原文传递
多电机联合牵引的智能控制策略研究
| 论文题名： | 多电机联合牵引的智能控制策略研究 |
| 关键词： | 高速列车;永磁同步电机;智能控制;动态性能;同步性 |
| 摘要： | 随着高速列车的相关技术快速发展，其对牵引电机的要求越来越高，而永磁同步电机具有体积小、功率大、噪音小的特点，将其作为高速列车的牵引电机已成为世界高速列车的研究热点。而将永磁同步电机用于高速列车牵引系统，不仅需要对速度进行控制，还需要对多台电机同步性进行控制。本文以高速列车牵引所需的永磁同步电机作为模型，采用智能控制策略对其动态性能和同步性做了仿真实验。 本文首先介绍了常用的永磁同步电机的坐标变换，并介绍了建立在旋转坐标系上的永磁同步电机的数学模型，并阐述了矢量控制原理及几种常用的控制方法，并分析SVPWM波生成过程。其次分别对模糊免疫PID控制器进行了介绍，它是在免疫控制器的基础上，用模糊控制代替免疫控制中的非线性函数，给出了其控制算法和结构图。详细介绍了粒子群算法、布谷鸟算法和细菌算法，列出了各算法的主要公式。最后介绍了多电机的6种同步算法。 本文首先是在MATLAB/Simulink环境中搭建了SVPWM模块、模糊免疫PID控制器模块及整个控制系统的模型，并建立了模糊控制。结合高速列车电机模型，对模糊免疫PID控制器和常规PID控制器做了对比实验，结果表明模糊免疫PID控制比常规PID控制器对速度变化响应更快，具有更好的动态性能。其次是对三种智能控制算法进行编程，对模糊免疫PID控制器的5个参数进行优化，得出三组数据，将这三组数据用于模糊免疫PID控制器，并与未经过参数优化的模糊免疫PID控制器进行对比实验。结果表明经过参数优化的模糊免疫PID控制器的动态性能进一步得到提高;在三种算法的优化效果上，细菌算法的优化效果最好，其次是布谷鸟算法，最后是粒子群算法。最后在细菌算法优化模糊免疫PID参数的基础上，搭建了主令同步控制、相邻交叉耦合同步控制和偏差耦合同步控制的仿真模型，对仿真结果进行了对比，结果表明偏差耦合的同步性更高。 综上所述，在高速列车牵引电机控制器和同步控制策略的选择上，参数优化后的模糊免疫PID控制器优于未经优化的模糊免疫PID控制器，未经过参数优化模糊免疫PID控制器又优于常规PID控制器，而细菌算法的参数优化效果最好，所以应该选用经细菌算法优化后的模糊免疫PID控制器;选用偏差耦合同步控制策略可以使高速列车牵引电机具有较好的同步性能。 |
| 作者： | 刘梦琪 |
| 专业： | 机械工程；交通电气装备及控制 |
| 导师： | 徐凯 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
