内模控制方法在电机调速系统中的应用与研究本科毕业论文选题报告(编辑修改稿)

内模控制方法在电机调速系统中的应用与研究本科毕业论文选题报告(编辑修改稿)内容摘要：

优。 内模控制是一种基于过程数学模型进行控制器设计的新型控制策略。 它具有设计 简单，控制性能好，系统分析性优越，实用性强，可同时考虑多种指标，应用范围广，参数整定直观明了，鲁棒性可在线调整等优点。 如果可以将这种先进控制策略应用到异步交流电机调速系统中，就可以改善传统调速系统的抗干扰能力弱，参数不可调等缺点。 同时， 交流异步电机调速系统中的交流电动机是一个多变量、非线性、强耦合、时变的被控对象，想要更好地达成对异步交流电机的调速，必然是需要将已有的控制方法和智能控制手段相结合的，而内模控制方法具有良好的兼容性，它可以与模糊控制，神经网络控制等智能控制手段相结合，从而完成对异步交流电机的 调速。 所以为了使得交流异步电机的调速更加优越，研究内模控制方法在交流异步电机调速系统中的应用是具有现实意义的。 2 文献综述 内模控制的研究进展 内模控制 (IMC, Internal Model Control)是从 20 世纪 50 年代的 Smith 预估控制器演变而来的 ,至今经历了半个多世纪的发展 ,形成了较为完备的理论体系。 内模控制本质上是一种鲁棒控制 ,虽作为先进控制理论的一种 ,但由于其对数学理论的要求不是特别高 ,应用时计算量小 ,易于为广大工程人员所接受。 该控制策略响应速度快 ,即使在模型失配的不利情况下仍 具有较大优势 ,鲁棒性强 ,对过程中的干扰抑制能力具有结构上的优势 ,更容易保证控制系统的稳定性 [1]。 北京科技大学本科生毕业设计 (论文 )选题报告 4 常规内模控制器的设计比较简单，当模型完全可逆时，只需取控制器为模型的逆，再选择合适的滤波器即可；当模型不完全可逆时，可以将模型分解为可逆部分和不可逆部分，其中可逆部分的逆取为控制器，再选择合适的滤波器也可以保证控制系统对镇定或跟踪控制都具有最小输出方差 [2]。 众多学者在内模控制器设计方面进行了研究总结，且取得了丰富成果 [35]。 此外，由于各种控制方法互相渗透，取长补短，将多种先进的控制策略与内模控制进行集成 可以更好地发挥内模控制的优势。 异步交流电机调速的要求 静态技术指标 静差度 （ 0/nnS  ） 静差度指电动机在某一转速下运行时 ,负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降 n 与理想空载转速 0n 之比。 调速范围 （在额定负载时 ： minmax / nnD ） 调速范围是指系统在额定负载时电机的最高转速与最低转速之比。 动态指标 跟随性能指标 在给定信号作用下，系统输出量变化的情况用跟随性能指标来描述。 当给定信号的变化方式不同时，输出 响应也不同。 具体的跟随指标如下： （ 1）上升时间 rt ，在阶跃响应时间中，输出量从零 起第一次上升到稳态值 C 所需时间，它反映动态响应的快速性。 （ 2）超调量  ，在阶跃响应时间中，输出量超出稳态值的最大偏差与稳态值之比的百分值。 （ 3）调节时间 st ，在阶跃响应过程中，输出衰减到与稳态值之差进入177。 5％或177。 2％ 允许误差范围之内所需的最小时间，称为调节时间， 又称为过渡过程时间。 调节时间用来衡量系统整个调节过程的快慢， st 小，表示系统的快速性好。 北京科技大学本科生毕业设计 (论文 )选题报告 5 抗扰性能指标 控制系统在稳态运行中，由于电动机负载的变化，电网电压的波动等干扰因素的影响，都会引起输出量的变化，经历一段动态过程后，系统总能达到新的稳态。 这就是系统 的抗扰过程。 具体的跟随指标如下： (1)动态降落 %maxC ， 系统稳定运行时，突 加一定数值的阶跃扰动 (例如额定负载扰动 )后所引起的输出量最大降落，用原稳态值 1C 的百分数表示，叫做动态降落。 (2)恢复时间 vt ，从阶跃扰动作用开始，到输出量恢复到与新稳态值 2C 之差进入某基准量 bC 的177。 5％ (或177。 2％ )范围之内所需的时间，定义为恢复时间 vt。 其中 bC 称为抗扰指标中输出量的基准值，视具体情况选定 [6]。 单纯使用内模控制的缺陷 当采用内模控制时，控制器实际的基础是需获取感应电机的数。