機械專業外文文獻翻譯-外文翻譯--PLC變頻調速的網絡反饋系統的實現

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英文原文： LC of an a LC is in is to of of in is By a it a is a is to a be in of of be of n C in C of an a is to C of in of is an In 1][2][3], by of in as is be of so it is in of is a ID to of is 4][5] is a in is a an of is by a of is a of a be to of is to be in of LC up of of LC of to In is of in is a of is in LC is I he of 6] is a of is by a of is is as a as a be to of to 7], is is of in is a is to of t As to a ? N of of it is to to a a ? N as of it is to by N a is a be 3. by of be th in as a 3If of is n e g l e c t e d , is as (1) is s c u r r e n t , a n d a r e r o t o r ’ s f l u x l i n k a g e i n (d,q) is of is is s J is m o m e n t o f i n e r t i a . i s r o t o r ’ s t i m e c o n s t a n t , a n d is In it 1), 2) of 2), he as on in ), 5) (6) (7) (8) is of is in of be to be to as an an by 2). to of 3) be 9) is to in be as 4. of in of It is to of to of be of is 0 HZ HZ 0of a is is a on of 0 is on 1 6 0 0 g r o u p s a of is to of in 3 in 2 in of is is of of c l o s e - l o o p , f i r s t o r d e r of 0 of of i n v e r s e m o d e l o f o r i g i n a l is 5 of he of is . 8], 7LC 7a a is 7PI of MV It LC in is a in LC is MV is to as a is be It to to or to 5. of of to of of is in by LC or PC be l to A PC is is is to to of TL to in , 00In to to 00ms . In is to up of n is 00 of is I in is to no 0 to 20 of I 11 2 It is of e is I (I (in 6. n to is A of is to is to LC in 中文譯文 頻調速的網絡反饋系統的實現 摘要。變頻調速系統 ,包括一個異步電動機和通用逆變器、且 制被廣泛地應用于工業領域。然而 ,對多變量、非線性和強耦合的異步電機的控制性能卻不足 ,不能很好地滿足客戶的調速要求。該數學模型的變頻調速系統提出了矢量控制方式 ,其可逆轉性得到證實。通過構建一種基于神經網絡的逆系統 ,并結合變頻調速系統 ,統被完成了 ,并且為了得到性能優良的系統采用了一個線性閉環調節器。采用 經網絡逆系統在實際系統可以實現。實驗結果表明變頻調速系統的性能得到了很大的提高，并且神經網絡反饋控制的可行性得到 了驗證。 1. 導論 近年來 ,隨著電力電子技術、微電子技術和現代控制理論 ,逐漸涉及到交流電機系統 ,這些技術已經廣泛應用于變頻器調速的 達。變頻調速系統 ,包括一個異步電動機和通用逆變器，用來代替直流調速系統。由于在工業領域中的糟糕的環境和嚴重的干擾 ,選擇控制器是一個十分重要的問題。在文獻 [1][2][3],介紹了利用工業控制計算機和數據采集卡實現了神經網絡反饋控制。工業控制計算機的優勢有較高的計算速度，龐大的記憶能力以及與其他軟件良好的兼容性等。但是工業控制計算機在工業應用上也有一些不足，比如運行不穩定 ,不可靠及更惡劣的通信能力。可編程序控制器 (制系統是專為工業環境中的應用而設計的 ,它的穩定性和可靠性好。 制系統 ,可以很容易地集成到現場總線控制系統并得到高性能的通信結構 ,所以它在近年來被廣泛地使用 ,并且深受歡迎。該系統由普通的逆變器和異步電機組成，是一種復雜的非線性系統 ,傳統的 制策略 ,并不能滿足要求和進一步控制。因此 ,如何加強系統的控制性能是非常迫切的事情。 神經網絡逆系統 [4][5], 在未來幾年里將是一種新型的控制方法。其基本的想法是 :對于一個給定的系統 ,原系統的逆系統是由一個動 態神經網絡引起的 ,對象信號和反饋信號的組合系統被轉化成一種線性關系的解耦標準系統。隨后 ,一個線性閉環調節器設計可以達到較高的控制性能。該方法的優點是在工程上很容易實現。在線性化及其解耦控制正常的非線性系統能實現采用這種方法。 把神經網絡反饋結合到可編程序控制器 (就可以很容易地彌補不足的問題，解決在 制系統上的非線性耦合。這個組合可以促進神經網絡反饋付諸實踐，來實現其全部的經濟效益和社會效益。 在這篇文章中，首先對神經網絡反饋方法進行了介紹 ,并且描述了采用矢量控制的變頻調速系統的數學模型。 然后是對反饋系統進行分析的的介紹 ,并給出了關于 制系統中構造 后 ,該方法在實驗中被驗證 ,并將傳統的 制和 2. 神經反饋網絡控制方法 基本的反饋控制方法 [6]就是 :對于一個給定的系統、一種α 反饋方法建立的完整的反饋系統 ,并結合反饋系統與原系統的特點 ,提出了一種解耦的線性關系 ,以標準化體系 ,并命名為偽線性系統。隨后 ,一個線性閉環調節器運行并將達到較高的控制性能。 當在 “幾何領域”討論這些問題時，反饋系統控制方法并不像微分幾何方法，其特點是直接，簡單，易于理解。主要的問題是怎樣在應用軟件中獲得反饋模型。由于非線性系統是一個復雜的系統 ,所以很難要求嚴格解析反饋信號 ,這甚至是不可能的。反饋系統控制在工程應用中不能達到期望值。作為神經網絡非線性逼近能力 ,尤其是對于非線性的復雜系統 ,它會是來解決問題的強大工具。反饋系統集成了具有非線性逼近能力的反饋系統，其中具有非線性逼近能力的反饋系統能夠避免使用反饋方法帶來的麻煩。這樣就可能，運用反饋控制方法去控制一個復雜的非線性系統。 a ? N 反饋系統的控制方法只需要較少的系統信息，比如與系統相關的命令 ，并且容易獲得運行網絡的反饋模型。原系統的層疊式的 饋系統 ,會形成一個偽線性系統。然后 ,一個線性閉環調節校準器將工作。 3. 異步電機變頻調速系統的數學模型和它的反饋性能 異步電機變頻調速系統提供的跟蹤電流正弦脈寬調制逆變器可以表示為 非線性模型在兩相循環的協調 。該模型簡化為一個 3果忽略逆變器的延遲 ,該模型表述如下 : （ 1） （ 表示同步角頻率 ； 表示轉速； 表示定子的電流； 表示轉子在（ 線上的不穩定部分； 表示點 的數量； 表示互感系數； 表示慣性轉矩； 表示轉子的時間常數； 表示負載轉矩。） 用矢量模式 ,得 代進公式 (1),得 （ 2） 可逆轉性分析 (2),得 （ 3） （ 4） 可供選擇的狀態變量如下 輸入變量 由公式 (4)得出結果 ,得 （ 5） （ 6） 然后雅可比矩陣 （ 7） （ 8） 作為 所以 并且系統是可逆的。 相關的系統是 當變頻器運行模式的變化 ,在矢量磁鏈的可以忽略的磁鏈 (考慮到是恒定 ,等于等級 )。原系統簡化為一個輸入和輸出系統訂立的 (2)。 根據隱函數定理，公式 (3)的反饋系統可以表達為 : （ 9） 當反饋系統連續連接到原系統時，偽線性復合系統形成 類型。 4. 網絡反饋系統的實現步驟 入與輸出的運行樣本的采集 采樣對網絡反饋系統的建立是極其重要的。它不僅需要獲得原系統的動態數據 ,還需要獲得了靜態的數 據。參考信號應該包括原始系統所有的工作范圍 ,并確保近似。信號的欲處理的第一階段是從每 000得到開環響應。第二階段是混亂信號的輸入，當每 10秒鐘出現預處理信號時，隨機信號輸入 ,并得到閉環響應。基于這些輸入 ,將得到 1600組得到運行樣本。 絡的建設 靜態神經網絡和動態神經網絡的完美組合將能構建一個反饋系統。靜態神經網絡的結構是由 2個輸入層的神經元， 3個輸出層的神經元和 12個隱蔽層的神經元組成。隱藏神經元的激勵函數是單調平滑雙曲正切函數。輸出層是由線性臨界激勵函數的神經元組成 。運行數據是這些速度的開環，閉環的相對應速度和設置的參考的速度。 50次運行之后，神經網絡的運行錯誤達到 經網絡的負荷和臨界值被保存下來。并得到原系統的反饋模型。 5. 實驗和結果 統硬件 硬件系統包括上層監督計算機安裝，控制結構軟件 門子 頻器，異步電動機和光電編碼器。 選擇 它有一個 速采集模塊是 7 這個逆變器的類型是西門子的 門子的 這個系統上 件編程 信介紹 點接口 )是一種簡單、便宜的通訊策略，運用在運行慢，非大型數據轉換的場合。在 所以選擇 并安裝到 允許控制信號直接發送到變頻地址 ,或者使用 5的系統功能模塊。 同類型的服務器和客戶機可以存取彼此的數據來源。比較傳統的軟件模式和硬件發展 ,設備生產商只需要培養一個操作員。這樣可以縮短開發周期 ,節省人力資源 ,并簡化了整個控制系統的結構。 矩陣實驗室的神經網絡運行需要系統各種各樣數據的時候，這些數據不能從 以 置 一個 統的實時數據被 然后 通常用 據采集和控制算法進行編程，速度采樣程序和存儲程序被編程為有規律的中斷程序 A，中斷周期為 100毫秒。為了阻止程序 00毫秒，減小程序的運行周期和系統錯誤，控制步驟和神經網絡算法被編程為主程序 B。 神經網絡算法標準化對運行采樣來說是必要的以便加快信號收集速度，在最終運行之前輸入和輸出信號乘以一個放大系數。 驗結果 當速 度參照是 100秒每周期的方波信號時 ,逆變器運行的是矢量模式。結果表明 ,神經網絡控制的跟蹤性能均優于傳統的常規 當速度參照保持恒定時 ,經過 80秒時間，負荷降低到沒有負荷 ,經過 120秒時間 ,負荷增加到滿負荷，所以在傳統控制下的速度響應曲線和網絡反饋控制下的速度響應曲線如下圖所示。很明顯 ,在穩定性能上，網絡反饋控制的負載擾動優于傳統的 （ （網絡反饋控制下的速度響應） 6. 結論 為了改善 而神經網絡反饋 系統被使用。并給出了一個變頻調速系統的數學模型 ,且其可逆轉性得到了檢驗。反饋系統和原系統被組合并構建成偽線性系統，并設計了線性控制的方法進行控制。通過實驗 ,