基于模糊控制的逆变式丝管蒸发器焊接电源研究

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逆变器的模糊控制技术研究的开题报告

逆变器的模糊控制技术研究的开题报告

逆变器的模糊控制技术研究的开题报告标题:逆变器的模糊控制技术研究背景介绍:逆变器是一种能够将直流电转换为交流电的重要设备,在太阳能、风能等可再生能源发电系统中广泛应用。

随着节能减排等需求的持续提高,对逆变器的效率、稳定性和可靠性等性能要求也越来越高。

研究目的:本项目旨在研究逆变器的模糊控制技术,探索其在逆变器中的应用,提高逆变器的功率密度和电能转换效率,并进一步推动相关领域的发展。

研究内容:1. 分析逆变器的工作原理和传统控制方法,探索模糊控制技术在逆变器中的应用。

2. 设计基于模糊控制的逆变器控制系统,建立逆变器的数学模型,并研究模糊控制系统的设计框架和算法流程。

3. 在逆变器实验平台上开展仿真实验和实际实验,验证模糊控制系统的控制效果和优化效果,并比较其与传统控制方法的差异。

4. 对实验结果进行分析和评估,提出改进建议和未来研究的方向,并撰写论文等相关成果。

预期成果:1. 研究逆变器的模糊控制技术,探索其在逆变器中的应用,提高逆变器的功率密度和电能转换效率。

2. 设计基于模糊控制的逆变器控制系统,建立逆变器的数学模型,并研究模糊控制系统的设计框架和算法流程。

3. 在逆变器实验平台上开展仿真实验和实际实验,验证模糊控制系统的控制效果和优化效果,并比较其与传统控制方法的差异。

4. 对实验结果进行分析和评估,提出改进建议和未来研究的方向,并撰写论文等相关成果。

研究方法:1. 对逆变器的工作原理和传统控制方法进行分析和研究,了解逆变器控制系统的基本要求和现有技术的发展状况。

2. 设计逆变器控制系统的模糊控制器,建立逆变器的数学模型,对模糊控制器进行优化设计。

3. 在逆变器实验平台上开展仿真实验和实际实验,比较模糊控制系统和传统控制系统的控制效果和优化效果。

4. 对实验结果进行统计和分析,提出模糊控制器在逆变器中应用的优点和不足,并撰写相关成果。

时间安排:第一年:9月-12月,研究逆变器的工作原理和传统控制方法;第二年:1月-6月,设计基于模糊控制的逆变器控制系统;第三年:7月-12月,开展仿真实验和实际实验,并撰写论文等相关成果。

基于模糊神经网络的逆变点焊电源恒电流控制设计及仿真

基于模糊神经网络的逆变点焊电源恒电流控制设计及仿真

流 二 极 管 的换 流 过 程 , 图4 a的 电路 图可 等 效 为 图 4 b 。 L = L  ̄L s , 尺 = 尺 1 _ 卜 尺 尺 D 。 二次 回路 的频率 是逆变器 工 作 频 率 的二 倍 , 在 半 个 逆变 周 期 内 , 当逆 变 器输 出功 率 时 , 二 次 回路 的工 作方 式 是 R L电 路 的全 响 应状态 , 如图4 b所示。 根据克希荷夫电压定律 , 在t ≥
规则; ②m为输出隶属函数层的神经元数。
尺 为两 电极之间 的电阻 。 二次 回路等效 电路图在半个
逆 变 周 期 的 工 作 简 化 电路 如 图 4所 示 。 如 果 忽 略 整
3 逆 变 点 焊 电 源 模 型 的 建 立
电阻点焊 电源具有输 出 电压 低 、 输 出电流大 、 负 载持 续 率 低 、 一般 无 空 载运 行 的特 点 , 与 其 他 焊 接 电源 的最 大区别 在二 次 回路 。 其二 次 回路等 效 电路 如图 3所 示 。 其 中 1 = , 分 别 为变 压器二 次侧 漏 感 ; V D 和V D 为整流二极管 , 为 二次电感。 和 分
的逆变 点 焊过 程模 型作 为 F N N 的训 练样 本计 算 公 式, 采用 B P算 法对 F N N网络权 值进 行 离线 学 习之 后, 将 其使用到 逆变点焊模 糊神经 网络控 制系统 中。
在线控 制采用 只进 行正 向的模糊 计 算 , 输 出逆 变桥
开关 管 占空 比调整 量 的方法 保 证 逆 变器 恒 电流 输
和误差 变化率 , 经与量化 因子 和 K . 相乘 后 , 输 入 模糊 神经 网络 F N N C计算 输 出结 果 , 将该 输 出结 果 与 比例 因子 相 乘后得 出 占空 比增量 , 然后 与

基于PLC的中频逆变电阻点焊机研制

基于PLC的中频逆变电阻点焊机研制

oUTl.2 oUTl.3 OUTl.4 OUTl.!
software眦presented in detail.System integrating。adjusting.and process experiments舭well done.The experiments results demonstrated
that the spot welding machine is characterized by good pr∽ess stability and high parameters control accuracy.
中图分类号:TG438.2
文献标识码:A
文章编号:1001—2303(2009)10-0074—04
Research on PLC based medium frequency inverter resistance spot welding machine ZHANG Lian—xin,LI Shang—zheng,SHU Xing-jun,YU Sheng—li,XU Gang,jI Fang
CoM
起动按钮 昧力歼爻 水流丌=火 焊接/凋整 焊接结束
挖;删;}:5{ 故障信号 电极修窿 预警信号 更换I乜极 警告信号
JK KC9 KClIቤተ መጻሕፍቲ ባይዱSKl
PLC+EM223CN
fNO.0 INO.】
INO.2 lN0.3
oUTo.0 oUT0.1 OUTO.2 OUTO.3
KCl lNO.4
KC2 lNO.5
了功能丰富、性能卓越的BOSCH中频逆变电源和变压器进行电阻焊机的开发;详细阐述了焊机的总
体设计、焊杌气路系统和基于PI£的控制系统的开发技术、基于组态软件的人机界面开发技术;进行

基于模糊PID前馈控制的VRV空调控制方法研究

基于模糊PID前馈控制的VRV空调控制方法研究

计算机测量与控制.2020.28(12) 犆狅犿狆狌狋犲狉犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋牔犆狅狀狋狉狅犾 ·65 ·收稿日期:20200307; 修回日期:20200326。

基金项目:辽宁省教育厅青年科技人才“育苗”项目(LQGD2019012)。

作者简介:郭兆明(1993),男,辽宁锦州人,硕士研究生,主要从事嵌入式控制系统应用方向的研究。

李树江(1966),男,辽宁北镇人,博士,教授,博士生导师,主要从事智能控制技术等方向的研究。

张 俊(1986),男,辽宁沈阳人,博士,副教授,主要从事运行优化控制算法等方向的研究。

文章编号:16714598(2020)12006505 DOI:10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2020.12.014 中图分类号:TP301.6文献标识码:A基于模糊犘犐犇前馈控制的犞犚犞空调控制方法研究郭兆明,李树江,张 俊(沈阳工业大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳 110870)摘要:变制冷剂流量(VRV)空调系统由于其舒适性、环保性和节能性得到了广泛的应用,但其系统具有多变量、非线性、强耦合等特点;对于这个问题,在VRV空调系统房间模型基础上,应用仿真实验以及数学建模的方式建立蒸发器过热度、制冷剂质量流量以及电子膨胀阀的数学关系,设计了带有前馈补偿的模糊PID控制器,以过热度的偏差及其变化率作为输入,通过模糊推理在线整定的PID控制器参数,解决蒸发器过热度控制的不确定性、非线性和时变性问题,实现了对本房间过热度的精准控制;其次,针对不同房间负荷变化产生相互影响的耦合现象,将本房间以外的制冷剂总流量的变化及其变化率作为输入,设计了基于模糊控制的前馈补偿器,修正电子膨胀阀开度;然后,对所设计的控制方法进行仿真验证,模拟了多种VRV中央空调系统在不同房间的工况和负荷改变时的仿真实验,结果表明过热度控制方法可行、有效,可以针对存在耦合的房间进行精准的过热度调节。

基于模糊神经网络的电阻焊机恒电流控制研究

基于模糊神经网络的电阻焊机恒电流控制研究
的 四个 开 关 管 , 现 整 个 系 统 电 流 实 时 采 样 调 节 , 实 最
净输 入量 。 () 4解模 糊层 。

nt 2 , nt e= 2 y e 4  ̄ }
Jl =
W 为第 三 、 四层 间的连接权 系数 , 此层 有三个 结
终 实 现系统 的恒 电流输 出 。
元 无相 互连 接 。
是 权 值 ,= , , d l … ,9 它 们 是 第 三 、 层 l123 = , 4 , 四 间 的权 系数 , 表规 则参 数 ; 二 、 代 第 三类 可调 参数 分 别 是 高斯 型隶 属 函数 的 均 值 m 和标 准差 , 1 i , = 2j l2, , , 们 位 于第 二层 的 l , , … 7它 = 4个结 点 中 , 代
模 糊神 经 网络 的可 调参 数 。 层共 有 l 此 4个结 点 。 () 3规则 层 。
ntx  ̄ 3 e e 1 2  ̄ 3 ,
和 2分别 表 示 e和 e ] c经 过 模 糊 化 处 理 后 的 7个 值 , 两相乘后得 到有 4 两 9个结 点 的规 则层 的

表输入 隶属 函数 的参数 。 在整个 系统的工作过 程 中,
通 过 实 时修 正 可调 参 数 的值 实 时 输 出较 优 匹 配 的
PD的三 个 参数 , I 然后 通 过 PD实 时控 制 整 个 系统 I 的输 出 电流 , 证负 载电流快 速 、 保 高精度 的达 到并保
持在稳 定状 态 。
() 2隶属 函数 层 。
n乒一 e

, ep e x( t n}
m 和 分 别 是 第 i 输 入 变 量 的第 个 模 糊 个

基于模糊自整定二自由度PID控制的单相SPWM逆变电源研究

基于模糊自整定二自由度PID控制的单相SPWM逆变电源研究
i rvd mp o e .Th o g h i lto t d f o n c i g r ss a c o d,a d n o d a n e a d a dn o l — r u h t e smu a i n s u y o n e t e it n e l a c n d i g l a to c n d i g n n i n e rl a a o d,l w o THD ss o d i h u p tv la e wa e o m. Th ie s a i n y a c c a a t rs i a e i h we t e o t u - o t g v f r n e n c t t a d d n mi h r c e it r c c
变 电源 的一 项 重要 指标 。当系统参 数摄 动或 有外
界 扰动时 , 传统 的数 字 PD 控 制 器不 能 达 到理 想 I
的控 制效果 , 出 电压 的波形 畸变 甚 为严 重口 。 输 ]
为 此 , 们提 出 了性 能 优 良的二 自由度 P D 控制 人 I
器[ , “ 扰抑 制 特 性 ” “ 6使 外 ] 和 目标 值 跟 踪 特 性 ” 同 时达 到最佳 , 高控 制 品质 。但是 , 际 的控 制 系 提 实 统 中存 在很 多 非线 性 或 时变 不 确定 因 素 , 由于二
良好 的 稳 态 和 动 态 特 性 。
关 键 词 :P M 逆变 电 源 SW 二 自由 度 PD 控 制 模 糊 控 制 I
St d n Si g e ph s u y o n l- a eSPW M n e t rofTwo de r eo - r e m I v re - g e - f f e do PI Re u a o s d o z y Lo i D g l t rBa e n Fu z g c

基于DSP 的逆变电源模糊 PID 控制

基于DSP 的逆变电源模糊 PID 控制

2.2 模糊PID的实现 DC/AC逆变电源控制的主要是输出电压及频率
的准确性。频率的准确性由SPWM发生器决定(它是一个 存贮在存储器内的一个正弦输出表格),只要触发计算 准确就能达到设计要求。负载的变化使输出电流产生 变化,对于一定脉宽输出的DC/AC电源来说,势必 导致输出电压的变化。因此采用模糊控制规则根据不
存储、滤波
计算kp、ki、kd
2.3 DSP 软件算法实现 为了保证模糊 PID 控制的时实性和准确性,DSP
在 A/D 采样的中断子程序中就调用模糊 PID 控制算法 程序,立即计算出输出控制量并送到被控对象,根据 TMSLF2407 的性能,机器时钟周期和中断延时可以计 算出本系统从采样当前实际输出值到输出控制量大约 需要 6.67μ ,这对于 1ms 一次的采样来说是足够的, 完全满足时实性要求。程序流程图如图 3 所示。下面 是部分程序
同的 e 和 ec ,对PID控制器的参数kp、ki、kd进行在线
μ
Z
S
M
L
0
1
2
3
E/EC
4
5 KP/KI/KD
图 2 语言变量 E、EC、KP、KI、KD
自整定来调节输出电压。模糊控制器的输入变量是偏 差绝对值 E 、偏差变化率绝对值 EC ,模糊控制器
在本文中,利用 CRI 法推理时控制过程是用查控 制表来产生控制量的,在控制表中,模糊偏差量 E 、
(3) 采用 DSP 控制系统在满足逆变电源控制的要 求下,具有成本低、控制灵活、可靠性高的特点。
e(k)=r(k)-u(k) ec(k)=e(k)-e(k-1)
增量式PID算法
e(k)、ec(k)取绝 对值并模糊化
SPWM发生器 返回

电气工程自动化论文_大学论文

电气工程自动化论文_大学论文

电气工程自动化论文题目:基于模糊控制的弧焊电源的研究专业:电气工程及其自动化摘要焊接是现代工业生产中不可或缺的加工方法,而弧焊电源是决定焊接质量的关键因素。

逆变弧焊电源是近年来发展起来的一种小型、轻量、高效、节能的弧焊电源。

模糊控制方以其适用范围广,控制精度高等特点已广泛应用于生产的各个领域,随着微机技术的发展,将其应用于弧焊电源已经成为可能。

本课题以研究出性能优越、经济实用的逆变弧焊电源为目的,将最新的软开关逆变技术和先进的模糊控制方式结合起来应用于弧焊电源的设计之中。

本课题研究的主要内容是基于模糊控制的软开关式逆变弧焊电源的设计,在分析了全桥零电压逆变主电路的运行规律的基础上,详细介绍了主电路的设计方案,包括功率器件的选择、保护以及高频变压器的设计等;本课题采用集成化的微机控制,采用移相PWM控制方式实现逆变器的软开关,所采用的闭环反馈和模糊控制实现了电源的恒流输出,为提高控制系统的可靠性及抗干扰性能,本文采取了一系列有效的措施;按照弧焊电源所需实现的功能要求,本文开发了组成系统控制软件的主程序、中断服务程序及其它一些功能程序,并详细介绍了新型逆变弧焊电源的控制核心一一模糊控制器的设计过程。

该逆变弧焊电源的输出具有很高的稳定性和良好的动态性能。

关键词:逆变弧焊电源全桥移相零电压模糊控制AbstractWeld is an important method in process, welding power is the key factor which determines the quality of weld. Inverter welding power has developed rapidly because of its advantages such as high efficiency, energy saving, small bulk, light weight and multifunction etc. Fuzzy control has been applied in many fields, with the development of microcomputer technology, it becomes realizable to use fuzzy control in welding power The purpose of this subject is to develop high performance, economical and practical welding power. the newest soft-switch invert technology and advanced fuzzy control method combined to design welding power.The main content of this subject is to design a full- bridge shift-phase inverter welding power with fuzzy controller, in the base of analyzing the running principle of full-bridge zero-voltage-switch inverter. The design of main circuit is introduced in detail. This design includes the selection and protection of elements, the design method and calculation of high frequency transformer. In this subject, the low cost and integrated microcomputer are applied. The hardware circuit of this welding power is designed bas ed on philips’s89C58 single chip computer. In order to realize the soft, switch of inverter,the shift-phase PWM control method is adopted. The welding current closed loop feedback control and fuzzy control systems are applied to gain the constant welding current external characteristics. Many anti-jamming measures are used to protect the reliability of control system. According to the functions soft the welding power,the software is developed which includes main program, interrupt service routines and some function subprograms The design of tow input and single output fuzzy controller is introduced in detail. The whole system is debugged and tested after completing sotf ware and hard ware design of the welding power The results make clear that this welding Power can export prospective constant current characteristic,and the inverter has excellent dynamic capabilities with fuzzy controller.Key words: inverter welding power, phase shift full-bridge,ZVS, fuzzy control目录摘要 (II)Abstract.................................................................................................... I II 1 绪论 .. (1)1.1 课题的背景和提出 (1)1.2 弧焊电源的发展状况和研究现状 (1)1.3 软开关 (5)1.4 本文的研究内容、目的和意义 (6)2 逆变弧焊电源原理及设计方案 (7)2.1 逆变弧焊电源原理 (7)2.2 设计方案确定 (11)3 模糊控制器设计 (15)3.1 模糊理论的提出及可行性 (15)3.2 模糊控制基本原理 (15)3.3 模糊控制器设计 (16)4 主电路设计与实现 (29)4.1 移相控制软开关全桥逆变器设计 (29)4.2 高频变压器设计 (33)4.3 输入整流器设计 (36)4.4 输出整流器设计 (37)5 控制系统软件设计 (38)5.1 软件结构设计 (38)5.2 控制系统主程序设计 (39)5.3 外中断服务程序设计 (45)5.4 数据采集控制 (48)5.5 标度变换 (48)6 逆变弧焊电源控制硬件系统设计 (49)6.1 控制系统设计要求 (49)6.2 控制系统的设计思路 (50)6. 3 单片机核心电路设计 (50)6.4 参数给定与操作键的控制 (51)6.5 检测电路 (53)6.6 A/D和D/A转换电路 (54)6.8 驱动电路 (58)6.9 显示电路 (59)6.10 保护电路 (61)7 结论 (63)致谢 (64)参考文献 (65)1 绪论1.1 课题的背景和提出在现代制造业生产中,焊接是一种重要的加工手段,随着制造业的现代化进展,焊接在机械制造、核工业、能源交通、石油化工和电子等行业中的应用越来越广泛。

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( 杭 州华 E t 电冰 箱股份有 限公 司,浙江 杭 州 3 1 0 0 1 2)
摘 要 :文章介绍 了模糊控 制逆变 电阻焊 电源的基本 工作原理 、控 制 系统的构成 以及硬件 的实现 方案 。对二输入 一 输 出的模糊控制 器进行 了 设 计 ,总结 了怎样通过输入量 的变化得 出 精 确输 出值的结论 ,研 究出一 台模糊控制逆 变
D O } :1 0 . 1 3 5 3 5  ̄ . c n k i . 1 1 _ 4 4 0 6 / n . 2 0 1 5 . 1 1 . 0 0 8
l 概 述
节 能 高效 的逆 变 电阻焊 电源 已经 被 广泛 应用 。传 统 电阻焊 电源一 般采 用 可控 硅移 相触 发技 术轮 流 导通 三相 主 电路 的大 电流可 控硅 。这种 电路 的优 点 是 电路相 对简
2 0 1 5 年第 1 1 期 ( 总第 3 2 6 期 )
中阂高 新坂术企I 业
● Hl ‘^ H1 | 0 “ ¨ r¨T E p I :
NO . 1 1 . 2 0 1 5
( C u mu l a t i v e t y NO. 3 2 6)
何 云 松
S t udy on c ont r ol i n put e ne r gy e ic f i e nc y of f r a c t i ona l
l l
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l J
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o r d e r c o n t r o l s y s t e ms [ J ] .I E E E J o u r n a l o n E me r g i n g a n d
S e l e c t e d i n Ci r c u i t s a n d S y s t e ms ,2 0 1 3 ,3【 3).
图1 F O P I 控制系统单 图2 I O P I 控制系统单 图3 F O P I I X , .  ̄I , O P I 位阶跃响应 位 阶跃响应 控制 系统阶跃 响应 对比图
接 的 电压 和 电流 ,需 要经 过 中频变 压器 进行 降压 ,且输
单 ,技术 成熟 、可 靠 性高 ,但 其缺 点 也是 非常 明 显的 。 第一 一 一 ,整 个 系 统 采 用 的是 工 频 技 术 ( 5 0 H z ), 因 而焊 接 变 压器 体 积庞 大 , 消耗 大量 的硅 钢 片和 有 色 金 属 ;
直流 电会 转成 1 O 0 0 0 H z 的 交流 电 ,中频 变 压器 和 一 体 化
全波 整流 器加 工 后 ,即可 得 到所 需 的焊接 电压 和 电流 。
从图3 可 以看 出 ,在 上升 时 间 、峰 值 时 间 、调 节 时
参考文献
[ 1 J Ya n g , J . H. ,Z h u H. B i i f i r c a t i o n a n d r e s o n a n c e i n d u c e d
电阻焊丝管 多点焊机 ,并在公 司批 量生产。 关键词 :逆 变电阻焊 电源;模糊控 制 ;丝管蒸发 器;MC S 5 1 单片机 ;模糊控制 器
文献标识码 :A
中图分类号 :T G 4 0 9
文章编 号 :1 0 0 9 - 2 3 7 4( 2 0 1 5 )1 1 — 0 0 1 4 - 0 2
出整 流器 整流 。I G B T 零 电流软 开 关方 式 ,频 率 高 、开 关
损耗 小 、可靠 性 高 、转换 效率 高 ,因 此逆变 主 电路 采用 I G B T 零 电流 软开 关方 式 。4 只I G B T 开 关 交 替控 制 电流 ,
定 ;第 四 ,焊 接 过程 是非 线性 系 统 ,一般很 难 建 立精确 的数 学 模 型 , 因而 传 统 的P I D( 比例 积 分 微 分 )控 制 很
by f r a c t i on a l —or d e r d a m pi n g a nd t i me d e l a y f e e d ba c k i n a
问 、超
制 系统 的性 能要 高于 I O P I 控 制系 统 。
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一 … 一 一
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D u f i f n g s y s t e m[ J ] .Co mmu n i c a t i o n s i n No n l i n e a r S c i e n c e a n d Nu me r i c a l S i mu l a t i o n ,2 0 1 3 ,1 8( 5). f 2 1 T a v a k o l i - Ka k h k i ,M . ,Ha e r i ,M . ,T a v a z o e i M. S
第 二 , 可控 硅 移相 触 发会 产 生很 大 的 高 次 谐波 ,严 重
“ 污 染 ” 电网 ,且功 率 因数较 低 ;第 三 ,丝 管蒸 发器焊 接是 间隙 工作 制 模 式 ,焊 接 时 间很 短 ( 一般 只有 5 ~1 0
周波 )工 频状 态 下无 法使 用 负反馈 ,因而 焊接 电流不 稳
难 满 足要 求 。针对 电阻焊 电源 的复杂 工作 环 境 ,本 丈采
取 有 效措 施 ,从硬 软件 入 手进行 改进 ,并且 使用 有效 手
段保证系统的稳定与可靠。
2 基本 工作 原理
如图1 所 示 ,可 以清 晰 看 到模 糊 控 制 逆 变 电源 的原 理 。若滤 成直 流 电 ,需要 三相 交流 电经 三相 桥式 整流 电 路整 流 ,逆变 电路 将 直流 电转换 为 1 0 0 0 H z 的交流 电,焊
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