学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于直线伺服系统的热声发动机输出特性模拟研究

作　者: 郭铁
导　师: 夏加宽
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 热声发动机直线伺服系统重复控制伪微分前馈反馈控制
分类号: TM301
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 36次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

热声发电技术是一种新型发电技术,它能够将太阳能、工业余热等低品位热源转化为电能。热声发电系统是利用热声发动机驱动直线发电机,来实现热能向声功再向电能转换的发电系统。在整个热电转换过程中,除了发电机以外,没有任何运动的机械部件。尽管热声发电技术具有很好的应用前景,但是由于热声发动机和直线发电机不匹配性导致整机的热电转换效率还很低。对热声发动机和直线发电机间匹配性能的理论研究,是提高整机效率的有效途径之一。为了验证热声发电系统匹配性能理论的科学性和可行性,需要将直线发电机与不同类型的热声发动机进行匹配性实验,这将造成制造技术难度巨大和成本高等问题。为解决这一问题,本文在对热声发动机的输出特性进行大量研究的基础上,根据直线伺服系统易于控制及实现的性能,采用现代控制策略,控制直线伺服系统达到模拟热声发动机输出特性的目标。具体研究内容如下:首先,阐述利用直线伺服系统对热声发动机进行模拟的必要性。在建立热声发电系统数学模型的基础上,对热声发动机和发电机的匹配特性进行详细分析,并对热声发动机的频率输出特性和负载匹配特性进行理论研究。其次,为了提高直线伺服系统在模拟过程中的精确性和快速性,设计了插入式重复控制位移控制器和PDFF速度控制器。采用所设计的直线伺服系统对热声发动机输出特性进行模拟,仿真结果表明,可以对不同热声发动的频率—位移特性和负载—位移特性进行有效的模拟。最后,构建以DSP为核心处理器的直线伺服系统实验平台,用实验验证了所设计的控制器的有效性。实验结果表明,采用基于插入式重复控制的直线伺服系统,可以较好地实现对热声发动机输出特性进行模拟的目标,为热声发电技术的理论研究提供实验验证的平台。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-18
  1.1 课题的背景及意义  10-11
  1.2 热声发电技术的研究进展  11-14
  1.3 模拟热声发动机输出特性的必要性  14-15
  1.4 无铁心永磁直线同步电机发展现状及特点  15-17
  1.5 主要研究内容  17-18
第二章热声发电系统输出特性研究  18-26
  2.1 热声发电系统数学模型的建立  18-21
  2.2 热声发动机输出特性  21-25
    2.2.1 热声发动机频率特性  21-23
    2.2.2 热声发动机负载特性  23-25
  2.3 本章小结  25-26
第三章永磁直线同步电机的数学模型及其不确定性分析  26-32
  3.1 永磁直线同步的基本结构及工作原理  26-27
  3.2 永磁直线同步电动机的d-q 轴模型和推力表达式  27-29
  3.3 永磁直线同步电动机伺服系统中的不确定性分析  29-31
  3.4 本章小结  31-32
第四章永磁直线同步电机的重复控制  32-54
  4.1 内模原理和时延模型  32-35
  4.2 改进型重复控制方法  35-37
  4.3 插入式重复控制方法  37-40
  4.4 永磁直线同步电机位移控制系统的设计  40-44
    4.4.1 PDFF 速度控制器的设计  40-41
    4.4.2 位移PD 控制器的设计  41
    4.4.3 插入式重复控制器的设计  41-44
  4.5 仿真结果及分析  44-53
    4.5.1 频率—位移特性的模拟  45-48
    4.5.2 负载—位移特性的模拟  48-53
  4.6 本章小结  53-54
第五章热声发动机输出特性的实验模拟  54-63
  5.1 系统总体结构  54-55
  5.2 系统主回路的设计  55
  5.3 信号检测电路的设计  55-57
    5.3.1 位移信号检测模块  55-57
    5.3.2 三相电流检测模块  57
  5.4 实验结果及分析  57-62
  5.5 本章小结  62-63
第六章结论  63-64
参考文献  64-67
在学研究成果  67-68
致谢  68

基于直线伺服系统的热声发动机输出特性模拟研究

内容摘要

全文目录

相似论文