C650立式機床電氣系統(tǒng)的設計【全套設計含CAD圖紙】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 高性能異步電機控制通過反饋線性化 提出了一種Abstract一This反饋線性化方法對高性能的感應電機控制。這個討論了方法的基本原理,而大部分在交流電機驅動技術流行磁場定向控制技術。用一些波形圖說明PWM波形換向感應電機的屬性和控制通過給出反饋線性化。 介紹： 異步電機由于其眾所周知的優(yōu)點，制造簡單、可靠性高、外校簡單和成本較低，具有非常廣泛的工業(yè)應用。此外,在對比直流電機換向器,也可以用在惡劣的或不穩(wěn)定的環(huán)境,因為沒有火花和腐蝕的問題。雖然有這些優(yōu)勢,但是，當使用感應電機速度調節(jié)工業(yè)驅動器時存在控制問題。這主要是有三個原因:(a)感應電動機的高階非線性動態(tài)系統(tǒng)內部的耦合,(b)一些狀態(tài)變量,轉子電流和通量,不能直接測量(c)轉子電阻(由于加熱)和磁化電感(由于飽和度)差別很大與顯著的系統(tǒng)動力學的影響。最受歡迎的高性能異步電機控制方法稱為磁場定向控制法(FOC)或向量控制法由Hasse[4]和Blaschke[1]提出。 在這個方法的電機方程(被改寫)轉換在一個旋轉的調和系統(tǒng)與轉子磁鏈矢量。這些新的坐標被稱作場效應坐標。 在字段坐標—不斷轉子磁鏈幅值——有一個關聯(lián)控制變量之間的線性和速度。此外,在他勵直流電機中, 為了限制定子電壓的在很高的電壓在磁場減弱的地區(qū)通量幅度可以被減少。坐標具有良好的物理基礎, 因為它符合生產(chǎn)的解耦扭矩他勵直流電機的理論基礎。同時，,從理論的角度其他類型的坐標可以選擇來實現(xiàn)解耦和感應電動機的方程線性化。Krzeniinski[7]提出了一種非線性控制器的基礎上多標量電機模型。 在這種方法中,像同樣的磁場定向控制器,它假定了轉子磁鏈。 IEEE目錄編號:95 TH8081 振幅規(guī)定是一定值。因此,汽車速度只有從轉子磁鏈漸近解耦，基于投入產(chǎn)出線性化Bodson et al.[2]已經(jīng)開發(fā)了一種非線性控制系統(tǒng)。 該系統(tǒng)對電機轉速和轉子磁鏈能準確解耦的。這個系統(tǒng)也能使用在場坐標轉換上。馬里諾et al.[8、9]提出了一種非線性變換電機的狀態(tài)變量,以便在新的坐標,速度和轉子磁鏈幅值的解耦反饋。類似的轉變Sabanovic et al.[E]就已經(jīng)用于解耦轉子磁鏈和速度滑動模式控制器。感應電機反饋線性控制在本文中被提出，與之形成鮮明對比的是，[2，3]大量圖表和場定向控制關系被討論。同時,數(shù)字說明了控件的屬性，在系統(tǒng)電機PWM逆變器中被顯示出來。 感應電機數(shù)學模型 感應電動機的數(shù)學描述是基于復雜的空間向量,它定義在一個調和系統(tǒng)中旋轉角速度剛剛好。在每單位和實時表示下面的矢量方程，描述電機的動作[6]: 電磁轉矩米可以表達為： 在鼠籠型異步電機轉子矢量電壓從Eq.2消失的案例中,有零值。 如果一個電流控制PWM逆變器被使用,定子電壓Eq.1可以忽略不計,因為它不會影響控制動態(tài)變化的進行。 磁場定向控制（FOC） 在磁場定向控制的情況下,它和選擇角速度坐標調和系統(tǒng)一樣非常方便。根據(jù)這些假設,代替的轉子電流轉子電壓矢量的Eq.2 Eq.4已經(jīng)獲得微分方程解的轉子磁鏈矢量: 轉子時間常數(shù)Tr表示為： 在場效應坐標x-y有： Eq. 7可以表示如下： 圖1的異步電機在x-y字段坐標。 Eq.10描述對定子電流通量的影響，根據(jù)Eq.6,可以表述為: 方程中Eq.10、Eq.12和Eq.5來自形式框圖感應電機磁場定向調和x-y(圖1)?？刂葡到y(tǒng)的圖表應用于異步電機(直接定向)在圖2中。在許多情況下在流量、速度、Isx,Isy控制器,簡單的PIT調節(jié)器中使用。 反饋線性化控制方法（FLC） 使用p.u.時間我們可以把感應電機方程寫成以下形式[6、11]: 當 且 注意，不依賴于控制信號，在本例中,它是很容易選擇兩個變量僅依賴于x。 例如,我們可以定義[5、10]： 圖2 感應電機定向控制 讓作為輸出變量，以獲得： 1．連續(xù)變化振幅,； 2. 0參考角的速度。 部分新狀態(tài)變量,我們可以選擇根據(jù)Eq.18,Eq.19。 因此完整的定義新坐標是[8,9]: 注意,第五個變量無法完全線性化，線性化只能部分。表示: 然后給出了系統(tǒng)的動態(tài)指標: 在接下的這一部分中,我們將考慮系統(tǒng)包含第一個部分中第四方程。注意,第五個方程如下： 我們可以重寫保持系統(tǒng)Eq.22如以下： D由： 得出。 簡單的計算后可以獲得: 圖3. 異步電動機的框圖 新的控制信號v1、v2(反饋線性化) ： 和 容易得出如果，在這種情況下我們可以定義為反饋： 在D-I我們可以使用下列公式計算： 結果的系統(tǒng)描述方程: 異步電動機的框圖和新的控制信號呈現(xiàn)在圖3。 控制信號v1、v2可以計算使用線性反饋: 在系數(shù)k11,,k12,k21 k22,選擇確定閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)。 控制算法分為兩個步驟: 1、計算v1、v2根據(jù)Eq.32、Eq.33, 2、根據(jù)Eq.29計算Usα,usβ。 控制系統(tǒng)的圖表應用于感應電動機(反饋線性化)呈現(xiàn)在圖4。 圖4. 感應電機通過反饋線性化的控制 結 果 用線性速度和轉子磁鏈控制器(電機、變頻器并給出了控制器的數(shù)據(jù)顯示,在附錄) 獲取FLC和FOC系統(tǒng)模擬波形圖方法在圖5。這些波形圖在電機是正弦脈寬調制逆變器電壓給定時顯示速度逆轉不斷變化的幅值和字段削弱范圍?？梢钥吹綇膱D5 B的磁場定向控制并不能保證完全解耦分析電機速度和流量。用線性速度控制器FOC實現(xiàn)轉矩電流限制,如同PLC系統(tǒng)限制轉矩(見圖5)。因此，在FOC系統(tǒng)扭矩值減少削弱部分和速度慢于FLC系統(tǒng)。 圖5. 圖5的異步電機控制通過反饋線性化和磁場定向控制(速度逆轉mcludmg字段削弱范圍)。a).實際和參考速度(ωmref,,. ωr) b). 轉矩m c). 通量成分和振幅(Ψrα, Ψr), d) 電流方向isy, e) 轉矩方向isy，, f) 當前組成lsβ 保證FOC系統(tǒng)完全解耦系統(tǒng)工作在字段削弱地區(qū)一個PI速度控制器和非線性部分(控制器輸出信號應該分離)轉子磁鏈幅值必須應用。這個除法彌補了內部乘法 產(chǎn)生的所需扭矩磁場定向坐標（圖1）。這樣一個非線性速度控制器一個非常類似FLC行為的方法,可以實現(xiàn)(參見圖6)。 在圖7。參考變化為了通量振幅的響應速度恒定被提出。注意,在對比FOC系統(tǒng)(控制變量usx usy), 控制變量方法在PLC系統(tǒng)V1,V2是完全脫離。 圖6. 圖6 的異步電機控制通過反饋線性化和磁場定向控制(速度逆轉mcludmg字段削弱范圍)。a).實際和參考速度(ωmref,,. ωr) b). 轉矩m c). 通量成分和振幅(Ψrα, Ψr), d) 電流方向isy, e) 轉矩方向isy，, f) 當前組成lsβ 圖7 圖7感應電機的控制通過反饋線性化和磁場定向控制(響應速度變化-常數(shù) 參考范圍) ,a )實際速度和參考速度 b)引用的控制信號A - c)引用的控制信號 d)當前通量 e)轉矩電流Isy。 結 論 在這個工作高績效反饋線性化控制方法(FLC)系統(tǒng)的PWM反向感應電機驅動被提出。方框圖和傳統(tǒng)磁場定向控制的關系(FOC)被討論。控制系統(tǒng)的主要特色與優(yōu)勢可以歸納如下: 1、與控制變量v1、v2,方法準確保證解耦的電機轉速和轉子磁鏈控制在兩個動態(tài)和穩(wěn)態(tài)。因此,高性能驅動系統(tǒng)工作在這兩個常數(shù)和現(xiàn)場削弱范圍可以實現(xiàn)使用一個線性速度和流量控制器。 2、控制變量是is1,is2,FOC系統(tǒng)不能保證完全解耦的電機轉速和轉子磁鏈控制在動態(tài)的范圍。因此,高績效驅動系統(tǒng)工作在這兩個常數(shù)和弱場范圍,需要一個速度控制器與非線性(除去載流子的幅值)的部分。 3、方法是建立在一個實時狀態(tài)反饋的和需要更復雜的信號處理的詳細情況(電機狀態(tài)變量和負載轉矩是必需的)。 4、同時,轉換和新的控制變量,V1,V2用于FLC沒有直接意義如Isx,Isy(磁鏈和轉矩分離)在FOC系統(tǒng)中。 5、FOC可以實現(xiàn)在傳統(tǒng)串級控制結構,因此可以很容易實現(xiàn)過載保護,使用參考電流限制器的輸出流量和速度控制器分別控制。 6、可以預計的是，因為在FLC變量及其衍生物作為新的坐標，很適合進行滑動模式的速度和位置控制器。因此,FLC創(chuàng)建一個要求異步電動機調速系統(tǒng)的性能很高的系統(tǒng)替代FOC應用。 參考文獻： 附錄： 電機參數(shù) 控制器參數(shù) 反饋線性化： 逆變參數(shù)： 定子: 通量PI控制器： 速度PI控制器： 電流控制器： 16