模糊神经网络在转炉倾动开环矢量控制中的研究

论文摘要

转炉的倾动是转炉系统控制是关系产品质量和生产安全的关键环节,在转炉系统中,传统炉体倾动系统是采用直流电机驱动,控制系统采用了逻辑无环流直流调速系统。该种方式故障率较高;而且炉体倾动的角度控制也没能很好的解决,时常由于机械式主令的触头松动错位而造成事故;如超过角度极限时会造成“倒钢”,有时停车不到位,钢水不能进钢包,造成“跑钢”等等。针对这种情况,本文对无速度传感器异步电机矢量控制系统进行了有益的探索。提出了改进的电压型转子磁链估算模型。在传统型参考自适应系统基础上,将系统中原有的自适应调节机构用一个具有在线学习能力的模糊神经网络取代,提出一种基于模糊神经网络的异步电机转速估计方法,这种混合控制方法能够在没有速度传感器的情况下,控制水平达到直流调速系统的性能要求,控制结构简单、易于实现,为解决类似系统的智能控制提供了一条新途径。本文首先讲述了转炉炼钢的工艺特点和研究现以及状转炉的倾动中的一些问题;第二章详细论述了异步电机的数学模型和坐标变换、矢量控制的基本方程式、转子磁链的观测方法。第三至五章较为详细地阐述了模糊神经网络控制原理。第六章根据以上研究提出一种基于模糊神经网络的异步电机转速估计方法,并给出了速度估计器的模糊神经网络结构和学习算法。最后对基于模糊神经网络转速估计的异步电机矢量控制系统进行了仿真,结果表明该系统具有良好的性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 转炉倾动系统工艺特点简介
• 1.1.1 转炉炼钢
• 1.1.2 转炉倾动系统的工作特点以及控制要求
• 1.2 转炉的倾动的力矩特点简述
• 1.3 本文所作的工作
• 第二章 异步电机矢量控制技术以及其数学模型概述
• 2.1 异步电机矢量控制概述
• 2.2 异步电机的数学模型
• 2.2.1 异步电机数学模型的性质
• 2.2.2 异步电机的多变量数学模型
• 2.2.3 坐标变换的基本思路和原则
• 2.2.4 从三相静止到两相静止的坐标变换（Clark 变换）
• 2.2.5 从两相静止到两相旋转的坐标变换（Park 变换）
• 2.2.6 异步电机在两相静止坐标系下的数学模型
• 2.2.7 异步电机在两相同步旋转坐标系下的数学模型
• 2.3 本章小结
• 第三章 模糊逻辑控制原理
• 3.1 模糊控制的基本思想
• 3.2 模糊控制系统的组成及基本原理
• 3.3 模糊理论相关知识
• 3.3.1 模糊集的概念及运算
• 3.3.2 隶属度函数
• 3.4 模糊控制器的基本设计方法
• 3.4.1 模糊控制器变量的选择
• 3.4.2 模糊控制规则的设计
• 3.4.3 精确量的模糊化
• 3.4.4 模糊推理及模糊量的精确化
• 3.5 本章小结
• 第四章 神经网络理论
• 4.1 神经网络控制的基本思想
• 4.2 神经网络学习算法
• 4.3 基于神经网络的智能控制
• 4.4 本章小结
• 第五章 模糊神经网络原理
• 5.1 模糊神经网络简介
• 5.2 模糊系统模型
• 5.3 模糊神经网络模型
• 5.4 模糊神经网络自学习算法
• 5.5 本章小结
• 第六章 模糊神经网络转速估计的实现
• 6.1 基于模糊神经网络的转速估计方法
• 6.1.1 转子磁链估算模型
• 6.1.2 速度估计器的设计
• 6.2 速度估计器中模糊神经网络的设计
• 6.2.1 模糊神经网络的结构
• 6.2.2 模糊神经网络的学习算法
• 6.2.3 系统构成以及仿真实验结果
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结
• 一、本文所作的工作及取得的结论
• 二、对今后工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文