用于模拟螺旋桨负载的双馈电机矢量控制研究

螺旋桨负载模拟是舰船电力推进系统中的重要研究内容.文中利用双馈电机四象限运行以及通过转子侧控制能降低变频器容量的特性,提出了双馈电机能量反馈系统模拟螺旋桨负载特性的方案.采用定子磁链定向的矢量控制策略,利用MATLAB/SIMULINK建立双馈电机模型和控制系统模型,实现不同工况下的稳态和动态特性模拟.仿真结果表明,转矩响应迅速、准确、稳定,采用矢量控制的双馈电机能量回馈系统具有良好的四象限负载特性模拟性能.     

吊舱推进电机的无模型自适应滑模矢量控制

为解决半潜船吊舱推进电机控制系统中负载扰动造成的转速跟踪性能差的问题, 提出一种基于数据驱动的吊舱推进电机转速矢量控制方法; 对包含未知负载扰动的推进电机转速方程进行离散化处理, 给出关于输出转速与输入电流离散后的非线性转速系统; 由于非线性转速系统方程中变量较多且负载扰动模型未知, 设计了基于数据驱动的无模型自适应控制器, 并给出了伪偏导数估计算法; 采用滑模观测器观测螺旋桨负载扰动, 同时给出了滑模控制器; 结合无模型自适应控制和滑模控制给出了负载扰动下的无模型自适应滑模(MFASM)控制方案; 构建了吊舱推进电机无模型自适应滑模矢量控制调速系统, 并在MATLAB/Simulink环境下给出了仿真结果。研究结果表明: 在船舶正常作业恒定转速下, 在0.3~0.5 s时间区域内, 采用MFASM矢量控制方案和PI矢量控制方案的吊舱推进电机的转速误差分别为2、6 r·min-1; 在0.8~1.0 s时间区域内, 采用无模型自适应滑模矢量控制方案和PI矢量控制方案的吊舱推进电机的转速误差分别1、3 r·min-1; 对于船舶操车作业的可变转速情形, 采用MFASM矢量控制方案的推进电机转速和转矩达到稳态的时间比PI矢量控制方案少0.01~0.03 s。可以看出, 采用MFASM矢量控制方案可改善吊舱推进电机转速跟踪性能, 是一种有效的抑制负载扰动的数据驱动控制方法。      

变频器供电的船舶推进系统制动过程研究

变频器供电的船舶推进系统在其制动过程中,由于受螺旋桨工作特性的影响,推进电机会向变频调速装置馈能,进而易引起调速装置因过电压而烧毁.在分析了螺旋桨水动力特性和推进电机机械特性的基础上,研究了船舶制动过程中回馈能量的机理,计算了推进系统制动过程向调速装置回馈的能量,设计了消耗回馈能量的斩波制动电路,并对1MW,12相同步推进系统的制动过程进行了仿真和实验分析.理论分析结果得到了实验验证.     

遗传算法在变频交流电机控制中的应用研究

交流异步电动机具有很强的非线性特性,因此在调速控制中控制器的参数很难达到最优化.采用矢量控制后交流电机的调速性能可以和直流电机媲美.但变频交流电机矢量控制系统存在3个PI环,同时交流电机本身具有很强的非线性.由此可知调节3个控制器的参数使系统的调速性能达到最优存在很大的困难.文中建立了电机的仿真模型,在此基础上采用遗传算法对转速闭环控制器的参数进行了优化,并将优化的控制器参数与非优化的控制器参数的控制效果进行了仿真对比,结果表明取得了良好的效果.     

基于分数阶PI~λ的矿用牵引交流电机速度控制

为了改善矿用牵引电动机牵引特性及抗负载扰动能力,实现对矿用牵引电动机的高性能控制,提高矿用机车运行的可靠性,将分数阶PI~λ控制应用于矿用牵引电动机矢量控制的速度控制器.采用频域、时域两种方法讨论分数阶积分的优良特性,设计了分数阶PI~λ并应用到矿用牵引电机速度控制器中.最后,仿真分析了分数阶PI~λ控制的矿用牵引交流电机在不同工况下的.研究表明:分数阶PI~λ可改善矿用牵引交流电机控制系统的动、静态性能,提高系统的抗负载能力.     

高压变频矢量控制系统的仿真

以单元串联型高压变频器作为研究对象,根据载波移相SPWM和矢量控制的原理,建立了高压变频矢量控制系统仿真模型,并对其进行了仿真分析,结果证明了该系统具有良好的动态特性.     

磁通观测器异步电机矢量控制系统建模与仿真

本文提出异步电机矢量控制的电压模型与电流模型，以此为基础，提出磁通观测器矢量控制系统方案，建立系统动态数学模型与状态方程，进行极点配置，用计算机仿真对该系统进行动静态特性分析与零极点轨迹的研究，证实本系统对电机定转子电阻变化有鲁棒性。     

两层介质中水平时谐电流产生的电场

为了研究舰船轴频电场的建模,在麦克斯韦方程理论基础上推导了两层介质中水平时谐电流在本层介质中产生的磁矢量势公式和时谐电场三分量公式,并通过数值方法仿真分析了海水中水平时谐电流产生的电场三分量的分布特性.通过将仿真结果与实验室船模轴频电场测量数据对比表明,舰船轴频电场分布特性与水平电流所产生的电场分布特性相似,因此可以由时谐电流电场的叠加来对舰船轴频电场建模.     

电动助力转向用无刷直流电机直接转矩控制方法研究

结合EPS系统的功能特点,提出1种适用于汽车转向的无刷直流电机(BLDC)系统直接转矩控制(DTC)方法,以提升汽车转向系统的控制性能。从BLDC系统的转矩特性和磁链特性的关系入手,根据电机系统的转矩、磁链跟踪误差及定子磁链所处扇区号,查询预先规划的离线查找表(LUT),直接输出最优的电压空间矢量。并基于Matlab/Simulink仿真平台进行BLDC调速系统的仿真实验。结果表明,DTC方法可以对电磁转矩脉动进行有效控制,而且能大大提高BLDC的动、稳态驱动性能,提供了1种适用于电动助力转向EPS系统控制的新思路。     

三相交流异步电动机建模及仿真研究

针对三相异步电动机矢量控制系统研制的要求,建立了在静止坐标α和β系统中异步电机的数学模型,研制了电机实时仿真系统,并对仿真系统的软硬件进行了说明。应用该仿真系统对一种实际电机进行仿真,仿真结果与实验数据比较,验证了数学模型的正确和仿真系统的实用性。