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电压型谐振逆变器中智能PID控制的研究

发布时间:2018-03-23 11:26

  本文选题:超高频感应加热电源 切入点:功率调节 出处:《华北电力大学》2017年硕士论文


【摘要】:感应加热以其特有的加热速度快、可对工件进行局部加热、节能环保等优点而被广泛应用。由于光纤制造、区熔提纯和化学合成等新兴工业的发展,开发大功率、超高频率、加热集中的逆变感应加热电源将是未来的发展方向。本文首先从感应加热电源的原理和拓扑结构着手,把电源功率控制作为研究对象,介绍了目前主要的功率调节方式。针对高频条件下常规功率调节方法中的不足,和常规的功率调节方法要求被控制对象要有精确的数学模型,其自身又存在超调量大,静态稳定性差,而且对于非线性因素引起的参量变化不能做出准确及时的调整的缺点,提出了利用模糊PID的方法实现感应加热电源的功率控制。在Matlab/Simulink环境下对模糊PID控制器设计仿真并与普通PID控制器对比,可以看出其优越的控制能力。最后通过对现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的介绍,研究了在FPGA中实现模糊PID控制器的方法。在Quartus II开发平台上对模糊PID控制器设计,利用顶层原理图和硬件描述语言(VHDL)进行程序的编写仿真,仿真结果证明了控制器设计的正确性。再把控制器下载到FPGA中,在实验室样机中,证明了控制器的可行性。
[Abstract]:Induction heating is widely used because of its special advantages such as high heating speed, local heating of workpieces, energy saving and environmental protection, etc. Due to the development of new industries such as optical fiber manufacturing, zone melting purification and chemical synthesis, the development of high power and ultra-high frequency, The inverter induction heating power supply with concentrated heating will be the development direction in the future. Firstly, this paper starts with the principle and topology of the induction heating power supply, and takes the power control of the power supply as the research object. This paper introduces the main power regulation methods at present. In view of the shortcomings of the conventional power regulation methods under the high frequency condition, and the conventional power regulation methods, it is required that the controlled object should have accurate mathematical model, and its own overshoot is large. The static stability is poor, and the shortcoming that the parameter changes caused by nonlinear factors can not be adjusted accurately and in time, The power control of induction heating power supply is realized by using fuzzy PID. The fuzzy PID controller is designed and simulated under the Matlab/Simulink environment and compared with the ordinary PID controller. Finally, through the introduction of FPGA (Field Programmable Logic Gate Array), the method of realizing fuzzy PID controller in FPGA is studied. The fuzzy PID controller is designed on Quartus II development platform. The program is programmed and simulated by using the top-level schematic diagram and the hardware description language (VHDL). The simulation results prove the correctness of the controller design, and then download the controller to FPGA, and prove the feasibility of the controller in the laboratory prototype.
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP273;TM464

【参考文献】

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本文编号:1653261

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