闭环控制的变压异步机调速系统设计与分析【文献综述】.docxVIP

毕业设计文献综述 电气工程与自动化 闭环控制的变压异步机调速系统设计与分析 摘要：传统的PID控制器参数调整大多数采用人工经验指导下的实验试凑方式。这些方法可使系统性能有所改善，但有的不能在全局范围内达到最优，有的设计过于理论化，不适合工程应用。粒子群优化(PSO)算法是一种随机有哪些信誉好的足球投注网站全局优化新方法。将PSO算法应用于PID控制参数的寻优，解决电机控制系统中PID参数优化。直接转矩控制(DTC)交流变频调速，直接对电机定子磁链和电磁转矩进行控制，避免了矢量控制中复杂的变换和参数运算，使控制结构变得十分简单。应用MATLAB／Simulink进行了仿真，证明了上述方法的可行性，并且对仿真波形进行分析，验证系统的正确性。 关键词：粒子群优化算法 PID控制器 直接转矩控制 1.背景 在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。 直接转矩控制（Direct Torque Control——DTC），这种“直接自控制”的思想以转矩为中心来进行综合控制，不仅控制转矩，也用于磁链量的控制和磁链自控制。直接转矩控制与矢量控制的区别是，它不是通过控制电流、磁链等量间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量控制，其实质是用空间矢量的分析方法，以定子磁场定向方式，对定子磁链和电磁转矩进行直接控制的。1985年德国鲁尔大学的狄普布洛克（M.Depenbrock）教授首先提出了基于六边形乃至圆形磁链轨迹的直接转矩控制理论，他称为Direct self-control——DSC。这种方法不需要复杂的坐标变换，而是直接在电机定子坐标上计算磁链的模和转矩的大小，并通过磁链和转矩的直接跟踪实现PWM脉宽调制和系统的高动态性能。 粒子群优化(Particle Swarm Optimization, PSO)，又称微粒群算法，是由J. Kennedy和R. C. Eberhart等于1995年开发的一种演化计算技术,来源于对一个简化社会模型的模拟。PSO算法最初是为了图形化的模拟鸟群优美而不可预测的运动。而通过对动物社会行为的观察，发现在群体中对信息的社会共享提供一个演化的优势，并以此作为开发算法的基础。通过加入近邻的速度匹配、并考虑了多维有哪些信誉好的足球投注网站和根据距离的加速，形成了PSO的最初版本。之后引入了惯性权重w来更好的控制开发(exploitation)和探索(exploration)，形成了标准版本。 2.观点与主张 2.1 标准PSO原理[9] PSO优化算法中，每个优化问题的解都是D维目标有哪些信誉好的足球投注网站空间中的一个粒子， 由m个粒子组成一个群体。每个粒子性能优劣程度取决于待优化问题目标函数确定的适应值，每个粒子由一个速度决定其飞行的方向和速率的大小，粒子们追随当前的最优粒子在解空间中进行有哪些信誉好的足球投注网站。PSO初始化为一群随机粒子，通过迭代找到最优解。假定一个包含m个粒子的粒子群在D维目标空间中有哪些信誉好的足球投注网站，代表潜在问题解的m个粒子组成一个种群为 （1） 式中=(,…)，i=1,2,…,m，表示第i个粒子在D维解空间的一个矢量点。 将代入一个与求解问题相关的目标函数，即可计算出相应的适应值。用(i=1,2,…m )记录第i个粒子自身有哪些信誉好的足球投注网站到的最优位置，用gbest记录该种群有哪些信誉好的足球投注网站到的最优值。而每个粒子还有一个速度变量，可以用()，表示第i速度。算个粒子的法采用以下公式对粒子的位置进行更新，即 （2） （3） 其中，粒子的标号i=1,2,…m;k为迭代的次数；学习因子c1和c2是两个正常数，一般取值为2;r1和r2是均匀分布在[0，1]之间的两个随机数。为了控制和在合理的区域内，需要指定Vmax和Xmax来限制。ω称为惯性因子，可以是正常数，也可以是以时间为变量的线性或非线性正整数。 2.2 PSO算法的PID参数整定流程 Step1：输入系统数据，初始化粒