矿用机车双电机牵引同步控制研究

发布时间：2024-06-11 21:55

　　矿用电机车是承担着工矿企业中井下运输和地面远距离运输作业的重要工具,其中以双感应电机结构的矿用机车居多。伴随着大规模集成电路、计算机控制技术等相关学科的不断成熟,感应电机的调速控制方法得到了迅猛发展。在矿用电机牵引控制系统中,系统的动态和静态性能的好坏与控制系统的调速能力直接相关。近年来,电机控制领域的研究重点逐渐由传统控制方法转向了先进的智能控制方法。为了使矿用电机车能够在复杂恶劣环境中稳定高效运行,首先采用模型预测控制设计单电机调速系统,并针对感应电机在弱磁区域运行时的特点对调速系统进行改进,以达到在允许的条件下获得更高转速的目的;其次对于矿用机车双电机系统采用交叉耦合同步控制策略提高其两台电机的同步性能。论文围绕模型预测控制、弱磁控制、双电机同步控制在矿用电机车调速系统中的应用展开研究。主要内容包括:(1)首先,对模型预测控制理论进行介绍,分析其原理。其次,对感应电机的弱磁运行状态划分进行介绍分析,并对弱磁限制条件进行详细阐述。(2)针对矿用牵引电机车的运行条件,设计感应电机模型预测控制系统,然后考虑矿用牵引电机高速运行的调速问题,结合弱磁控制理论对模型预测控制系统进行改进,使模...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1预测控制分类

根据所采取控制方法的不同,预测控制可简单的分成图1.1几种类型[9]:模型预测控制又有两种分支:CCS-MPC(ContinuousControlSetModelPredictiveControl,连续控制集模型预测控制)和FCS-MPC(FiniteControl....

图2.13s/2s变换中的磁动势矢量

将三相静止坐标系转换成两相静止坐标系的过程称为Clark变换(即3s/2s变换),转换关系如图2.1所示。图中N2为电机绕组在αβ坐标系中的有效匝数,N3表示电机绕组在ABC坐标系中的有效匝数。在等效的过程中电机产生的磁动势不变,而电机磁动势为有效匝数与相应电流矢量的乘积,依据这....

图2.22s/2r变换中的磁动势矢量

两相静止坐标系转换成同步旋转坐标系的过程称为Park变换(即2s/2r变换),转换关系如图2.2所示。当坐标轴跟随电机转子同步旋转时,就可以将感应电机等效成直流电机,从而达到解耦的目的。由图2.2可得,电流之间的转换关系如式2.3所示:

图2.3模型预测控制结构框图

模型预测控制系统主要由三部分组成:预测模型、滚动优化以及反馈校正,其结构如图2.3所示[38]。模型预测控制的基本原理是:通过系统当前时刻的状态量和控制量,对后续时刻(由预测步长所决定)的状态量进行预测,然后根据已给定的优化目标函数和滚动优化策略进行反复的在线优化与反馈校正,从而....

本文编号：3992773