相同,因此负载参数电感和电阻难以确定。在加热过程中,随温度变化,负载电感和电阻发生变化,使得谐振频率和加热功率均发生改变,从而影响加热效率和效果。尤其在熔炼等场合,负载电感在居里点处会发生突变,导致电路工作状态剧烈变化,甚至损坏电源。针对上述情况,本文研究基于带可变遗忘因子递推最小二乘法在感应加热电源负载参数辨识中的应用,通过对负载电阻和电感的辨识以确定相应的功率和谐振频率,从而达到高效加热的目的。即使在负载参数电感和电阻突变时,仍能够进行快速准确的辨识,使电路安全稳定运行。根据上述感应加热电源负载的特性和加热要求,建立感应加热电源负载槽路的方程模型,列出负载参数电感和电阻与负载两端电压和槽路电流的方程式,利用递推最小二乘法对该方程进行求解,最终计算出负载参数电感和电阻的大小,从而调节频率和功率,使电源高效...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：49 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 感应加热的原理与三大效应
1.1.1 感应加热的基本原理
1.1.2 感应加热的三大效应
1.2 课题的研究背景
1.2.1 负载特性
1.2.2 逆变器的工作状态和调功方式
1.3 研究现状
1.4 课题意义与所做工作
2 负载参数辨识方法的分析
2.1 感应加热主电路分析
2.2 算法介绍
2.2.1 最小二乘法
2.2.2 递推最小二乘法
2.2.3 带可变遗忘因子的递推最小二乘法
2.3 算法分析
2.4 本章小结
3 负载参数在线辨识的仿真验证与分析
3.1 仿真结果分析
3.1.1 负载参数不变
3.1.2 负载参数变化
3.1.3 负载参数变化且加入干扰
3.2 频率跟踪与功率控制仿真
3.3 本章小结
4 基于FPGA和STM32的控制系统设计
4.1 软件设计
4.1.1 软件简介
4.1.2 程序设计
4.2 检测和保护电路设计
4.2.1 采样电路设计
4.2.2 逆变器驱动电路及保护电路
4.3 本章小结
5 实验结果与分析
5.1 实验平台
5.2 实验结果分析
5.2.1 实验要求
5.2.2 实验结果
5.2.3 频率跟踪与功率控制
5.3 本章小结
6 全文总结与展望
致谢
参考文献
在校期间所发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于最小二乘法的系统参数辨识[J]. 顾玮. 办公自动化. 2017(21)
[2]基于最小二乘法的无线充电线圈自感辨识[J]. 郭丽莎,罗志超,魏学哲. 汽车工程. 2017(10)
[3]最小二乘法原理及曲线曲面应用[J]. 白庆月,岳俊瑞. 纳税. 2017(18)
[4]基于MCU和FPGA双处理器的感应加热电源设计[J]. 张亮. 电力电子技术. 2017(06)
[5]基于FPGA的感应加热逆变斩波调功控制电路[J]. 胡聪权,贾冰,向毅,张军伟. 电力电子技术. 2017(05)
[6]基于RLS的Boost转换器在线多参数辨识研究[J]. 陈晨,童乔凌,闵闰,吕典. 微电子学与计算机. 2017(05)
[7]基于递推最小二乘算法的逆变器参数辨识[J]. 张海宁. 电力科学与工程. 2017(02)
[8]低合金钢感应淬火温度场模拟与优化[J]. 朱志明,柴锋,梁丰瑞,苏航,徐昭辰,鲁晓刚. 钢铁研究学报. 2017(01)
[9]基于多电平逆变器的感应加热双频率输出设计[J]. 冷朝霞,刘庆丰. 电工技术学报. 2016(24)
[10]电源频率对钢管感应加热过程影响的模拟试验及验证[J]. 陈天翔,王占军. 金属热处理. 2016(11)
博士论文
[1]电压型负载谐振变换器谐振槽路参数优化设计与负载匹配的研究[D]. 李金刚.西安理工大学 2007
硕士论文
[1]智能中频感应加热电源的研究与设计[D]. 李兴胜.电子科技大学 2017
[2]基于LCL拓扑的感应加热及无线电能传输系统研究[D]. 才多.哈尔滨工业大学 2016
[3]大功率超音频感应加热电源关键技术的研究[D]. 张甫国.北京交通大学 2016
本文编号：3189298
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：49 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 感应加热的原理与三大效应
1.1.1 感应加热的基本原理
1.1.2 感应加热的三大效应
1.2 课题的研究背景
1.2.1 负载特性
1.2.2 逆变器的工作状态和调功方式
1.3 研究现状
1.4 课题意义与所做工作
2 负载参数辨识方法的分析
2.1 感应加热主电路分析
2.2 算法介绍
2.2.1 最小二乘法
2.2.2 递推最小二乘法
2.2.3 带可变遗忘因子的递推最小二乘法
2.3 算法分析
2.4 本章小结
3 负载参数在线辨识的仿真验证与分析
3.1 仿真结果分析
3.1.1 负载参数不变
3.1.2 负载参数变化
3.1.3 负载参数变化且加入干扰
3.2 频率跟踪与功率控制仿真
3.3 本章小结
4 基于FPGA和STM32的控制系统设计
4.1 软件设计
4.1.1 软件简介
4.1.2 程序设计
4.2 检测和保护电路设计
4.2.1 采样电路设计
4.2.2 逆变器驱动电路及保护电路
4.3 本章小结
5 实验结果与分析
5.1 实验平台
5.2 实验结果分析
5.2.1 实验要求
5.2.2 实验结果
5.2.3 频率跟踪与功率控制
5.3 本章小结
6 全文总结与展望
致谢
参考文献
在校期间所发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于最小二乘法的系统参数辨识[J]. 顾玮. 办公自动化. 2017(21)
[2]基于最小二乘法的无线充电线圈自感辨识[J]. 郭丽莎,罗志超,魏学哲. 汽车工程. 2017(10)
[3]最小二乘法原理及曲线曲面应用[J]. 白庆月,岳俊瑞. 纳税. 2017(18)
[4]基于MCU和FPGA双处理器的感应加热电源设计[J]. 张亮. 电力电子技术. 2017(06)
[5]基于FPGA的感应加热逆变斩波调功控制电路[J]. 胡聪权,贾冰,向毅,张军伟. 电力电子技术. 2017(05)
[6]基于RLS的Boost转换器在线多参数辨识研究[J]. 陈晨,童乔凌,闵闰,吕典. 微电子学与计算机. 2017(05)
[7]基于递推最小二乘算法的逆变器参数辨识[J]. 张海宁. 电力科学与工程. 2017(02)
[8]低合金钢感应淬火温度场模拟与优化[J]. 朱志明,柴锋,梁丰瑞,苏航,徐昭辰,鲁晓刚. 钢铁研究学报. 2017(01)
[9]基于多电平逆变器的感应加热双频率输出设计[J]. 冷朝霞,刘庆丰. 电工技术学报. 2016(24)
[10]电源频率对钢管感应加热过程影响的模拟试验及验证[J]. 陈天翔,王占军. 金属热处理. 2016(11)
博士论文
[1]电压型负载谐振变换器谐振槽路参数优化设计与负载匹配的研究[D]. 李金刚.西安理工大学 2007
硕士论文
[1]智能中频感应加热电源的研究与设计[D]. 李兴胜.电子科技大学 2017
[2]基于LCL拓扑的感应加热及无线电能传输系统研究[D]. 才多.哈尔滨工业大学 2016
[3]大功率超音频感应加热电源关键技术的研究[D]. 张甫国.北京交通大学 2016
本文编号：3189298
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