王浩然[1]2009年在《基于DSP的大功率超音频感应加热电源研究》文中研究表明随着制造业技术的发展,超音频感应加热电源因其具有诸多优点而在现代化生产中发挥着越来越大的作用。目前,国内超音频感应加热电源发展非常迅速,但是在电源的数字化、容量、电路结构等方面还有待改进。因此本文主要对超音频感应加热电源电路理论知识和以TMS320F2812型号DSP为主控芯片的数字化控制系统进行了研究。本文首先研究了感应加热电源的主电路结构,详细分析了逆变器与谐振负载不同组合的电路特点并结合本项目的实际需要,确定选取电压型串联谐振电路。然后通过分析比较确定采用直流侧斩波的方式进行功率调节,接下来进一步确定了主电路中所用到的元器件的参数,为样机的制作提供依据。感应加热电源的控制部分主要包括整流侧的斩波控制和逆变侧的频率跟踪控制。整流侧的斩波控制指通过调节斩波器的驱动脉冲占空比来达到功率调节的目的。在逆变侧控制系统中主要实现频率的自动跟踪、IGBT的驱动等功能。本文通过分析确定了基于TMS320F2812型号DSP为主控芯片的数字化控制系统,设计了相应的外围电路并进行了软件编程。主电路的设计和控制的实现通过了仿真和试验。在MATLAB/SIMULINK和Pspice环境中分别对基于FUZZY-DPLL控制策略的感应加热电源和本文所采用的主电路进行建模分析,系统的仿真结果和试验都验证了本文理论研究与设计方案的可行性与正确性。
郭会军[2]2001年在《基于智能控制的超音频感应加热电源的研制》文中认为本文主要研究串联谐振式IGBT超音频感应加热电源的控制方法。首先简要的介绍了感应加热的基本原理和工作特点。经过对串联谐振、并联谐振以及其它谐振形式的感应加热电源的分析与比较，提出选用串联谐振式负载回路，以IGBT构成逆变器的整体方案。然后对常用的锁相环控制方法进行了详细的分析，并且指出其控制上存在的缺陷。通过对感应加热负载的分析，决定在保留锁相环的前提下，引入新颖的模糊神经控制技术对其加以改进。通过仿真研究对采用各种控制算法的控制效果进行了分析和比较。仿真结果从理论上很好的验证了该方法的合理性。在此基础上，设计并制作出以锁相环74HC4046为主，单片机 80C196KC为辅的智能型逆变器控制电路和保护电路。此外对IGBT瞬态保护问题进行了较为深入的研究。最后对控制器进行加热实验证明其性能良好。论文的最后，给出了电源各部分的实拍波形。
于国康[3]2017年在《基于dsPIC的串联谐振式中频感应加热电源研究》文中进行了进一步梳理随着电力电子技术的发展,感应加热在工业领域得到了广泛应用。同时,对感应加热电源的可靠性和效率要求也在不断提高,数字化控制是提高感应加热电源性能的重要手段。本文以dsPIC为控制核心,对串联谐振式中频感应加热电源的数字化控制进行了研究。本文介绍了感应加热的基本原理、应用及其优点、发展现状及趋势,在分析和比较了几种常用感应加热电源主电路结构和控制方案的基础上,确定了串联谐振式中频感应加热电源的系统结构,其中整流电路采用叁相不控整流方式,逆变电路采用单相全桥逆变结构。研究了串联谐振负载工作特性、移相PWM调功特性及逆变电路工作方式和过程,对频率跟踪技术中的锁相环工作原理和相位差测量方法进行了说明,分析了电源启动的常用实现方法。分析了常规的数字PID控制在感应加热电源系统中的应用缺陷,基于模糊控制原理,采用了FUZZY-DPLL和FUZZY-PI两种复合控制策略。在实现频率跟踪时,依据所测相位差并利用FUZZY-DPLL分段复合控制进行频率修正和相位修正,其中相位差通过dsPIC的输入捕捉模块配合快速傅里叶变换得到。在实现功率调节时,依据移相PWM调功原理,利用FUZZY-PI分段复合控制进行移相角计算,并在数字PI控制中使用模糊自适应PID整定控制来调节控制参数。另外,依据负载电流检测值和DDS技术,采用扫频程序解决了电源启动问题。最后,基于dsPIC33EP32MC202对所研究的串联谐振式中频感应加热电源进行了硬件设计和软件设计,并依据设计内容搭建了仿真模型和实验平台,对实现系统频率跟踪和功率调节等关键问题的控制策略进行了调试和分析。仿真与实验结果证明了控制系统设计的合理性与可行性,为今后感应加热电源进一步的数字化研究奠定了良好基础。
王义乐[4]2013年在《基于数字化和网络化的感应加热电源控制系统研究》文中研究表明随着感应加热技术的应用越来越广泛，对感应加热电源的研究也越来越深入。国内超音频感应加热电源发展非常迅速，电源的数字化、智能控制、网络化控制是研究的热点。本课题对基于数字化和网络化的超音频感应加热电源控制系统进行研究。首先，研究感应加热电源的数字化控制部分，主要包括两个方面：整流侧的斩波控制和逆变侧的频率跟踪控制。在频率跟踪方面，采用Fuzzy-DPLL复合控制算法来实现频率跟踪功能，当频率误差范围大的时候采用Fuzzy控制，当误差范围小的时候采用DPLL控制。并对这种方法进行了Simulink仿真，验证了系统实现的可行性。简单分析了该控制算法在DSP软件中的实现过程。最后在样机中验证方案的可行性。在恒功率控制方面，提出Fuzzy-PID复合控制算法来解决传统PID控制的和单纯Fuzzy的不足。通过利用模糊控制的知识库、模糊控制规则和推理，来确定PID控制器的参数，并能够进行实时联机修正参数，使控制器适应被控对象的任何参数变化，并对此方法进行了Simulink建模仿真。最后，本文深入研究感应加热电源的网络化远程监控控制。采用DSP-MCU-PC的远程监控和现场监控并行的双监控方案。采用了MODBUS通信协议，利用Visual Basic6.0设计了超音频感应加热电源的远程监控界面，通过VB的MSComm控件实现了单片机MCU和PC的通信，并且联机试验调试验证了设计的正确性；探讨了数据库服务器、WEB服务器和ASP动态服务器的设计，利用ASP的ADO组件来实现WEB服务器对数据库服务器的访问。
梅广益[5]2008年在《水晶玻璃加工上下料感应加热电源的研究》文中指出水晶玻璃磨削设备的坯料上料及磨削成品下料过程普遍采用以松香、琼胶等为主要成分的粘结剂,加热熔解粘结剂粘结上料和加热熔解粘结剂分离下料,传统磨削设备的加热大量采用油气作为介质,存在成本高、安全隐患大的缺点,不能适应水晶玻璃制品大批量工业化生产的需要。“感应加热”具有效率高、发热均匀、快速和安全的特点,在钢铁冶炼、汽车制造等行业已经被广泛应用。本文将一种“全数字化感应加热系统”应用到自动化水晶磨削设备的上下料装置,设计了上下料装置专用感应加热电源,并开发了一种基于数字信号处理器(DSP)的高性能加热过程控制器,具有加热过程控制精确、与数控系统可集成度高、操作方便、保护齐备等优势。该装置在水晶多面体磨削中心上的试运行表明所设计的感应加热系统不仅可满足水晶磨削上下料的加热要求,而且其运行稳定,节能效果明显,同时显着缩短了上下料工序的时间,从而使得整套磨削工序的效率得到了极大提高。论文主要研究内容如下:(1)对传统水晶坯料的上料和水晶成品的下料所采用加热方法的优缺点进行了分析,介绍了感应加热的理论基础及感应电源的发展状况、应用成果。(2)介绍了锁相环在感应加热电源系统中的重要性以及常用的实现方法,分析锁相环的工作原理,通过仿真对锁相环中的一些参数进行分析。在此基础上设计数字锁相环(DPLL),建立基于数字锁相环的感应加热电源系统的数学模型,并分析了数字锁相环的可行性。(3)利用DSP对串联谐振感应加热电源的数字化控制系统进行了设计,包括硬件电路和软件设计(系统初始化程序、DPLL运算程序和逆变控制脉冲输出程序),在硬件电路中调试所设计的软件程序,验证了该数字化控制系统的可行性。
王斌[6]2007年在《基于DSP的感应加热电源全数字化控制的研究》文中研究指明感应加热电源以其具有加热效率高、速度快、可控性好及自动化程度高等优点，已在熔炼、铸造、弯管、热锻、焊接和表面热处理等行业得到广泛的应用。目前国内的超音频感应加热电源比较缺乏，尤其是控制技术的研究水平较低，因而对其频率跟踪及功率调节的数字化控制的研究具有一定实际意义。 本论文的研究内容主要是串联谐振式超音频感应加热电源的数字化控制技术。论文首先简要介绍了感应加热的基本原理及感应加热技术的发展方向，分析了超音频感应加热电源主电路工作原理。并对以往的频率跟踪技术和功率调节技术进行了分析比较，在此基础上研究了一种新的数字化控制方案，使其在对负载频率进行无相差频率跟踪的前提下，对逆变器的输出功率进行移相式PWM调节，实现了数字锁相环DPLL与移相式PWM的有机结合。用MATLAB／SIMULINK进行了仿真，并给出相应结果验证了其可行性。编制了控制系统的程序，并在TMS320F240 DSP平台上进行调试，实验证明了该算法可以实现频率跟踪，并可产生移相角可调的基准臂和移相臂的驱动信号。
张峰[7]2007年在《感应加热电源数字控制及智能控制方法研究》文中指出本课题主要以串联谐振型感应加热电源为研究对象，通过分析其负载特性及调功控制方式，选择不控整流加逆变移相调功控制方式，其中重点分析感性移相式PWM感应加热电源调功控制方式，及其在自关断器件MOSFET组成串联谐振逆变器中的应用，并深入分析了感性移相式PWM控制方式调功特性及其软开关实现。同时针对感应加热电源这个具有复杂的参数时变性，结构非线性的工业控制对象，基于对模糊控制方法的探讨，研究设计模糊-PI复合控制的移相调功智能控制器，达到了传统控制无法达到的控制效果。并通过在MATLAB／Simulink环境下建立了感性移相PWM感应加热电源的系统闭环控制模型，进行了移相式感应加热电源系统仿真研究。在理论分析的基础上，设计了1kW／100kHz感性移相式感应加热电源的主电路及控制电路，同时重点研究感性移相式PWM感应加热电源的数字化实现，提出了一种新颖的移相式感应加热电源的锁相移相功率闭环数字控制方法，并设计基于TMS320F240 DSP的感应加热电源锁相移相闭环调功数字控制系统，同时搭建了1kW／100kHz移相式感应加热电源实验平台，完成了系统闭环控制，实验结果验证了本文理论分析的正确性及控制方案的可行性。
冷波[8]2006年在《感应加热炉温控制算法研究》文中提出感应加热炉是一个复杂的非线性大滞后系统,很难建立一个精确的数学模型,用常规的控制方法难以得到满意的效果,而且人工调试比较困难,在扰动比较大的时候,就会远离设定值。如果采用模糊控制策略,通过各种传感器得到的数据有时比较多且复杂,模糊控制的规则就比较多或者难以建立规则库。这些原始数据之间的关系不是单独存在的,而是相互关联的,应该对这些数据进行数据挖掘,找取有用的信息。 针对以上问题,本文设计了一个聚类融合控制器,对采样的各个传感器数据,先进行数据融合,后进行聚类分析,把众多的数据信息分成有限的运行空间类别,对应不同的空间类别,根据每一类别所描述的过程行为特点,调用知识库中的控制策略,进行相应的控制。 聚类融合控制器的设计中,使用了自组织竞争的自适应谐振神经网络(ART-2网络)和BP网络,进行数据融合和聚类分析。用MATLAB对中频感应加热炉数学模型进行仿真实验。结果表明,中频感应加热炉温的聚类融合控制方案可行,达到比较满意的控制效果。
汪义旺[9]2008年在《新型中频感应加热电源控制系统的研究》文中提出中频感应加热以其节能、高效、无污染等优点在工业生产中得到了广泛的应用。本文以中频感应加热电源为研究对象,针对传统中频感应加热电源控制系统的不足,对新型中频感应加热电源控制系统进行了研究和设计。在理论分析的基础上,研究了中频感应加热电源的数字化控制和网络化控制技术,设计了基于DSP新型中频感应加热电源的控制系统,采用TMS320LF2407A为主控制芯片。该控制系统分为以DSP为控制硬件的下位机控制器和以PC机为上位机的远程监控系统。该控制系统可实现对中频感应加热电源的现场控制和远程控制。同时针对感应加热电源具有复杂的参数时变性,结构非线性的特点,引入了智能控制算法,逆变部分采用移相调功和频率锁相复合控制,提高了控制精度和整机效率。对采样电路、保护电路、驱动等硬件进行了设计,在此基础上编制了下位机DSP控制程序和基于VC++6.0的上位机监控软件。最后对整个控制系统进行了调试,给出了实验结果和分析。
张智娟[10]2010年在《高频感应加热电压型逆变器功率控制研究》文中进行了进一步梳理感应加热电源以其高效、无污染、控制灵活、加热速度快等诸多优点,在工业热处理领域中得到广泛应用。在对不同工件进行加热时,必须根据负载的变化,对感应加热电源的输出功率进行灵活控制,以满足工件的加热工艺要求。针对目前高频感应加热电源中逆变器功率调节方式,本文对高频感应加热电压型逆变器的相移控制、脉冲密度控制以及通过负载匹配进行功率控制等方法进行了深入研究,论文完成的主要工作和取得的创新性成果如下:1.提出了一种相移控制多相LLC电压型逆变器的并联方法。通过控制各相逆变器间的相移来控制各个并联的电压型逆变器的输出功率,同时利用LLC谐振电路特点,采用多个LLC电压型逆变器并联的形式提高电源容量。应用基波稳态分析法,推导出了相移控制下各相逆变器输出电流、输出功率、负载电流和效率的计算公式。设计了相移0~360°的控制电路,并进行了仿真和实验验证。2.研究了LCCL负载匹配电路的拓扑结构、输出功率、输出电流比和电压比,提出了一种利用LCCL负载匹配进行功率控制的方法,并进行了仿真和实验验证。研究结果表明,LCCL电路不仅具有CCL负载匹配电路电流变换的特性,而且通过串联电容的改变可以控制逆变器的输出功率。3.提出了一种改进型均匀脉冲密度控制方法。分析了品质因数对负载电流的影响以及品质因数与最小脉冲密度的理论关系。与均匀脉冲密度控制LC串联负载谐振电路相比,该方法可以使控制脉冲分布更加均匀,降低负载电流波动性;在深度功率控制时,也能够实现对负载谐振频率的可靠跟踪,提高了谐振逆变器的功率控制精度。4.研制了高频感应加热电源试验系统。针对以上各种控制方法,采用不同负载形式,进行了试验研究。验证了理论推导的正确性和方法的可行性。
参考文献：
[1]. 基于DSP的大功率超音频感应加热电源研究[D]. 王浩然. 河南科技大学. 2009
[2]. 基于智能控制的超音频感应加热电源的研制[D]. 郭会军. 西安理工大学. 2001
[3]. 基于dsPIC的串联谐振式中频感应加热电源研究[D]. 于国康. 兰州理工大学. 2017
[4]. 基于数字化和网络化的感应加热电源控制系统研究[D]. 王义乐. 河南科技大学. 2013
[5]. 水晶玻璃加工上下料感应加热电源的研究[D]. 梅广益. 浙江工业大学. 2008
[6]. 基于DSP的感应加热电源全数字化控制的研究[D]. 王斌. 西安理工大学. 2007
[7]. 感应加热电源数字控制及智能控制方法研究[D]. 张峰. 西安理工大学. 2007
[8]. 感应加热炉温控制算法研究[D]. 冷波. 河海大学. 2006
[9]. 新型中频感应加热电源控制系统的研究[D]. 汪义旺. 江南大学. 2008
[10]. 高频感应加热电压型逆变器功率控制研究[D]. 张智娟. 华北电力大学（河北）. 2010
标签：电力工业论文; 自动化技术论文; 感应加热论文; 锁相环论文; 高频感应加热设备论文; 串联谐振论文; 仿真软件论文; 智能控制论文; 中频信号论文; 电源论文; 逆变器论文;