本文關(guān)鍵詞：電氣傳動自動控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

電氣傳動自動控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方法研究

發(fā)布日期： 2014-12-12 發(fā)布：  

  2014年21期目錄       本期共收錄文章20篇

　　摘  要  隨著社會經(jīng)濟與科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，環(huán)保、節(jié)能觀念逐漸深入人心，電氣傳動系統(tǒng)作為一種高效、節(jié)能系統(tǒng)，在社會各個領(lǐng)域得到了廣泛的推廣和普及，并對相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)生深遠的影響，受到了人們越來越多的關(guān)注。為了能夠優(yōu)化電氣傳動系統(tǒng)，降低運行成本，促使其發(fā)揮最優(yōu)性能，加強對電氣傳動自動控制系統(tǒng)的研究勢在必行。本文將對Ⅰ型、Ⅱ型以及典型Ⅲ型系統(tǒng)調(diào)節(jié)器設(shè)計方法進行分析和研究，并闡述交流調(diào)速矢量控制系統(tǒng)優(yōu)化方案，從而推動我國相關(guān)領(lǐng)域進一步發(fā)展。
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　　關(guān)鍵詞  電氣傳動;自動控制;優(yōu)化設(shè)計
　　中圖分類號：TM921      文獻標(biāo)識碼：A      文章編號：1671-7597（2014）21-0040-01
　　現(xiàn)代電氣傳動作為一門全新學(xué)科，發(fā)展歷史悠久，早期已經(jīng)出現(xiàn)雛形，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，推動電氣傳動技術(shù)不斷進步。電氣傳動系統(tǒng)作為與我國國民經(jīng)濟、人民生活息息相關(guān)的技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于輕工、冶金等眾多領(lǐng)域。因此，電氣傳動系統(tǒng)具有十分重要的作用和地位，對其進行深入研究十分必要。
　　1  Ⅰ型系統(tǒng)以及設(shè)計方法
　　目前，Ⅰ型系統(tǒng)存在多種形式，根據(jù)工程設(shè)計方案，本文將采用一種典型表現(xiàn)形式進行研究，主要將零分貝線作為參數(shù)基礎(chǔ)，確定中頻帶寬度，能夠保證系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定，并存在一定的穩(wěn)定余量，在明確Ⅰ型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)之后，尋找到系統(tǒng)參數(shù)與性能指標(biāo)之間的關(guān)系，確定計算公式，并制出表格。工程設(shè)計方法明確規(guī)定了典型Ⅰ型系統(tǒng)的動態(tài)跟隨性能指標(biāo)、抗干擾性能指標(biāo)等。因此，在進行設(shè)計過程中，需要按照工程設(shè)計方法的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，以確保系統(tǒng)能夠發(fā)揮作用[1]。
　　雖然，這種設(shè)計方式進行的典型Ⅰ型系統(tǒng)傳遞函數(shù)形式相對簡單，易于接受和理解，但是，如果只存在一個可調(diào)整參數(shù)，要能夠?qū)崿F(xiàn)快速、穩(wěn)定目標(biāo)，可能會出現(xiàn)顧此失彼的現(xiàn)象，系統(tǒng)靈活性不高，在一定程度上影響電氣傳動系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，而且，由電機與驅(qū)動器構(gòu)成的原始系統(tǒng)，，在進行多次校正之后，會出現(xiàn)較大誤差。另外，這種設(shè)計方法進行的零極點對消法，特別是針對臨界穩(wěn)定或者不穩(wěn)定原始系統(tǒng)的一部分極點，普遍出現(xiàn)對消不明顯，造成系統(tǒng)無法穩(wěn)定運行的現(xiàn)象。
　　一般的調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)傳函分母可知，如果結(jié)合電機驅(qū)動裝置的傳遞函數(shù)確定為一貫性環(huán)節(jié)，設(shè)計則需要設(shè)計成為ZPFP系統(tǒng);如果忽略這一環(huán)節(jié)，則可以將其設(shè)計成為PI系統(tǒng)，又或者是PID調(diào)節(jié)器校正成滿零點以及欠零點系統(tǒng)。因此，Ⅰ型系統(tǒng)工程設(shè)計方法如下：首先，建立原始系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型;其次，將方法分別設(shè)計兩個極點，再實施零點對消，最終將系統(tǒng)來還傳遞函數(shù)校正成為典型的Ⅰ型系統(tǒng)[2]。
　　2  Ⅱ型系統(tǒng)調(diào)節(jié)器設(shè)計方法
　�、蛐拖到y(tǒng)主要是指開環(huán)傳遞函數(shù)中分母中純積分環(huán)節(jié)數(shù)量系統(tǒng)，典型Ⅰ型系統(tǒng)雖然結(jié)構(gòu)簡單，方便人們接受，但是，由于其系統(tǒng)層次較低，度斜坡輸入勢必會存在靜差系統(tǒng)，影響生產(chǎn)設(shè)備穩(wěn)定運行。因此，在目前大多數(shù)領(lǐng)域的生產(chǎn)設(shè)備中普遍采取的是Ⅱ型系統(tǒng)，Ⅱ型系統(tǒng)以其自身靈活度高、快速、穩(wěn)定等特征，受到各個行業(yè)廣泛關(guān)注。由于Ⅱ型系統(tǒng)涉及到具體的參數(shù)，在一定程度上增加了設(shè)計難度，而工程設(shè)計方法可以選擇其中一個自由參數(shù)進行研究，通過這種方式不僅能夠簡化設(shè)計過程，而且能夠?qū)崿F(xiàn)性能的最優(yōu)化。首先，與Ⅰ型系統(tǒng)設(shè)計方法相同，需要建立原始系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，其次，在根據(jù)性能標(biāo)準(zhǔn)等，確定自由參數(shù)，并與原始系統(tǒng)傳統(tǒng)函數(shù)進行科學(xué)、合理的比較，確定調(diào)節(jié)器的各個參數(shù)。然而，Ⅱ型系統(tǒng)與典型Ⅰ型系統(tǒng)存在同樣的弊端，如果只存在一個可調(diào)整參數(shù)，要能夠?qū)崿F(xiàn)快速、穩(wěn)定目標(biāo)，可能夠會出現(xiàn)顧此失彼的現(xiàn)象，系統(tǒng)靈活性不高，系統(tǒng)性能發(fā)揮并不理想[3]。
　　3  典型Ⅲ型系統(tǒng)調(diào)節(jié)器設(shè)計方法
　　典型Ⅲ型系統(tǒng)相比較前兩種系統(tǒng)而言，具有更加穩(wěn)定的特性，加速度誤差基本為零。通過對目前現(xiàn)行系統(tǒng)的實際情況來看，針對典型Ⅲ型系統(tǒng)的設(shè)計普遍是先確定其穩(wěn)定性，然后再追求快速性，在進行多環(huán)系統(tǒng)設(shè)計時，將內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間的多個環(huán)節(jié)構(gòu)成一個整體，這樣不僅能夠精簡自由參數(shù)，還能夠優(yōu)化系統(tǒng)性能，促使其發(fā)揮最大效用。另外，追求系統(tǒng)快速性，需要在合理范圍內(nèi)找到參數(shù)之間的關(guān)系，并選擇一個自選參數(shù)，通過優(yōu)化準(zhǔn)則，探索構(gòu)成典型Ⅲ型系統(tǒng)的方案。因此，典型Ⅲ型系統(tǒng)設(shè)計方案如下，首先，要明確校正對象;其次，設(shè)計者在根據(jù)目標(biāo)要求的性能進行分析和研究，確定成型后的典型Ⅲ型系統(tǒng)進而加入調(diào)整期，完成所有設(shè)計步驟[4]。
　　4  交流調(diào)速矢量控制系統(tǒng)優(yōu)化方案
　　上述系統(tǒng)涉及主要是線性模型，而交流調(diào)速系統(tǒng)則是非線性模型，具有極強的耦合特征，分析研究難度較大。交流調(diào)速系統(tǒng)作為整個電氣傳動系統(tǒng)的重中之重，上述設(shè)計方案并不適用在交流調(diào)速系統(tǒng)之中，矢量控制方法作為一種新型分析研究方案，將二者結(jié)合在一起能夠更好地反映出交流調(diào)速的優(yōu)勢和性能。因此，實現(xiàn)交流調(diào)速系統(tǒng)矢量控制的關(guān)鍵和重點是要通過坐標(biāo)進行旋轉(zhuǎn)變換，并將定子電流的勵磁分量與轉(zhuǎn)矩分量解耦，簡而言之，就是目前現(xiàn)行的直接測量以及間接觀測轉(zhuǎn)子磁鏈分析方法。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，電氣傳動系統(tǒng)的設(shè)計方法會越來越多，能夠在一定程度上推動我國電氣傳統(tǒng)系統(tǒng)進一步發(fā)展，逐漸為更多領(lǐng)域做出貢獻[5]。
　　5  結(jié)論
　　根據(jù)上文所述，電氣傳動系統(tǒng)在我國各個領(lǐng)域具有十分重要的作用，為了能夠優(yōu)化設(shè)計電氣傳動系統(tǒng)，成為業(yè)界越來越關(guān)心的話題。因此，在我國目前原有的工程設(shè)計方法上，針對調(diào)速系統(tǒng)又重新建立起了一套既簡單，又高效的優(yōu)化設(shè)計方案，推動了我國電氣傳動進一步發(fā)展，為我國相關(guān)領(lǐng)域做出貢獻。
　　參考文獻
　　[1]李海軍.電氣傳動技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及展望――訪中國電力電子學(xué)科帶頭人王正元教授[J].電工技術(shù)雜志，2010，18（03）：259-261.
　　[2]孫巨祿，蘇鵬聲，李永東.自調(diào)整模糊控制器在異步電機矢量控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].清華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，20（05）：12-14.
　　[3]喬志杰，程翠翠.基于遺傳算法優(yōu)化的模糊PID控制研究及其仿真[J].安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2011，10（8）：158-159.
　　[4]周娟利，黨智乾.基于自調(diào)整模糊控制的直線電機矢量控制系統(tǒng)[J].安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013，14（01）：265-267.
　　[5]劉春英，朱兵.在負功率下四象限變頻器的DTC直接轉(zhuǎn)矩控制的應(yīng)用[J].安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2009，12（5）：123-125.

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