电气自控论文范文参考关于电气自控的优秀论文范文【10篇】VIP

电气自控论文范文参考关于电气自控的优秀论文范文【10篇】 电励磁同步电机具有功率因数可调、效率高等优点,在工业大功率场合获得了广泛应用.在诸多同步电机起动方式中,自控变频软起动方式是技术含量最高,性能最优的起动方式,是同步电机软起动技术的发展方向.它具有起动电流较小,起动转矩可控,对电网几乎没有附加要求等优点.目前,国内大功率电动机软起动装置主要还是依靠进口,尤其是变频软起动器,国内目前还没有形成完善的应用性产品,因此研究自控变频方式同步电机软起动装置具有重要的经济意义和战略意义.大功率同步电动机的起动及并网困难成为其应用的重大阻碍,是限制产业发展的重大技术难题,本文针对自控变频式同步电动机起动系统中存在的问题进行了理论分析和实践研究,主要研究内容如下： 针对同步电动机无位置传感器起动方法,本文采用自给脉冲起动与电气转子位置检测相结合的方法实现了同步电动机无位置传感器起动.通过突加、突减励磁的方法检测静止转子位置,转速在中高速时用电气式的方法实现转子位置检测,通过电机惯量辨识计算出自给脉冲的加速频率,并用自给脉冲的方式实现了电机从静止到中高速起动的过渡,实现了全程无位置传感器的起动. 针对自给脉冲方法在低速起动过程中存在转子脉动等问题,研究了基于高频注入的转子位置检测方法.根据电励磁同步电机的特点,向励磁注入高频电压信号,产生高频励磁电流,之后采集耦合在定子上具有转子位置信息的高频电压信号,经过滤波及坐标变换提取有效转子位置信息,最后采用锁相环算法锁定转子位置.在晶闸管传动系统中,当电流换相时,电机反电动势的畸变比较严重,检测端电压将含有大量的高次谐波,准确提取有效的高频信号非常困难.因此本文提出了基于高频注入电压预估的同步电机转子位置检测方法.在换相时刻采用预估电压作为锁相环的给定信号,防止换向畸变的高频谐波进入到锁相环.实验结果证明,加入电压预估后,有效地避免了换相电压畸变对转子位置检测产生的不利影响,提高了高频注入转子位置检测的精度和可靠性. 并网是自控变频式同步电机软起动系统中非常关键的技术性问题.本文针对大功率以及大惯量系统,研究了准同期并网策略.分析了双闭环调速系统中,在电流环动态特性非理想条件下,采用速度PI控制器引起的相角滑差不稳定问题,进而,本文提出了一种自适应复合速度控制方法.在升速阶段采用单比例自适应速度控制算法,克服了传统比例控制器无法消除静差的困难；在准同期阶段,采用了基于相角滑差的准同期控制算法,解决了滑差不稳定的问题,并给出了可靠的并网判决策略. 针对自控变频软起动装置高压系统的设计及实现,本文介绍了控制系统的软、硬件设计方法.首先针对起动过程中,电机端电压检测存在的隔离、相移及谐波等问题,提出了详细的电压检测方案.介绍了对晶闸管阀组、平波电抗器、进线电抗器的设计方法,设计了基于电流源的同步隔离触发装置,解决了高压串联晶闸管同步触发和高低压隔离问题.通过实验结果提出了不同主电路结构的适用场合. 电气转换器是气动执行器的主要附件,在自控仪表和自控系统中实现信息转换和能量转换,是自动化生产过程中不可或缺的关键设备.随着微电子技术、控制理论和计算机技术的发展,电气转换器正逐渐取代传统的机械式结构,向电子化、智能化方向发展,同时,对转换装置也提出了更高的要求.论文在成功研制薄膜电子式电气转换器的基础上,通过对压电执行器理论的分析,设计了基于压电结构的新一代电气转换装置,对其特性进行了理论与实验研究,并以微处理器为核心,建立了高效控制系统,为新型智能化电气转换器、定位器的研制打下基础. 暖通空调系统与人们的生产和生活密不可分,一方面暖通空调系统给人们提供了舒适的工作和生活环境,另一方面保障了对建筑环境有特殊需求的生产工艺的正常运行,与此同时也带来了巨大的能源消耗,加剧了能源紧张形式.降低暖通空调系统尤其是建筑环境冷热源系统能耗、提高系统运行管理水平是大势所趋,解决这一问题的关键是系统自动控制技术,而随着暖通空调系统新技术、新能源技术、可再生能源利用技术的发展,为满足社会发展和科技进步的需求,冷热源系统形式在朝着多元化、大型化和复杂化的方向发展,这就对控制系统提出了更高的要求. 在控制系统实施的常规方式下,需要自控专业人员、暖通空调专业人员、施工人员及控制设备生产厂家密切配合,而且实施的过程繁杂、制约因素众多且难以有效地全程监管,另外自控系统难以开放的体系架构,导致运行维护复杂且需由专业人员完成.这些因素都使得自控系统难以很好适应建筑环境冷热源系统的需求,无法保证自控系统的实施效果,也就不可能使节能效益最大化.论文研究开发了一种基于自组态技术的建筑环境冷热源通用控制系统,这种控制系统的典型特征就是“自组态”、“通用性”和“全开放”.“自组态”技术不同于常规控制系统的组态技术,借助该技术暖通空调的相关技术人员可以在无需借助任何专业工具（如控制软件开发平台、仿真器、编程器等）,无需编写一行程序代码,就可以轻而易举构建冷热源的自控系统；“通用性”则使这种体系架构几乎适应任意的冷热源系统,其控制算法和控制策略是通用的,控制器及其配套控制软件是通用的,甚至控制柜也是通用的；“全开放”通用控制系统相对于常规控制系统而言,是一种基于参数化的体系,而所有参数均可以任意设置修改. 论文研究从建立冷热源系统通用物理模型开始,深入研究了自由度理论在冷热源系统中的应用,建立了通用控制系统特有的控制组件数据模型,对冷热源系统的控制算法和控制策略做了详细探讨,在此基础上开发了基于Cortex M3内核32位的控制器主板和I/O数据扩展板,以及相应的控制软件.研究的主要内容包括： （1）从构建冷热源系统简单物理模型三要素开始,课题研究引入了表达设备间连接关系和设备是否存在的“连接关系虚拟转换开关”和“存在关系虚拟转换开关”,借助这两个虚拟转换开关和要素数量构建了冷热源“标准子系统物理模型”,而标准子系统物理模型的组合最终确立了冷热源通用物理模型,课题对此模型进行了检验, （2）论文将自由度理论引入建筑环境冷热源的控制系统中,详细讨论了自由度对于冷热源系统控制回路通用构建方法的重要性,明确了冷热源通用物理模型中任意子系统的自由度为2,并详细研究了控制回路控制变量与操作变量的确定,自由度理论的研究为通用控制系统的研究奠定了坚实的理论基础, （3）“自组态技术”是冷热源通用控制系统的核心技术,而“控制组件”则是该技术实现的关键.将工艺设备及控制元件的工艺属性、控制属性及方法封装在一起的数据模型就是控制组件对象,控制组件使得工艺设备在具备增加了控制属性而控制元件增加了工艺属性,在通用控制系统中它们就是构建通用控制系统的“积木”,自组态就是设置这些控制组件的属性和方法,单独的控制组件可以编组,编组的控制组件组合成系统级别的组件.控制组件将冷热源工艺系统与自控系统完美融合,构建出完美的控制系统.论文对冷热源系统的各种组件数据结构都做了详细的说明. （4）控制算法和控制策略对于控制系统实施效果有着决定性的作用.针对冷热源系统的多变量、非线性、大时滞、大容量的特点,研究了适合冷热源系统的通用控制算法；经过深入研究,提出适合冷热源系统的通用控制策略,包括系统启动策略、停机策略、回路连续控制策略、加减机策略、水泵防过载策略等,这些控制策略是通用控制系统重要的组成部分. （5）为实现建筑环境冷热源通用控制系统,专门开发了基于32位CPU的核心控制器、I/O数据扩展板及配套的控制软件,控制器功能强大、性能可靠、组网能力强,这是实现冷热源控制系统的基础. （6）以实际的空调冷热源工程为例,详细描述了控制系统实施的全过程,也是用控制系统研究的相关理论和技术的验证. 随着现代电工技术的发展,非接触电能传输技术在石油钻探、矿山作业、家用电器、人造器官以及电动汽车等供电领域应用趋势日趋明显.在具体非接触电能传输装置设计中,铁芯结构、气隙距离、供电频率、传输效率以及功率等级等因素相互制约、相互影响,使得非接触电能传输装置的设计必须“因地制宜”进行考虑,本文在研究和分析非接触电能传输技术应用现状和技术发展趋势的基础上,针对上述制约非接触电能传输技术应用的关键技术问题展开研究.首先,结合耦合模理论分析了谐振式非接触电能传输技术的基本原理,提出一种基于自控式高频谐振逆变电路的小功率谐振式非接触电能传输装置的设计方法,并对制作完成的小功率谐振式非接触电能传输装置进行空载和有载测试,分析发射线圈和接收线圈间距离和对齐角度对输出电压和传输效率的影响.其次,从电路结构、工作原理以及模型参数等方面,讨论分析感应式非接触电能传输系统中松耦合变压器、电容补偿电路、整流滤波电路、高频逆变电路以及RCC稳压电路等各组成单元,给出一种小功率感应式非接触电能传输装置设计,并对该装置进行测试,分析气隙和频率变化对装置输出电压以及传输效率的影响.再次,针对感应式非接触电能传输中关键部件“松祸合变压器”进行有限元仿真分析,比较不同铁芯结构对松耦合变压器励磁效果的影响；提出导向钻井工具非接触供电单元中筒形松耦合变压器及其改进型结构设计,并对二者励磁效果进行仿真分析和比较；结合松耦合变压器的电路和磁路模型,对改进筒形松耦合变压器输出电压和工作效率与供电频率关系进行分析,确定最佳供电频率.最后,为进一步提高松耦合变压器耦合系数,减小漏磁,提出多发射线圈组合励磁思路,设计线盘型组合蜂巢式松耦合变压器励磁结构,给出基于诺依曼公式的线盘绕组互感的数值解法,并对组合励磁结构的励磁效果进行有限元分析,具体分析线盘线圈匝数、铁芯结构、线盘层数以及非均匀励磁等参数对磁通密度平面和空间分布的影响；在此基础上,提出两种改进型组合蜂巢式松耦合变压器励磁结构,并针对“圆筒型”和“迭片型”组合励磁结构中线圈间距、线圈宽度、中心线圈尺寸以及周围辅助线圈位置等参数对励磁效果的影响进行仿真分析.本文从谐振式和感应式两个非接触电能传输技术领域入手,探讨制约非接触电能传输技术应用的关键技术问题.针对不同非接触电能传输系统设计要求,分别从电路构成、铁芯结构、气隙距离、供电频率以及线圈参数等方面探讨非接触电能传输装置的设计方法.利用有限元分析方法着重分析影响松耦合变压器耦合系数的关键要素,并设计三种多发射线圈的组合蜂巢式松耦合变压器励磁结构,仿真分析线盘型、圆筒型以及迭片型组合励磁结构参数对励磁效果的影响.本文的理论和实践研究成果,对非接触电能传输装置的设计以及松耦合变压器组合励磁结构的研究具有重要的借鉴和指导意义. 在矿井提升、机车牵引等中高压大功率应用中,三电平交流变频调速驱动的电励磁同步电动机被广泛使用.为减小三电平变频器的开关损耗,提高其输出功率,需降低PWM变换器的开关频率,但随之带来输出谐波增加、动态性能下降等问题,传统控制方法不再适用.本课题针对三电平高压变频器驱动电励磁同步电机时,降低开关频率所引起的输出电流谐波畸变率增大、调速系统动态性能下降等问题进行系统建模及控制算法的研究. 首先,描述了本文研究所针对的电励磁同步电动机三电平变频调速系统的特点,分析了二极管中点箝位式(neutral point clamped,NPC)三电平PWM逆变器的开关特性,并介绍了所设计、使用的50kW同步电机实验装置.借助滑动傅立叶变换(sliding discrete fourier transform, sDFT)提取感应电压的基波成分,设计了一种基于sDFT的同步电机转子初始位置角检测方法. 其次,介绍了低开关频率下使用的PWM方法.给出了在低调制度下使用的线电压坐标系SVPWM和高调制度下使用的分段同步优化PWM方法,并提出了在开关频率的上限为500Hz的情况下,PWM分段同步调制方案的选取原则,及它们的数字实现方法.最后,提出了在低调制度区使用的平衡因子控制法和在高调制区使用的调整小矢量作用顺序的三电平变频器的中点电位平衡控制策略.利用复矢量信号流图对PWM变换环节进行建模,在对电流内环控制系统零极点图分析的基础上,提出了一种新颖的复矢量电流调节器.该调节器能有效改善降低开关频率造成的电流耦合现象,且具有较好的动稳态性能.对低开关频率下的PWM逆变器进行了复矢量建模,给出了电励磁同步电机的复矢量信号流图,接着分析常规PI调节器和带前馈补偿的PI调节器在低开关频率下的不足之处,然后基于零极点图分析进行了复矢量电流调节器的设计,并进行了实验验证. 在对电励磁同步电机磁链观测原理分析的基础上,提出了电流模型与电压模型的过渡方法.随着控制性能要求的提高,电流测量误差对电励磁同步电动机控制性能的影响愈加显著.本文采用谐振式观测器对实际的电流测量误差进行补偿,为了消除残余误差,采用了带残余误差补偿器的纯积分磁链观测器以精确观测磁链.使用优化的PWM方法无法通过采样直接获得基波电流,而低通滤波器在提取基波分量的同时造成相位滞后、幅值衰减,难以满足系统高性能调速要求.为改善这一问题,本文在对电励磁同步电机进行复矢量和矩阵相结合的建模基础上,