37kW异步电机交流调速实验平台的研究

针对传统电机控制实验平台功率小、单个DSP控制周期过长等问题,研究37kW异步电机通用交流调速实验平台。介绍该平台的软硬件设计,并利用该实验平台开发基于预测控制的异步电机直接转矩控制算法,分析预测控制原理及实现方法,在该平台上验证基于预测控制算法减小直接转矩控制系统转矩脉动的可行性。研究结果表明:该控制系统核心选用双DSP结构,充分利用TMS320F240电机控制能力强和TMS320C31浮点运算能力强的特点,使其协同工作,提高实验平台性能,平均转矩脉动为6.7%。

基于神经网络的铜闪速熔炼过程工艺参数预测模型

基于铜闪速熔炼过程是典型的高温、多相多组分复杂生产过程,熔炼时,闪速炉内发生激烈而迅速的化学反应,冰铜品位、冰铜温度和渣中铁硅比是铜熔炼过程的关键三大工艺参数,在线检测时存在成本高、滞后大,实现困难等问题,在分析影响工艺参数因素的基础上,提出一种基于BP神经网络的三大工艺参数预测方法,通过收集现场生产数据,挖掘其中隐含的工艺参数信息,建立预测模型。仿真结果表明,这三大工艺参数的最大绝对误差分别为0.630,6.680和0.051,最大相对误差分别为1.16%,0.55%和3.40%,说明模型预测结果与实际生产数据较吻合,该预测模型可用来指导实际生产操作,并可用于铜闪速熔炼过程参数优化。

保留精英遗传算法收敛性和收敛速度的鞅方法分析

论文引入鞅方法取代传统的马尔科夫链理论,研究保留精英遗传算法(EGA)的收敛条件和收敛速度.通过把EGA的最大适应值函数过程描述为下鞅,基于下鞅收敛定理构造使算法满足几乎处处收敛的充分条件,分析了概率1收敛充分条件与算法操作参数的关系,并计算了EGA获得全局最优解所需的最大进化代数.使用鞅方法分析遗传算法收敛性具有独特的优势,成为分析遗传算法收敛性及其性能的新方法.

一种改善遗传算法全局搜索性能的小生境技术

本文分析了基本遗传算法全局搜索效率不高的内在原因 ,提出了基于相似个体交叉和 (μ+λ)选择机制的小生境并行进化技术 ,从理论上论证了该技术不但能提供最强的选择压 ,而且能维持足够的种群多样性 .对高维不连续函数和高维多峰函数优化的仿真实验结果表明 ,应用该技术能显著地改善遗传算法的全局收敛可靠性和收敛速度 。

基于S7-400PLC的镀膜玻璃生产线控制系统

针对镀膜工程玻璃生产线工艺复杂,结构庞大,控制参数众多,镀膜过程控制要求响应快、精度高的特点,设计了以西门子S7-400PLC为核心的生产过程控制系统,结合系统结构与硬件配置方案;详细阐述了真空泵、磁控溅射靶阴极电源和玻璃传送伺服电机等子系统的控制策略和特点。给出玻璃长度计算方法和公式,以及位置控制程序流程框图,该系统采用2块独立工作的CPU模块,细化控制任务,提高了编程的灵活性和系统的可靠性。在WinCC组态软件平台上,设计了系统监控软件,上位机处理大量生产过程数据,归档重要参数,实现镀膜玻璃生产过程实时监控。控制系统在现场的成功应用表明,该系统结构合理,功能完善,控制效果好,满足了工程玻璃真空镀膜生产过程自动化的各项要求。

Boost型电路双闭环功率因数校正控制策略

以Boost拓扑电路为基础,对其进行深入分析,建立理想情况下的电压平衡方程式。提出一种给定占空比的电压和电流反馈的功率因数校正控制策略,利用MATLAB/Simu-link进行仿真。仿真结果表明,与平均电流法控制策略相比,在保证输出电压稳定控制精度的情况下,改善了系统的响应速度。在STM32F103X(ARM)为主控制器的实验平台上进行实验,结果表明系统输出电压稳定,纹波电压小,输入电流波形正弦度好,功率因数接近1。表明该策略具有良好的功率因数校正控制效果。

基于无功功率模型的异步电机矢量控制系统转子时间常数辨识

针对异步电机矢量控制系统受电机参数变化影响大的问题,采用模型参考自适应系统(MRAS)在线辨识电机转子时间常数。为了增强辨识方法对定子电阻的鲁棒性,提高辨识精度,根据转子磁链模型构造无功功率模型建立MRAS,采用Popov超稳定性理论设计自适应规律,得到基于无功功率模型的转子时间常数辨识方法,抑制定子电阻变化对辨识精度的影响,将该转子时间常数辨识方法应用于异步电机矢量控制系统。仿真结果证明:MRAS有效地提高了矢量控制系统性能,转子磁链轨迹趋于圆形,电流谐波分量明显减少;转子磁链观测误差明显降低,其平均绝对误差相对值为2.87%;转矩脉动大大降低,其平均绝对误差相对值为2.09%。

1万t多向模锻水压机分配器转角智能控制系统

分析1万t多向模锻水压机分配器驱动系统的结构特点,提出一种智能超差二次调整控制算法。该算法应用神经网络控制和模糊控制对转角误差进行分段调整,由ε-NN神经网络输出提前量给开关伺服阀断电,采用模糊控制使伺服阀再次得电进行细调。仿真和实际应用结果表明,分配器能不振荡准确到位,转角误差由原来的-9°～9°变为-3°～3°;智能超差二次调整控制算法非常适用于含有带死区的继电特性环节的不确定性位置控制非线性系统,实现无振荡快速高精度位置控制。

异步电机直接转矩控制快速正反转控制策略

针对传统的异步电机正反转方法过渡时间长、定子电流畸变严重和转矩脉动大等缺点,研究异步电机直接转矩控制系统正反转过程,提出一种实现快速正反转控制策略。该策略通过控制定子磁链和转子磁链的位置关系,在异步电机制动阶段,控制定子磁链滞后转子磁链旋转,动态保持磁通角恒定,使电机产生最大允许制动转矩,转速迅速下降;在反向启动阶段,控制定子磁链超前转子磁链反向旋转,动态保持磁通角恒定,使电机输出反向最大允许启动转矩,转速迅速上升,从而实现电机快速正反转过程。在整个反转过渡过程中限制定子电流不超过设定值,在不同的控制阶段施加合适的六边形工作电压空间矢量,易于实现。通过仿真验证了该控制策略可实现异步电机直接转矩控制系统的快速正反转过程。

选择的遗传漂移分析

进化算法存在早熟收敛和丢失可选解的趋势 ,其原因可归咎于由选择压、采样噪声和交叉算子引起的遗传漂移 建立选择算子的马尔可夫链模型 ,通过吸收态和吸收概率分析证明遗传漂移的必然性和早熟收敛的可能性 ,分析早熟收敛与选择压和适应值函数峰值分布的关系 针对 2解问题 ,通过计算种群多样度期望值 ,分析漂移过程的动态特征 应用实验的方法比较不同采样方法对漂移速度和早熟收敛的影响

嵌套式模糊自适应遗传算法

针对简单遗传算法(SGA)收敛速度慢和早熟收敛现象,将模糊逻辑理论应用于遗传算法,并采用两级嵌套的遗传算法,随主遗传算法GA1求解优化问题的进化进程用模糊控制的方法自适应地调整遗传算法的交叉概率和变异概率;利用另一个遗传算法GA2优化模糊规则库,实现了一种嵌套式模糊自适应遗传算法(NFAGA)。仿真结果表明,这种算法的全局搜索收敛速度和解的质量明显优于SGA和一般的自适应遗传算法(AGA)。

基于正交函数的立式淬火炉控制系统参数辨识

大型立式淬火炉体积庞大,工况复杂,炉内温度分布呈本征非均匀性。为了获得温度控制高精度和高均匀性提出参数辨识算法,包括求解正交函数正、反向积分运算矩阵,以块脉冲函数为基函数利用正交函数变换将由偏微分方程描述的分布参数系统模型转化为最小二乘形式的代数方程。辨识过程中考虑了大型立式淬火炉温度分布参数系统模型边界条件和初始条件的影响,提高了参数辨识精度,算法计算量小且保持了系统的空间分布特性。

Low-E玻璃生产线伺服电机传动控制系统

根据Low-E工程玻璃生产线传动系统的特点,提出一种基于西门子S7-400PLC和SEW伺服电机的分布式传动控制系统;描述系统的网络构架和底层伺服电机的控制策略。阐述伺服电机的选型方法和参数计算公式,设计伺服控制器的典型程序。该系统采用单CPU模块,双上位机管理,基于WINCC与STEP7的软件平台,实现生产线传动系统的实时监控。生产实践结果表明:基于该传动控制系统结构完备、功能丰富、工作稳定、性能优良,达到Low-E工程玻璃磁控溅射法生产工艺对生产线传动系统的性能要求,有利于实现生产线的自动化。

1万t水压机学习控制系统

介绍了一种实现1万t多向模锻水压机无人操作的学习控制系统．该系统由两级计算机系统组成．通过操作人员示教生产一定数量的锻件，学习控制系统在线学习，形成操作知识库，在进入批量生产时，该系统替代操作人员自动完成水压机的操作．本文着重阐述了表达操作过程特征值的提取方法、操作知识库的结构和无人操作的实现。

存在随机延时的网络控制系统的性能分析

针对网络控制系统中普遍存在的网络延时问题,利用根轨迹法对前向通道和反馈通道同时存在随机网络延时的网络控制系统进行研究,通过仿真分析随机延时对网络控制系统稳定性和控制性能的影响,并采用NetCon控制器与液位控制系统实验装置组成一个网络控制系统,针对不同的随机网络延时对控制系统性能的影响进行实验研究。研究结果表明:系统在较小的延时下仍能保持一定的稳定,随着延时的增大,系统的控制精度有所降低;而较大的随机延时不但降低系统的总体快速性,同时,使系统的稳定性和控制精度明显降低,而当随机延时大到一定程度时,系统的稳定性难以保证。

大型立式淬火炉温度分布参数系统参数辨识算法

以块脉冲函数为基函数,利用正交函数变换将由偏微分方程描述的分布参数系统模型转化为最小二乘形式的代数方程,在此基础上推导出大型立式淬火炉温度分布参数系统的参数辨识算法,并进行仿真和31m立式淬火炉温度控制系统应用,该算法能够满足控制规律对参数辨识实时性和精度的要求。研究结果表明:基于正交函数逼近法的分布参数系统参数辨识算法的关键在于正交函数正、反向积分运算矩阵的求解。辨识过程中考虑大型立式淬火炉温度分布参数系统模型边界条件和初始条件的影响,提高参数辨识精度,参数辨识精度为?6%～6%,保持系统的空间分布特性,算法计算量小,可以实现在线参数辨识。

基于WinCC的一万吨多向模锻水压机控制系统

利用SIMATIC S7-300PLC与IPC-610工业控制机相结合,组成两级计算机系统,用于一万吨多向模锻水压机控制系统,提高系统控制精度和工作可靠性。文中根据模锻水压机的生产工艺特点和控制要求,以WinCC V6为软件平台,设计开发上位机监控系统。重点阐述了分配器位置控制子系统的工作原理,给出了利用ANSI-C脚本实现一些功能的相关源代码。实际应用表明:该系统分配器位置控制精度高,系统功能齐全,人机界面友好,工作稳定可靠,各项控制功能均达到了设计要求。

一种基于数值编码的动态遗传算法

提出了一种基于数值编码的动态遗传算法．它采用实数值编码以解决待求解的精度受限问题，并引入独具特色的交叉和变异机制，有意识地引导交叉算子，最大限度地减少因变异盲目性导致的遗传基因丢失．此外，采用两个实例来验证算法的有效性和优越性．仿真结果表明：该算法可有效地实现快速全局寻优，并可有效地解决传统ＧＡ的饱和收敛问题．

遗传算法的平均收敛速度及其估计

给出了独立于表示的变异算子和交叉算子的数学描述,建立了遗传算法种群的精确马尔可夫链模型,导出了种群中最佳个体的马尔可夫链及其随机矩阵,将遗传算法的平均收敛速度定义为最佳个体转移至吸收态的平均吸收时间的数学期望,提出了应用最佳个体的随机矩阵估计遗传算法平均收敛速度的理论方法和计算步骤。

大时滞系统时间协调参数调整控制策略

针对大时滞系统难以实现闭环稳定控制的问题,引入脉冲响应等效系统的概念,提出时间协调参数修改控制算法。该算法由两部分组成,一是通过时间协调原则修改控制器的输出;二是利用脉冲响应等效系统来修改控制器的参数,使脉冲响应等效系统和大时滞系统匹配,跟踪被控制对象参数变化产生自适应性,保证控制系统精度和稳定性。并用于氧化铝生产过程碳酸化分解工序,将原来手动操作开环控制改为闭环控制,提高了分解率和产品的合格率。该控制算法是递推算法,计算量小,便于在线实现。