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原文传递交流电力测功机控制系统的研究

论文题名：	交流电力测功机控制系统的研究
关键词：	汽车工业;交流电力测功机;控制系统;设计理论
摘要：	近年来，随着国内汽车工业迅速发展和环保要求日益严格，对发电机性能测试技术要求进一步提高。交流电力测功机系统能够在实验室模拟发电机安装在整车上实际运行时的机械负载，其优点在于试验条件容易控制，参数采集处理方便，测量精度高等。目前，国内外交流电力测功机控制系统技术方面存在较大的差距。因此，研制出高水平的交流电力测功机控制系统有利于国内测功机技术的发展，并具有重要的意义。研究内容包括以下几方面。　　深入研究了测功机的基本结构，并分析其工作原理和数学模型，设计交流电力测功机控制系统的硬件和软件。制定出了本测功机控制系统的总体方案。　　在硬件设计上，以西门子S7-200PLC为主控制器，给出了转速和扭矩信号的采集和处理电路设计方法及具体的原理图。确定 PLC与各部分的通讯方法和设计其通讯电路。通过MODBUS协议实现PLC与变频器之间的通讯，自由口协议实现PLC与触摸屏之间的通讯，以太网模式实现PLC与上位机之间的通讯。　　在软件设计上，以 PLC为软件开发平台，采用计算机和人机交互技术，设计了实时控制子程序和人机交互子程序。根据交流电力测功机系统的控制要求，使用模块化进行处理。利用去除最大值和最小值后求平均值的方法对数据进行滤波处理，控制策略采用基于九点控制的PID控制，实现交流电力测功机控制系统的软件设计。　　对测功机系统进行了空载试验和发电状态试验。空载试验时，进行了转速信号测试试验和扭矩信号测试试验。发电状态试验，采用测功机转速给定-被测电机扭矩变化和被测电机扭矩给定-测功机转速变化的两种控制调节方案。大量的实验结果表明，基于九点控制的PID控制的交流电力测功机控制系统能够达到较理想的控制效果，满足发电机性能测试的要求。　　整个系统能够实现测功机转速控制、扭矩控制、转速模式下的恒扭矩控制和扭矩模式下的恒转速控制，具有较高的稳定性，模拟了被测电机的机械性能，初步完成了对测功机发电状态的研究与分析。
作者：	李园园
专业：	控制科学与工程
导师：	孙晓明
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文