多電機(jī)聯(lián)合牽引的智能控制策略研究.pdf

1、隨著高速列車的相關(guān)技術(shù)快速發(fā)展，其對牽引電機(jī)的要求越來越高，而永磁同步電機(jī)具有體積小、功率大、噪音小的特點(diǎn)，將其作為高速列車的牽引電機(jī)已成為世界高速列車的研究熱點(diǎn)。而將永磁同步電機(jī)用于高速列車牽引系統(tǒng)，不僅需要對速度進(jìn)行控制，還需要對多臺電機(jī)同步性進(jìn)行控制。本文以高速列車牽引所需的永磁同步電機(jī)作為模型，采用智能控制策略對其動態(tài)性能和同步性做了仿真實(shí)驗(yàn)。
　　本文首先介紹了常用的永磁同步電機(jī)的坐標(biāo)變換，并介紹了建立在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上的永

2、磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，并闡述了矢量控制原理及幾種常用的控制方法，并分析SVPWM波生成過程。其次分別對模糊免疫PID控制器進(jìn)行了介紹，它是在免疫控制器的基礎(chǔ)上，用模糊控制代替免疫控制中的非線性函數(shù)，給出了其控制算法和結(jié)構(gòu)圖。詳細(xì)介紹了粒子群算法、布谷鳥算法和細(xì)菌算法，列出了各算法的主要公式。最后介紹了多電機(jī)的6種同步算法。
　　本文首先是在MATLAB/Simulink環(huán)境中搭建了SVPWM模塊、模糊免疫PID控制器模塊及整個控制

3、系統(tǒng)的模型，并建立了模糊控制。結(jié)合高速列車電機(jī)模型，對模糊免疫PID控制器和常規(guī)PID控制器做了對比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明模糊免疫PID控制比常規(guī)PID控制器對速度變化響應(yīng)更快，具有更好的動態(tài)性能。其次是對三種智能控制算法進(jìn)行編程，對模糊免疫PID控制器的5個參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得出三組數(shù)據(jù)，將這三組數(shù)據(jù)用于模糊免疫PID控制器，并與未經(jīng)過參數(shù)優(yōu)化的模糊免疫PID控制器進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明經(jīng)過參數(shù)優(yōu)化的模糊免疫PID控制器的動態(tài)性能進(jìn)一步得到提高;

4、在三種算法的優(yōu)化效果上，細(xì)菌算法的優(yōu)化效果最好，其次是布谷鳥算法，最后是粒子群算法。最后在細(xì)菌算法優(yōu)化模糊免疫PID參數(shù)的基礎(chǔ)上，搭建了主令同步控制、相鄰交叉耦合同步控制和偏差耦合同步控制的仿真模型，對仿真結(jié)果進(jìn)行了對比，結(jié)果表明偏差耦合的同步性更高。
　　綜上所述，在高速列車牽引電機(jī)控制器和同步控制策略的選擇上，參數(shù)優(yōu)化后的模糊免疫PID控制器優(yōu)于未經(jīng)優(yōu)化的模糊免疫PID控制器，未經(jīng)過參數(shù)優(yōu)化模糊免疫PID控制器又優(yōu)于常規(guī)PID