学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

感应加热电源智能控制方法的研究

作　者: 刘栋苏
导　师: 周跃庆
学　校: 天津大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 感应加热电源模型参考自适应控制 FPGA LabVIEW
分类号: TN86
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 120次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

相比传统的加热方式,感应加热有许多优点。近年来,感应加热电源作为一种高效率设备被广泛应用于工业自动化和家用电气领域。目前传统的感应加热电源控制系统使用的都是PID控制器,而这种控制方法是以建立精确的数学模型为基础的。由于感应加热的负载是一个时变系统,还存在非线性结构和时滞,传统的PID控制不能很好地解决这些问题,所以选择自适应控制方案对感应加热电源系统进行控制。本文首先介绍了感应加热电源的基本原理,以串联谐振型感应加热电源为研究对象,分析其工作原理、负载特性及调功方式,介绍了一种广义逆变器控制技术——不对称电压控制方法,分析其能实现软开关的最优控制策略。然后,在对传统控制方法分析的基础上,介绍了自适应控制的概念,选择一种模型参考自适应控制(MRAC)作为本课题的实现理论。现场可编程门阵列(FPGA)有运行速度快、内部资源多、处理能力强等特点,它顺应了感应加热电源智能化的趋势,并且相对于软件的实现方法,在执行速度上有很大的提高,故本课题中基于FPGA设计模型参考自适应控制器。在整体设计流程的基础上,对每一个模块都进行了详细描述,并给出了仿真。自适应控制和虚拟仪器的应用都比较广泛,但是将两者结合起来的应用却不多,为了将自适应控制和虚拟仪器有机结合起来,提高虚拟仪器控制系统的性能,本文提出一种用LabVIEW实现自适应控制的方法。通过LabVIEW软件,将虚拟仪器和自适应控制有机结合起来,构建模型参考自适应控制系统,缩短了系统的开发和设计周期,提高控制系统的性能和效率。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-12
  1.1 感应加热的基本原理  7-9
    1.1.1 感应加热的特点和应用领域  7
    1.1.2 感应加热的基本原理  7-9
  1.2 感应加热技术的状况及发展方向  9-10
    1.2.1 感应加热技术的发展现状  9-10
    1.2.2 感应加热电源技术的发展方向  10
  1.3 智能控制与自适应控制  10-11
  1.4 论文选题的意义和主要工作  11-12
    1.4.1 论文选题的意义  11
    1.4.2 论文的主要工作  11-12
第二章感应加热电源分析及不对称电压控制  12-28
  2.1 感应加热电源的结构分析  12-16
    2.1.1 逆变电路的选择与结构分析  12-13
    2.1.2 负载特性的分析  13-16
  2.2 感应加热电源的调功方式分析  16-19
    2.2.1 整流侧调功  16-17
    2.2.2 逆变侧调功  17-19
  2.3 电压电流双闭环控制系统  19-20
  2.4 不对称电压补偿控制  20-28
    2.4.1 不对称电压补偿控制原理  21-23
    2.4.2 最优ZVS控制策略分析  23-25
    2.4.3 各种锁频控制策略的比较  25-28
第三章模型参考自适应控制理论  28-42
  3.1 传统PID控制器分析  28-30
    3.1.1 PID控制算法简介  28-29
    3.1.2 数字式PID控制算法  29-30
  3.2 自适应控制理论及MRAC设计  30-42
    3.2.1 自适应控制基本理论  30-31
    3.2.2 模型参考自适应控制  31-32
    3.2.3 李亚普诺夫稳定性定理  32-33
    3.2.4 具有可调增益的模型参考自适应系统  33-38
    3.2.5 利用对象输入输出设计模型参考自适应系统  38-42
第四章模型参考自适应控制器的FPGA实现  42-53
  4.1 控制器的设计方法及流程  42-44
    4.1.1 自顶向下(Top-Down)的设计方法  42-43
    4.1.2 FPGA开发流程  43-44
  4.2 模型参考自适应控制器的设计方案  44-53
    4.2.1 A/D控制器模块  45-46
    4.2.2 求偏差量模块  46-48
      4.2.2.1 求偏差模块的基本原理  46-47
      4.2.2.2 时序仿真  47-48
    4.2.3 RS-232 接口模块  48-50
    4.2.4 寄存器模块的实现  50-51
    4.2.5 积分模块  51
    4.2.6 主机接口模块  51-52
    4.2.7 主控制器模块  52-53
第五章基于LabVIEW设计MRAC系统  53-61
  5.1 虚拟仪器技术与LabVIEW  53-56
    5.1.1 虚拟仪器的概念  53-54
    5.1.2 虚拟仪器的特点  54
    5.1.3 虚拟仪器的构成  54-55
    5.1.4 LabVIEW是著名的虚拟仪器开发平台  55-56
  5.2 数据采集  56-57
    5.2.1 数据采集系统的构成  56
    5.2.2 相关数据采集设备介绍  56-57
  5.3 基于LabVIEW构建MRAC系统  57-61
    5.3.1 数据采集模块  57-58
    5.3.2 求偏差量模块  58-59
    5.3.3 自适应控制模块  59-61
第六章总结与展望  61-62
参考文献  62-65
发表论文和参加科研情况说明  65-66
致谢  66

感应加热电源智能控制方法的研究

内容摘要

全文目录

相似论文