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1、Shang Analysis for New Axial Variable Reluctance Resolver with the Air-gap Complementary Structure. ICEMS2009. Japan. 、Shang jing. The capacitor matching problem in the Single-phase line-start permanent magnetic synchronous motor. ICEMS2008. 、Shang jing. Structure Optimization for Brushless DC Motor in Robot’s Arms Using FEM. IEEE ICEMS2007. Korea. 、Sun Lizhi, Shang jing. Drive of high-voltage single-phase brushless DC motors basing on torque analysis. IEEE INTERMAG 2005. 、Sun Lizhi, Shang jing. New absolute rotor-position sensors for inverter-driven motors IEEE INTERMAG 2005. 、Shang jing. The Dynamic Magnetic Field Analysis of the “V” Type NdFeB Permanent Magnetic Synchronous Motor IEEE INTERMAG 2003. 2003,037、尚静. 基于动态模型的场路结合法求解异步起动永磁同步电机的起动过程研究. 中国电机工程学报. 2003,088、尚静. The design and optimization of the Line-Start Rare-earth Permanent Magnetic Synchronous Motor Based on the FEM. 中国稀土学报. 、尚静. 异步起动永磁同步电动机电抗参数的准确计算. 哈尔滨工业大学学报. 、尚静. The analysis of the line-start permanent magnetic synchronous motor basing on FEM. 哈尔滨工业大学学报(英文版) 硕士学位论文1、高兴礼. 开关磁阻电机闭环控制系统研究. 硕士学位论文. 、徐谦. 一对极磁阻式旋转变压器研究. 硕士学位论文.20083、张舒芳. 单相异步启动永磁同步电机研究. 硕士学位论文. 、刘凯. 感应电机机械特性闭环测试系统的研究. 硕士学位论文. 、李时伟. 开关磁阻电机及其控制系统研究. 硕士学位论文. 、王宏源. 机械臂用无刷直流电机研究 硕士学位论文. 、张斌. 感应电机测试系统研究. 硕士学位论文. 、刘国鹰. 高压感应电机及其控制系统研究. 硕士学位论文. 2005. 学士学位论文1、李振东. 370W开关磁阻电机的设计. 学士学位论文. 、覃禹铭. 功率400W工业用无刷直流电动机的设计. 学士学位论文. 、刘世博. 1100W单相串激电动机设计及VB编程. 学士学位论文. 、李海龙. 开关磁阻电机设计. 学士学位论文. 、薛钢. 机器人关节无刷直流电机及其控制器研究. 学士学位论文. 、刘康宁. 异步启动永磁同步电机的设计. 学士学位论文. 、刘易. 工业缝纫机用永磁无刷电机设计. 学士学位论文. 、逄格民. 开关磁阻电机闭环控制系统若干问题研究. 学士学位论文. 、张磊. 27KW永磁同步电机的设计及参数计算. 学士学位论文. 、王文娟. 感应电机转矩转速特性测试装置设计. 学士学位论文. 、齐文娟. 85mm机械手用无刷直流电动机设计. 学士学位论文. 、杨剑辉. 四极六槽工业用缝纫机电机设计. 学士学位论文. 、孙剑超. 四极十五槽工业用缝纫机电机设计. 学士学位论文. 2006.
电磁场与微波技术,是电子信息类学科的一门非常重要的专业理论课,目的是满足学生以后从事微波天线以及射频类的相关工作需求。我整理了电磁场微波技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!
“电磁场与微波技术”课程的改革与实践
摘要:在对“电磁场与微波技术”课程的改革与实践中,分析了目前该课程的教学中存在的主要问题,结合课程特点和“三本院校”学生的实际情况,整合了电磁场与电磁波、微波技术和天线理论三门课程的主要内容,加强了该课程与工程实际的结合,适应了三本学校的应用型人才的目标,并通过教学方式和考核方式等方面的具体改革措施,提高了该课程的教学质量,尤其是提高了学生对该课程的相关知识和技术的实际应用能力。
关键词:电磁场与微波技术;工程实际;考核制度
作者简介:张具琴(1980-),女,河南信阳人,黄河科技学院电子信息工程学院,讲师;贾洁(1982-),女,河南安阳人,黄河科技学院电子信息工程学院,助教。(河南郑州450063)
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)17-0054-02
随着信息时代的发展,作为信息主要载体发展方向的高频电磁波—微波,不仅在卫星通信、计算机通信、移动通信、雷达等高科技领域得到了广泛的应用,而且已经深入到了各行各业中,在人们的日常生活也扮演着重要角色。因此对于电子信息专业的学生来说,电磁场、微波技术与天线类课程在目前及今后都是不可缺少的主干专业课程。[1,2]但由于该课程的自身特点及对于该课程教学的一些传统认识,使得学生对该课程的知识和技能的学习和掌握不能满足国内对电磁场与微波技术及其相关专业人才的需求。为提高该课程教学质量和人才培养质量,尤其是针对三本院校的应用型人才培养目标,笔者认真分析了该课程教学中的问题,结合课程特点和“三本院校”学生的实际情况,对该课程进行了一系列的改革和实践探索,并取得了一定的成果。
一、“教”“学”中的主要问题
该课程传统的教学方法是以事实性知识传授为教学目标,即课程内容是介绍“是什么”“为什么”,而缺乏“怎么做”“怎么用”,过分强调理论,而缺乏对知识的实际应用。
目前该类课程所用教材多为一本学校编著,这些教材整体突出课程内容的完整性和理论分析的严密性。对于理论基础一般也较为薄弱、更注重实际应用能力的三本学生来说算是“天书一部”,学习起来也“味同嚼蜡”,教师授课也是事倍功半,教学效果很不理想,很多三本学校对该课程的开设是“形同虚设”。
该类课程的教学模式仍是以理论教学为主的,教学方法和内容很少涉及该课程的实际知识应用和人才就业的方向指导,结果学生学完后除了知道有很多公式推导外,对该课程其他方面相关内容知之甚少,所以缺乏学习动力,教学效果不佳。
对于该课程的考核制度多为“一刀切”模式,即“考试分数定高低”,未能考虑学生的个体差异,忽视学生学习能力、学习过程、学习方式差别,不能很好调动学生的积极性和主动性。
二、改革方法和措施
1.改革传统的事实性知识传授的教学目标,更注重对实际应用能力的培养
在教学内容中,增加具体理论的应用实例分析,[3]使学生对电磁场和微波的实用性有较好的认识;增加微波技术在新科技和社会生产生活中的实际应用的一些例子,使学生有更强的学习兴趣和学习动力;课程中很多知识点的引入,都以思考题和小的科研课题的形式提出,使学生应用所学的理论知识分析解决实际问题的能力与创新、研究能力得到相应的锻炼。
增开相应的微波实验项目,使学生的实际动手能力得到很好提高,考虑到实验室建设的成本的问题,可以通过先引入微波的仿真实验项目或者引入与现有的大学物理实验、通信原理实验等成熟实验项目相结合的实验项目。[4]
2.突破传统的一本院校所编教材的限制,使学生在有限的时间内掌握具有生命力的知识基础和必要技能,以满足高素质应用人才知识结构和素质结构的需求
在实际授课过程中注重将“电磁场与电磁波”、“微波技术”和“天线理论”有机结合,采用电磁场与微波技术结合的自编的简本教材为授课教材,把天线及应用作为扩展补充教材,将三者精要贯穿于教学中。这大大节约了理论教学时间,使学生有更多的时间参与到实践中去,有利于培养学生应具有的实践能力。
具体教学内容方面:加强了该课程中的最基本的电磁场的概念、定理的讲解,力求夯实该门课程的基础;增加了微波在新科技中的应用和微波的发展前景的介绍和大量的网络理论应用实例分析等,有利于学生学习目标、学习兴趣的建立和实际应用能力的提高;针对该门课程涉及知识面广、理论性较强的特点,对于只是涉及而非重点内容大胆删减或者采用增加附录的形式直接给出,这样有利于学生有针对性地学习;对于课程中的概念采用“量纲分析法”,使学生对概念的物理意义有更深地理解,应用起来能够更加娴熟;对于其他新知识的引入采用“概念—方程—新概念”教学模式,顺着学生的理解思路,水到渠成;更加注重了理论与实践的结合,每个具体的理论讲完后,立即有相应的实例分析,既有利于提高学生的实际分析问题的能力又有利于提高其学习兴趣。
3.改革传统的理论教学为主的教学方法,开展“以应用为基本出发点”的理论教学方法研究
(1)以应用为本,确定理论教学的研究方法。在教学大纲和简本教材中,弱化理论讲解,重视实际解决问题能力的提高,主要采用“用什么理论,讲什么理论”和选学、自学内容相结合的模式,即让大多数学生学到了本课程的主要内容,又让学有富余的学生得到更深层次的提高。
(2)注重对学生进行思维能力与应用能力的训练。改变传统的纯理论讲解、缺少实际应用实例的情况,在教学过程中注重理论讲解、实例分析、习题课相结合;以思考题和小的科研课题的形式,对学生进行有效的思维能力与应用能力训练。
(3)具体教学方法中,采用多种方法相结合,尤其是板书和多媒体相结合教学。对于主要理论、公式的推导,以板书教学为主,有利于学生的理解和接受;而对于一些介绍性知识、实例讲解和仿真实验方面,可辅以多媒体教学和动画演示,丰富学生的感性认识和知识量。
(4)注重案例教学。例如,以往年学生的毕业设计为案例,阐明微波是如何用来解决实际问题的;提出目前理论应用于实际的方向和技术瓶颈,鼓励同学们探索和研究,力争做到理论与实践相互联系,相互穿插,相辅相成,使学生真正从这门课程中学到“实惠”,即掌握了具体知识的应用,也为其以后的就业指明了方向。
(5)开设“第二课堂”教学法。针对学生层次的差异,可以采用课堂教学与网络教学相结合的方式、给出小型科研调研题目等方式,[5,6]使每个学生的潜能都能得到最大的发挥。充分利用黄河科技学院(以下简称“我校”)的校企业合作平台,让学生利用半年左右的时间充分参与到微波天线企业一线的科研和生产中,在理解整机工作原理的基础上,研究实际的产品部件;通过在学生与学生之间、学生与老师之间、工程技术人员之间对出现问题的讨论,使学生更全面地思考和理解问题,另一方面也能使学生掌握和了解最新的知识,适应科技高速发展的需要,实现与时俱进。
4.改革传统的考核制度“一刀切”模式,开辟“多样化的柔性”考核制度
结合“因材施教”的指导方针,认真考虑学生的个体差异,增强“第二课堂”的作用,开设“老生研讨课”,加重过程考核,提出开卷考试制度等方案,极大地调动了学生的积极性和主动性,提高了教学效果。传统的终结性考核以理论知识、标准答案、闭卷形式为主。改革后的考核方式更加注重过程考核,加入调研报告成绩,课程小结成绩实,实践环节成绩;考试试卷上增设选做题目、课程设想等,给学生充足的学习空间,有利于激发学生的学习自主性,提高学习的自觉性和自学能力;考试采用开卷形式,重视知识的应用而弱化死记硬背,加强学生的应用能力的考核。
另外,本课程的教学中也广泛利用网上电子教案、习题库等教学资源,为学生的自学和课后复习提供了一定的空间,随着课程网络资源的建设,教学中可利用校园网实现网络教学、在线测试、在线答疑。
三、改革实践的效果
课程教学目标和教学内容的调整,理顺并抓住了根本,节省了时间,避免了枯燥繁冗的数学推导过程,使学生接触更多的工程实践,适应了三本学校的应用型人才目标;教学方法、教学手段的改革,加强了理论与实际的联系,避免了学生对该课程中一些难而无用的知识纠结,侧重工程实际应用,使他们的实践能力大大提高;考核方式的改革,使学生的学习积极性得到了全面地调动,学生能够主动参与到学习过程中,学习方式灵活、学习兴趣也有了很大的提高。
改革后学生能够积极主动地参与到“电磁场与微波技术”的学习中,通过亲身体验和相关内容的学习,积累和丰富直接经验,促进学生掌握了该课程的基本知识和基本技能,培养了学生的创新精神、实践能力和终身学习的能力。具体表现在以下几个方面:本课程的合格率达到了95%以上,优秀率将近40%;有近50%的学生投入到该课程的研讨式学习和科研课题研究中,6名同学在科技期刊上发表了科研论文;三届毕业设计有13名学生做了该方向的课题,[7]其中3名同学取得了优秀毕业设计的成绩;在两届全国大学生电子设计大赛中,2名同学选择了该方向的创新设计并取得了优异成绩;该方向的就业率和考研率都有很大提高,2005级以来三届近400名毕业生中就有15名学生从事该方向工作,实现了我校该方向就业的零的突破,有近30名毕业生选择该方向为研究生报考方向。
四、结束语
该课程的教学改革和实践在教学质量和人才培养方面取得了一定的成绩,但教学改革任重道远,要培养出既具有理论知识基础又具有较强实践能力的适应时代的高素质应用人才,必须与时俱进地调整和充实教学的各个环节,协调和配合好教学体制和机制的多方面才能达到最佳效果。
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通信业已经走进了千家万户,成为了大家日常生活不可分割的一部分,如今一些高校也设立了专门的通信专业。下面我给大家带来通信专业 毕业 论文题目参考_通信方向专业论文题目,希望能帮助到大家!
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开关磁阻电机是利用转子磁阻不均匀而产生转矩的电机,其结构及工作原理与传统的交、直流电动机有很大的区别,不依靠定、转子绕组电流所产生磁场的相互作用而产生转矩,而是依靠磁阻最小原理产生转矩。
即磁通总是沿着磁阻最小的路径闭合,从而产生磁拉力,进而形成磁阻性质的电磁转矩和磁力线具有力图缩短磁通路径以减小磁阻和增大磁导的本性。
开关磁阻电机的定、 转子的凸极均由普通硅钢片叠压而成,这种加工工艺可尽可能地减小电机的涡流及磁滞损耗。转子极上既没有绕组也没有永磁体,更没有换向器、滑环等, 定子极上绕有集中绕组, 径向相对的两个绕组串联构成一相, 电机整体结构简单。
开关磁阻电机使用注意事项
在开关磁阻电机,换向极、主极和连接线应该按原样设备,否则会构成反转等问题,甚至永磁减速电机不能旋转,电机不能发电,换向恶化。
在拆开换向极和主极时,开关磁阻电机应留心磁极和机架之间垫片的数量和规范,即永磁减速电机修补后,全部垫片都应放在上面,否则会构成气隙不对称、单侧磁拉力或换向不良。
以上内容参考 百度百科-开关磁阻电机
电磁开关的工作原理
利用磁阻的不等,磁通总向磁阻小的路线集中,通电的定子以磁力吸引铁磁性的转子,使磁力产生切向分力,即产生对转子的转矩。定子的通电循序是根据转子位置传感器检测到的转子位置相对应的最有利于对转子产生向前转动转矩的那一相定子通电,转过一定角度后又由下一个最有利于转子产生转矩的一相通电。不断变换通电的定子绕组相序,使转子连续朝一个方向转动。磁阻电机不同于步进电机,磁阻电机是有位置反馈的,是一种自同步电机,其转速是由电机的驱动力矩和负载的阻力矩共同决定的。而步进电机是开环工作的,在不失步条件下其转速是由脉冲频率决定的。
原理:开关磁阻电动机调速系统所用的开关磁阻电动机是SRD中实现机电能量转换的部件,也是SRD有别于其他电动机驱动系统的主要标志。 SRM系双凸极可变磁阻电动机,其定、转子的凸极均由普通硅钢片叠压而成。转子既无绕组也无永磁体,定子极上绕有集中绕组,径向相对的两个绕组联接起来,称为“一相”,SR电动机可以设计成多种不同相数结构,且定、转子的极数有多种不同的搭配。相数多、步距角小,有利于减少转矩脉动,但结构复杂,且主开关器件多,成本高,现今应用较多的是四相结构和三相结构。
给你一点参考吧针对永磁同步电动机非线性动态数学模型,采用直接反馈线性化控制,建立闭环系统的输入-输出模型,通过线性化模型来设计控制器,该方法简单适用;同时,为了克服此反馈线性化控制对模型要求精确化这一不足,文中提出了基于灰色理论的不确定预测器,它能在线预测永磁同步电机的不确定因素并相应的调整反馈线性化控制法则,从而提高了系统的动态性能。仿真结果表明,该方法对永磁同步电机速度控制具有很好的跟踪性能和鲁棒性能。 关键词:灰色理论预测反馈线性化永磁同步电动机永磁同步电动机(PMSM)以其优良的性能在伺服控制系统获得了广泛的应用。在永磁同步电动机的控制中,由于转子转速和定子电流的非线性耦合使得系统具有很强的非线性,特别在系统存在不确定性时,这种非线性使得系统难于达到高精度伺服。在永磁同步电动机运行过程中,电机的定子电阻、粘滞摩擦系数和负载转矩都可能发生很大的变化,这些参数的变化必然影响到系统的伺服精度。为了解决永磁同步电动机精确伺服控制问题,当前采用的非线性控制方法主要有变结构控制、微分几何和无源性理论等。 近十几年来,基于反馈线性化思想的非线性控制理论获得很大进展,通过坐标变换与状态反馈,可以把非线性系统化为线性系统。直接反馈线性化(DFL)是基于系统输入-输出描述的一种反馈线性化方法,已成功解决了多种非线性控制问题。直接反馈线性化的优点是所用数学工具简单,物理概念清晰,便于掌握。但它存在着一个明显的不足,当系统参数发生变化时,系统的非线性不能完全转换为线性,从而引起误差。1982年,邓聚龙教授提出了灰色理论[1],它成功的应用在许多生产过程中。随着灰色理论的不断完善、微处理器的不断发展,灰色理论在控制领域的应用也越来越广泛。文中提出灰色不确定预测器来在线预测永磁同步电动机不确定因素,并相应调整反馈线性化控制法则,从而提高了系统的性能。该方法克服了反馈线性化对模型精确化要求的不足及抑制不确定因素对系统的干扰,达到了预期的控制效果。1、永磁同步电动机反馈线性化控制永磁同步电机数学模型采用表面式的永磁同步电动机,其基于同步旋转转子坐标的模型[2]如下:其中:其中,是轴定子电压;是轴定子电流;R是定子电阻;L是定子电感;TL是负载转矩;J是转动惯量;B是粘滞磨擦系数;P是极对数;ω是转子机械角速度;Φf是永磁磁通。反馈线性化控制为了实现系统的解耦,避免出现零动态系统问题[3],选择ω,id为系统的输出,定义新的系统输出变量为:对式(2)进行求导,得:当时,线性控制法则为:其中,是新的线性系统的输入矢量,它可以按照线性系统极点配置理论来设计状态反馈控制为:反馈线性化控制通过对输出变量进行李微分,得到所需的的坐标变换和非线性系统状态反馈,实现了永磁同步电机非线性系统的解耦,通过线性理论来设计控制器,设计参数简单,具有一定的速度跟踪性能。同时,从上面推导看出,反馈线性化是一种基于精确数学模型的反馈线性化,当系统参数发生变化或负载不确定时,系统的非线性因素不能完全取消,可能会因此引起误差。文献[8]针对负载的不确定性,提出负载观测器来结合反馈线性化控制来补偿负载变化对系统的影响。下一节结合灰色预测来在线预测永磁同步电机的定子电阻、粘滞磨擦系数、负载变化等不确定因素,调整反馈线性化控制法则,提高系统控制的精度。2、灰色预测模型建模方法灰色模型建模理论,它不同于常规的建模方法,它不是通过随机过程产生的数据序列按统计规律或先验规律来处理,而是将其视作在一定幅值范围、一定时区变化的灰色量。通过对原始数据的整理(又称数的生成)来寻找数的规律。因此灰色模型(GM)实际上是针对生成数列的建模。GM建模的步骤 ,采用一阶、单变量的GM(1,1)模型作为预测模型,其白化方程为:其中a为模型的发展系数,为灰色输入,为辩识参数。其基本思路:首先对采集的原始数列进行累加(AGO),得到一有规律存指数递增的生成数列,利用生成的数列,使用最小二乘法来辩识参数a,u,并可以得到生成数列的预测值,这样,就可以进行逆累加(IAGO),得到原始数列的预测值。其预测算法为:GM(1,1)模型的精度与用来建模的原始数列的取舍有关。为了不断把相继进入系统的扰动考虑进去,GM(1,1)要将每一个新得到的数据送入X(0)中,重建GM(1,1),重新预测,这便是新息模型,但这种新息模型随着时间的推移,信息越来越多,存贮量不断增大,运算量也不断增加,这既不适合工业过程控制对实时性,快速性的要求,而且老数据的信息会随时间推移而降低,甚至淹没新的有效信息。因此,在每补充一个新信息的同时去掉一个老信息,以便在滚动建模时维持数据个数不变,这就是等维新息滚动模型。等维新息滚动模型设系统h时刻的采样值为,并与此前的m-1个采样数据形成序列,由此m个数据经由灰色预测模型得到超前一步预测式:k1步预测为:则:上式即为等维新息滚动预测算法,式中h为采样时刻,m为建模维数,a,u为时刻辨识所得的参数,k1为预测步数。一般来说,建模维数选取m=5。3、灰色预测反馈线性化控制灰色预测反馈线性化算法考虑系统的不确定因素,重写方程(1)这是另一篇摘 要:针对永磁同步电动机非线性动态数学模型,采用直接反馈线性化控制,建立闭环系统的输入-输出模型,通过线性化模型来设计控制器,该方法简单适用;同时,为了克服此反馈线性化控制对模型要求精确化这一不足,文中提出了基于灰色理论的不确定预测器,它能在线预测永磁同步电机的不确定因素并相应的调整反馈线性化控制法则,从而提高了系统的动态性能。仿真结果表明,该方法对永磁同步电机速度控制具有很好的跟踪性能和鲁棒性能。关键词:灰色理论 预测 反馈线性化 永磁同步电动机 Nonlinear Speed Control of PMSM based on Grey PredictionLIU Dong-liang1,2,Zhao Guang-zhou1,Yan Wei-can2( of Electrical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China2 .Wolong holding group co.,LTD,Shangyu 312300,China)Abstract: A direct feedback linearization control with regard to PMSM nonlinear dynamic mathematical model is introduced in the paper. And a closed loop input-output system is builted. A controller is designed according to linearization model. The design methods mentioned above are simple and applicable. But they requir the model must be accurate, so that the grey uncertainty predictor is bringed forward. It can adjust the lumped uncertainty existed in PMSM into a feedback linearization control law on line and improve the system’s dynamic performance. The simulated result indicates the control scheme has the advantage of good tracking performance and robustness to words: Grey Theroy, Prediction,Feedback Linearization,PMSM永磁同步电动机(PMSM)以其优良的性能在伺服控制系统获得了广泛的应用。在永磁同步电动机的控制中,由于转子转速和定子电流的非线性耦合使得系统具有很强的非线性,特别在系统存在不确定性时,这种非线性使得系统难于达到高精度伺服。在永磁同步电动机运行过程中,电机的定子电阻、粘滞摩擦系数和负载转矩都可能发生很大的变化,这些参数的变化必然影响到系统的伺服精度。为了解决永磁同步电动机精确伺服控制问题,当前采用的非线性控制方法主要有变结构控制、微分几何和无源性理论等。近十几年来,基于反馈线性化思想的非线性控制理论获得很大进展,通过坐标变换与状态反馈,可以把非线性系统化为线性系统。直接反馈线性化(DFL)是基于系统输入-输出描述的一种反馈线性化方法,已成功解决了多种非线性控制问题。直接反馈线性化的优点是所用数学工具简单,物理概念清晰,便于掌握。但它存在着一个明显的不足,当系统参数发生变化时,系统的非线性不能完全转换为线性,从而引起误差。1982年,邓聚龙教授提出了灰色理论[1],它成功的应用在许多生产过程中。随着灰色理论的不断完善、微处理器的不断发展,灰色理论在控制领域的应用也越来越广泛。文中提出灰色不确定预测器来在线预测永磁同步电动机不确定因素,并相应调整反馈线性化控制法则,从而提高了系统的性能。该方法克服了反馈线性化对模型精确化要求的不足及抑制不确定因素对系统的干扰,达到了预期的控制效果。1、永磁同步电动机反馈线性化控制 永磁同步电机数学模型采用表面式的永磁同步电动机,其基于同步旋转转子坐标的模型[2]如下:其中:其中,是轴定子电压; 是轴定子电流;R是定子电阻;L是定子电感;TL是负载转矩;J是转动惯量;B是粘滞磨擦系数;P是极对数;ω是转子机械角速度;Φf是永磁磁通。 反馈线性化控制为了实现系统的解耦,避免出现零动态系统问题[3],选择ω,id为系统的输出,定义新的系统输出变量为:对式(2)进行求导,得:当时,线性控制法则为:其中,是新的线性系统的输入矢量,它可以按照线性系统极点配置理论来设计状态反馈控制为:反馈线性化控制通过对输出变量进行李微分,得到所需的的坐标变换和非线性系统状态反馈,实现了永磁同步电机非线性系统的解耦,通过线性理论来设计控制器,设计参数简单,具有一定的速度跟踪性能。同时,从上面推导看出,反馈线性化是一种基于精确数学模型的反馈线性化,当系统参数发生变化或负载不确定时,系统的非线性因素不能完全取消,可能会因此引起误差。文献[8]针对负载的不确定性,提出负载观测器来结合反馈线性化控制来补偿负载变化对系统的影响。下一节结合灰色预测来在线预测永磁同步电机的定子电阻、粘滞磨擦系数、负载变化等不确定因素,调整反馈线性化控制法则,提高系统控制的精度。2、灰色预测模型 GM建模方法灰色模型建模理论,它不同于常规的建模方法,它不是通过随机过程产生的数据序列按统计规律或先验规律来处理,而是将其视作在一定幅值范围、一定时区变化的灰色量。通过对原始数据的整理(又称数的生成)来寻找数的规律。因此灰色模型(GM)实际上是针对生成数列的建模。GM建模的步骤[4],采用一阶、单变量的GM(1,1)模型作为预测模型,其白化方程为: 其中a为模型的发展系数,u为灰色输入,为辩识参数。其基本思路:首先对采集的原始数列进行累加(AGO),得到一有规律存指数递增的生成数列,利用生成的数列,使用最小二乘法来辩识参数a,u,并可以得到生成数列的预测值,这样,就可以进行逆累加(IAGO),得到原始数列的预测值。其预测算法为:GM(1,1)模型的精度与用来建模的原始数列的取舍有关。为了不断把相继进入系统的扰动考虑进去,GM(1,1)要将每一个新得到的数据送入X(0)中,重建GM(1,1),重新预测,这便是新息模型,但这种新息模型随着时间的推移,信息越来越多,存贮量不断增大,运算量也不断增加,这既不适合工业过程控制对实时性,快速性的要求,而且老数据的信息会随时间推移而降低,甚至淹没新的有效信息。因此,在每补充一个新信息的同时去掉一个老信息,以便在滚动建模时维持数据个数不变,这就是等维新息滚动模型。 等维新息滚动模型设系统h时刻的采样值为,并与此前的m-1个采样数据形成序列,由此m个数据经由灰色预测模型得到超前一步预测式:k1步预测为:则:上式即为等维新息滚动预测算法,式中h为采样时刻,m为建模维数,a,u为h时刻辨识所得的参数,k1为预测步数。一般来说,建模维数选取m=5。3、灰色预测反馈线性化控制 PMSM灰色预测反馈线性化算法考虑系统的不确定因素,重写方程(1)其中:式中是正常条件时的参数,定义不确定因素:同样,选择ω,id为系统的输出,则由直接反馈线性化控制法则得实际控制量:式中,它是不确定因素块,由式(12)、(13)可以看出如果能预测不确定因素块的值,实时调整反馈线性化控制法则,就能使非线性系统完全转换为线性系统,实现系统的解耦。由式(10)、(11)进行离散化,得:式(14、15)中预测序列可由灰色等维新息滚动模型(9)得到:其中:a,u为k时刻转速辨识所得的参数;aa,uu为k时刻电流辨识所得的参数; 系统仿真结果永磁同步电动机灰色预测反馈线性化控制框图,如图1所示。通过调整参数k1,k2,k3使系统达到满意的配置点。永磁同步电机参数为定子电阻R=Ω,定子电感L=,永磁磁通Φf=,极对数P=3。图1 系统控制框图在仿真时用直接反馈线性化(即W=0)来作为对比。(1)在t=5s时,负载干扰:;如图2所示,图的上方表示速度跟踪给定方波转速n,图的下方表示速度跟踪误差E。图2 负载变化的反馈线性化跟踪响应及误差曲线(2)在t=5s时,参数变化:;如图3所示。图3 电机参数变化的反馈线性化跟踪响应及误差曲线从图2,图3可以看出,当系统存在负载变化或电机参数变化等不确定因素影响时,系统的跟踪性能变差。现在,在以上相同条件下用灰色反馈线性化控制方法来控制转速。仿真结果如图4,5所示。其中图4为负载变化时利用灰色反馈线性化控制方法实现的速度响应和跟踪误差曲线,从图中,可以看出在t=5s,电机速度有轻微的波动,但很快电机又能跟踪速度给定。图(5)为电机参数变化时利用灰色反馈线性化控制方法实现的速度响应和跟踪误差曲线,从图中同样可以看出在使用灰色反馈线性化方法减小了跟踪误差。因此灰色反馈线性化控制方法具有对系统参数,负载等不确定因素的鲁棒性能。图4 负载变化的灰色反馈线性化跟踪响应及误差曲线图5 电机参数变化的灰色反馈线性化跟踪响应及误差曲线4、结论本文提出的灰色预测反馈线性化控制算法,它具有一定的鲁棒性及快速的跟踪能力,并减少了算法的复杂性。另外,灰色理论还能与模糊控制、神经网络控制等算法相结合,改善系统性能,提高控制精度。
永磁同步电机的混动运动机理研究的当然非常的难了,这样的话需要一些相关的一些物理知识和一些其他的综合来。
关于永磁同步电动机混合运动原理的研究论文的话,他这个应该是算是比较深入的。
永磁同步电机的混动运动机理研究的当然非常的难了,这样的话需要一些相关的一些物理知识和一些其他的综合来。
给你一点参考吧针对永磁同步电动机非线性动态数学模型,采用直接反馈线性化控制,建立闭环系统的输入-输出模型,通过线性化模型来设计控制器,该方法简单适用;同时,为了克服此反馈线性化控制对模型要求精确化这一不足,文中提出了基于灰色理论的不确定预测器,它能在线预测永磁同步电机的不确定因素并相应的调整反馈线性化控制法则,从而提高了系统的动态性能。仿真结果表明,该方法对永磁同步电机速度控制具有很好的跟踪性能和鲁棒性能。 关键词:灰色理论预测反馈线性化永磁同步电动机永磁同步电动机(PMSM)以其优良的性能在伺服控制系统获得了广泛的应用。在永磁同步电动机的控制中,由于转子转速和定子电流的非线性耦合使得系统具有很强的非线性,特别在系统存在不确定性时,这种非线性使得系统难于达到高精度伺服。在永磁同步电动机运行过程中,电机的定子电阻、粘滞摩擦系数和负载转矩都可能发生很大的变化,这些参数的变化必然影响到系统的伺服精度。为了解决永磁同步电动机精确伺服控制问题,当前采用的非线性控制方法主要有变结构控制、微分几何和无源性理论等。 近十几年来,基于反馈线性化思想的非线性控制理论获得很大进展,通过坐标变换与状态反馈,可以把非线性系统化为线性系统。直接反馈线性化(DFL)是基于系统输入-输出描述的一种反馈线性化方法,已成功解决了多种非线性控制问题。直接反馈线性化的优点是所用数学工具简单,物理概念清晰,便于掌握。但它存在着一个明显的不足,当系统参数发生变化时,系统的非线性不能完全转换为线性,从而引起误差。1982年,邓聚龙教授提出了灰色理论[1],它成功的应用在许多生产过程中。随着灰色理论的不断完善、微处理器的不断发展,灰色理论在控制领域的应用也越来越广泛。文中提出灰色不确定预测器来在线预测永磁同步电动机不确定因素,并相应调整反馈线性化控制法则,从而提高了系统的性能。该方法克服了反馈线性化对模型精确化要求的不足及抑制不确定因素对系统的干扰,达到了预期的控制效果。1、永磁同步电动机反馈线性化控制永磁同步电机数学模型采用表面式的永磁同步电动机,其基于同步旋转转子坐标的模型[2]如下:其中:其中,是轴定子电压;是轴定子电流;R是定子电阻;L是定子电感;TL是负载转矩;J是转动惯量;B是粘滞磨擦系数;P是极对数;ω是转子机械角速度;Φf是永磁磁通。反馈线性化控制为了实现系统的解耦,避免出现零动态系统问题[3],选择ω,id为系统的输出,定义新的系统输出变量为:对式(2)进行求导,得:当时,线性控制法则为:其中,是新的线性系统的输入矢量,它可以按照线性系统极点配置理论来设计状态反馈控制为:反馈线性化控制通过对输出变量进行李微分,得到所需的的坐标变换和非线性系统状态反馈,实现了永磁同步电机非线性系统的解耦,通过线性理论来设计控制器,设计参数简单,具有一定的速度跟踪性能。同时,从上面推导看出,反馈线性化是一种基于精确数学模型的反馈线性化,当系统参数发生变化或负载不确定时,系统的非线性因素不能完全取消,可能会因此引起误差。文献[8]针对负载的不确定性,提出负载观测器来结合反馈线性化控制来补偿负载变化对系统的影响。下一节结合灰色预测来在线预测永磁同步电机的定子电阻、粘滞磨擦系数、负载变化等不确定因素,调整反馈线性化控制法则,提高系统控制的精度。2、灰色预测模型建模方法灰色模型建模理论,它不同于常规的建模方法,它不是通过随机过程产生的数据序列按统计规律或先验规律来处理,而是将其视作在一定幅值范围、一定时区变化的灰色量。通过对原始数据的整理(又称数的生成)来寻找数的规律。因此灰色模型(GM)实际上是针对生成数列的建模。GM建模的步骤 ,采用一阶、单变量的GM(1,1)模型作为预测模型,其白化方程为:其中a为模型的发展系数,为灰色输入,为辩识参数。其基本思路:首先对采集的原始数列进行累加(AGO),得到一有规律存指数递增的生成数列,利用生成的数列,使用最小二乘法来辩识参数a,u,并可以得到生成数列的预测值,这样,就可以进行逆累加(IAGO),得到原始数列的预测值。其预测算法为:GM(1,1)模型的精度与用来建模的原始数列的取舍有关。为了不断把相继进入系统的扰动考虑进去,GM(1,1)要将每一个新得到的数据送入X(0)中,重建GM(1,1),重新预测,这便是新息模型,但这种新息模型随着时间的推移,信息越来越多,存贮量不断增大,运算量也不断增加,这既不适合工业过程控制对实时性,快速性的要求,而且老数据的信息会随时间推移而降低,甚至淹没新的有效信息。因此,在每补充一个新信息的同时去掉一个老信息,以便在滚动建模时维持数据个数不变,这就是等维新息滚动模型。等维新息滚动模型设系统h时刻的采样值为,并与此前的m-1个采样数据形成序列,由此m个数据经由灰色预测模型得到超前一步预测式:k1步预测为:则:上式即为等维新息滚动预测算法,式中h为采样时刻,m为建模维数,a,u为时刻辨识所得的参数,k1为预测步数。一般来说,建模维数选取m=5。3、灰色预测反馈线性化控制灰色预测反馈线性化算法考虑系统的不确定因素,重写方程(1)这是另一篇摘 要:针对永磁同步电动机非线性动态数学模型,采用直接反馈线性化控制,建立闭环系统的输入-输出模型,通过线性化模型来设计控制器,该方法简单适用;同时,为了克服此反馈线性化控制对模型要求精确化这一不足,文中提出了基于灰色理论的不确定预测器,它能在线预测永磁同步电机的不确定因素并相应的调整反馈线性化控制法则,从而提高了系统的动态性能。仿真结果表明,该方法对永磁同步电机速度控制具有很好的跟踪性能和鲁棒性能。关键词:灰色理论 预测 反馈线性化 永磁同步电动机 Nonlinear Speed Control of PMSM based on Grey PredictionLIU Dong-liang1,2,Zhao Guang-zhou1,Yan Wei-can2( of Electrical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China2 .Wolong holding group co.,LTD,Shangyu 312300,China)Abstract: A direct feedback linearization control with regard to PMSM nonlinear dynamic mathematical model is introduced in the paper. And a closed loop input-output system is builted. A controller is designed according to linearization model. The design methods mentioned above are simple and applicable. But they requir the model must be accurate, so that the grey uncertainty predictor is bringed forward. It can adjust the lumped uncertainty existed in PMSM into a feedback linearization control law on line and improve the system’s dynamic performance. The simulated result indicates the control scheme has the advantage of good tracking performance and robustness to words: Grey Theroy, Prediction,Feedback Linearization,PMSM永磁同步电动机(PMSM)以其优良的性能在伺服控制系统获得了广泛的应用。在永磁同步电动机的控制中,由于转子转速和定子电流的非线性耦合使得系统具有很强的非线性,特别在系统存在不确定性时,这种非线性使得系统难于达到高精度伺服。在永磁同步电动机运行过程中,电机的定子电阻、粘滞摩擦系数和负载转矩都可能发生很大的变化,这些参数的变化必然影响到系统的伺服精度。为了解决永磁同步电动机精确伺服控制问题,当前采用的非线性控制方法主要有变结构控制、微分几何和无源性理论等。近十几年来,基于反馈线性化思想的非线性控制理论获得很大进展,通过坐标变换与状态反馈,可以把非线性系统化为线性系统。直接反馈线性化(DFL)是基于系统输入-输出描述的一种反馈线性化方法,已成功解决了多种非线性控制问题。直接反馈线性化的优点是所用数学工具简单,物理概念清晰,便于掌握。但它存在着一个明显的不足,当系统参数发生变化时,系统的非线性不能完全转换为线性,从而引起误差。1982年,邓聚龙教授提出了灰色理论[1],它成功的应用在许多生产过程中。随着灰色理论的不断完善、微处理器的不断发展,灰色理论在控制领域的应用也越来越广泛。文中提出灰色不确定预测器来在线预测永磁同步电动机不确定因素,并相应调整反馈线性化控制法则,从而提高了系统的性能。该方法克服了反馈线性化对模型精确化要求的不足及抑制不确定因素对系统的干扰,达到了预期的控制效果。1、永磁同步电动机反馈线性化控制 永磁同步电机数学模型采用表面式的永磁同步电动机,其基于同步旋转转子坐标的模型[2]如下:其中:其中,是轴定子电压; 是轴定子电流;R是定子电阻;L是定子电感;TL是负载转矩;J是转动惯量;B是粘滞磨擦系数;P是极对数;ω是转子机械角速度;Φf是永磁磁通。 反馈线性化控制为了实现系统的解耦,避免出现零动态系统问题[3],选择ω,id为系统的输出,定义新的系统输出变量为:对式(2)进行求导,得:当时,线性控制法则为:其中,是新的线性系统的输入矢量,它可以按照线性系统极点配置理论来设计状态反馈控制为:反馈线性化控制通过对输出变量进行李微分,得到所需的的坐标变换和非线性系统状态反馈,实现了永磁同步电机非线性系统的解耦,通过线性理论来设计控制器,设计参数简单,具有一定的速度跟踪性能。同时,从上面推导看出,反馈线性化是一种基于精确数学模型的反馈线性化,当系统参数发生变化或负载不确定时,系统的非线性因素不能完全取消,可能会因此引起误差。文献[8]针对负载的不确定性,提出负载观测器来结合反馈线性化控制来补偿负载变化对系统的影响。下一节结合灰色预测来在线预测永磁同步电机的定子电阻、粘滞磨擦系数、负载变化等不确定因素,调整反馈线性化控制法则,提高系统控制的精度。2、灰色预测模型 GM建模方法灰色模型建模理论,它不同于常规的建模方法,它不是通过随机过程产生的数据序列按统计规律或先验规律来处理,而是将其视作在一定幅值范围、一定时区变化的灰色量。通过对原始数据的整理(又称数的生成)来寻找数的规律。因此灰色模型(GM)实际上是针对生成数列的建模。GM建模的步骤[4],采用一阶、单变量的GM(1,1)模型作为预测模型,其白化方程为: 其中a为模型的发展系数,u为灰色输入,为辩识参数。其基本思路:首先对采集的原始数列进行累加(AGO),得到一有规律存指数递增的生成数列,利用生成的数列,使用最小二乘法来辩识参数a,u,并可以得到生成数列的预测值,这样,就可以进行逆累加(IAGO),得到原始数列的预测值。其预测算法为:GM(1,1)模型的精度与用来建模的原始数列的取舍有关。为了不断把相继进入系统的扰动考虑进去,GM(1,1)要将每一个新得到的数据送入X(0)中,重建GM(1,1),重新预测,这便是新息模型,但这种新息模型随着时间的推移,信息越来越多,存贮量不断增大,运算量也不断增加,这既不适合工业过程控制对实时性,快速性的要求,而且老数据的信息会随时间推移而降低,甚至淹没新的有效信息。因此,在每补充一个新信息的同时去掉一个老信息,以便在滚动建模时维持数据个数不变,这就是等维新息滚动模型。 等维新息滚动模型设系统h时刻的采样值为,并与此前的m-1个采样数据形成序列,由此m个数据经由灰色预测模型得到超前一步预测式:k1步预测为:则:上式即为等维新息滚动预测算法,式中h为采样时刻,m为建模维数,a,u为h时刻辨识所得的参数,k1为预测步数。一般来说,建模维数选取m=5。3、灰色预测反馈线性化控制 PMSM灰色预测反馈线性化算法考虑系统的不确定因素,重写方程(1)其中:式中是正常条件时的参数,定义不确定因素:同样,选择ω,id为系统的输出,则由直接反馈线性化控制法则得实际控制量:式中,它是不确定因素块,由式(12)、(13)可以看出如果能预测不确定因素块的值,实时调整反馈线性化控制法则,就能使非线性系统完全转换为线性系统,实现系统的解耦。由式(10)、(11)进行离散化,得:式(14、15)中预测序列可由灰色等维新息滚动模型(9)得到:其中:a,u为k时刻转速辨识所得的参数;aa,uu为k时刻电流辨识所得的参数; 系统仿真结果永磁同步电动机灰色预测反馈线性化控制框图,如图1所示。通过调整参数k1,k2,k3使系统达到满意的配置点。永磁同步电机参数为定子电阻R=Ω,定子电感L=,永磁磁通Φf=,极对数P=3。图1 系统控制框图在仿真时用直接反馈线性化(即W=0)来作为对比。(1)在t=5s时,负载干扰:;如图2所示,图的上方表示速度跟踪给定方波转速n,图的下方表示速度跟踪误差E。图2 负载变化的反馈线性化跟踪响应及误差曲线(2)在t=5s时,参数变化:;如图3所示。图3 电机参数变化的反馈线性化跟踪响应及误差曲线从图2,图3可以看出,当系统存在负载变化或电机参数变化等不确定因素影响时,系统的跟踪性能变差。现在,在以上相同条件下用灰色反馈线性化控制方法来控制转速。仿真结果如图4,5所示。其中图4为负载变化时利用灰色反馈线性化控制方法实现的速度响应和跟踪误差曲线,从图中,可以看出在t=5s,电机速度有轻微的波动,但很快电机又能跟踪速度给定。图(5)为电机参数变化时利用灰色反馈线性化控制方法实现的速度响应和跟踪误差曲线,从图中同样可以看出在使用灰色反馈线性化方法减小了跟踪误差。因此灰色反馈线性化控制方法具有对系统参数,负载等不确定因素的鲁棒性能。图4 负载变化的灰色反馈线性化跟踪响应及误差曲线图5 电机参数变化的灰色反馈线性化跟踪响应及误差曲线4、结论本文提出的灰色预测反馈线性化控制算法,它具有一定的鲁棒性及快速的跟踪能力,并减少了算法的复杂性。另外,灰色理论还能与模糊控制、神经网络控制等算法相结合,改善系统性能,提高控制精度。
word版本的基本上不可能有,除非是作者本人或者是老师才会有,有的话他们也不会给你的,这个一般是禁止外传的。要看的话我有pdf的
在矢量控制的永磁同步电机控制系统中,d轴和q轴电流的控制一般是根据电机数学模型推导的最佳性能轨迹,如恒力矩区的每安培电流最大力矩控制和弱磁区的最大功率控制。文中通过大量的实验,研究了当电机模型使用了不精确的各种电机参数后,对永磁同步电机的性能产生的不同影响。In vector-controlled PM brushless ac drives, the d-axis and q-axis currents are controlled according to optimal current profiles derived from a mathematical model, usually for maximum torque per ampere in the constant torque operating range and maximum power in the field-weakening range. In this paper, the effect of inaccuracies in the motor parameters which are used to derive the optimal current profiles is investigated experimentally, with particular reference to the field-weakening performance.