基于LabVIEW的背靠背电机牵引试验平台设计

摘要

建立交流对拖试验平台对大功率交流拖动控制系统进行系统研究，对交流电力牵引系统国产化具有重要的理论及现实意义。
　　 在详细分析交流对拖试验平台的工作原理基础上，对系统的节能原理和节能计算方法进行系统的研究，并提出转差型异步电机间接矢量控制的试验平台的控制策略。仿真结果表明该方法能够实现能量的回馈，具有较好的节能效果，并分析验证了频差与转速、转矩的关系。
　　 建立一种基于LabVIEW的背靠背交流对拖试验平台，采用NI USB-6211，建立硬件平台，同时设计了相关的控制及保护电路。设计了LabVIEW控制软件，对试验的自动运行、自动监视、自动保护环节做了一些探讨。采用自适应PID控制算法对对传统控制算法进行较大的改进。
　　 最后在试验平台上进行静态、动态试验，结果表明系统稳定，运行效果良好，克服了低速系统稳定性及转动脉动等问题。

目录

文摘

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声明

1绪论

1.1电力拖动控制技术的发展

1.2现有试验方案

1.3研究的目的和意义

1.4论文的主要内容

2背靠背电机牵引试验平台的工作原理

2.1共直流母线对拖试验平台的构成

2.2牵引试验平台的工作原理

2.2.1试验平台的平衡条件

2.2.2试验平台的运行过程分析

2.3试验系统的能量分析

2.3.1试验系统节能原理

2.3.2节能效率计算

2.4试验平台控制策略

2.5本章小结

3控制方案分析与设计

3.1异步电机数学模型

3.1.1异步电机在A-B-C三相静止坐标系下的数学模型

3.1.2异步电机在两相静止坐标系下的数学模型

3.1.3异步电机在两项旋转坐标系下的数学模型

3.1.4异步电机在M-T坐标系下数学模型

3.2控制方案简介

3.2.1数字PID控制方案

3.2.2自适应控制方案

3.2.3自适应PID方案

3.3基于MATLAB/SIMULINK的仿真研究

3.3.1间接矢量控制分析

3.3.2仿真模型的建立

3.3.3仿真结果分析

3.3本章小结

4基于NI的试验台硬件设计

4.1虚拟仪器和NI

4.2试验系统机械构成

4.3电机参数测试

4.3.1堵转试验

4.3.2空载试验

4.4试验变频器简介

4.5保护电路设计

4.6本章小结

5基于LabVIEW的控制软件设计

5.1软件总体架构

5.2软件子模块设计

5.2.1数据输入程序设计

5.2.2数据处理程序设计

5.2.3数据输出程序设计

5.2.4数据存储程序设计

5.2.5转速、转矩测量程序设计

5.3队列结构的引用

5.4本章小结

6试验过程与结果分析

6.1稳态试验

6.2动态试验

6.3本章小结

7总结与展望

致谢

参考文献