双工况飞轮调速实验装置研制及教学应用

1

作者 陈宇飞 赫利涛 +1 位作者 刘玉琳 徐双满 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第9期44-49,共6页

针对“机械原理”课程中机械系统速度波动调节知识点相关实验设备匮乏、教学实施困难的问题,研制了一种新型飞轮调速实验装置。该装置可模拟冲击性负载与周期性负载工况,实时采集电动机转速、输出转矩,冲击负载力及系统运转周期等关键数... 针对“机械原理”课程中机械系统速度波动调节知识点相关实验设备匮乏、教学实施困难的问题,研制了一种新型飞轮调速实验装置。该装置可模拟冲击性负载与周期性负载工况,实时采集电动机转速、输出转矩,冲击负载力及系统运转周期等关键数据,为飞轮调速的定量分析提供支撑。基于该装置开发的实验教学项目具有功能集成度高、可拓展性强的特点,能有效帮助学生深入理解速度波动调节的原理与应用。目前该装置已在北京交通大学“机械原理”课程实验教学中得到应用,通过开展飞轮调速系列实验,显著提升了学生对机械系统动力学特性的认知及实验技能,教学效果明显改善。 展开更多

关键词 机械原理 速度波动调节 实验装置 实验教学

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基于模糊PID控制器的控制方法研究 被引量：396

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作者 王述彦 师宇 冯忠绪 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第1期166-172,共7页

为解决工程机械多功能试验台二次调节加载系统的控制问题,笔者简介了PID控制和模糊控制的原理及特点,提出了模糊PID控制器的模糊PID自整定控制方法。在模糊PID控制器的设计中,分析了模糊PID控制器的控制原理;确定了模糊语言变量和隶属函... 为解决工程机械多功能试验台二次调节加载系统的控制问题,笔者简介了PID控制和模糊控制的原理及特点,提出了模糊PID控制器的模糊PID自整定控制方法。在模糊PID控制器的设计中,分析了模糊PID控制器的控制原理;确定了模糊语言变量和隶属函数;制定了模糊规则以及模糊推理和解模糊的方法。最后,分别采用PID控制和模糊PID控制对试验台二次调节加载系统进行了仿真。研究表明模糊PID自整定控制具有良好的校正性能,改善了二次调节加载系统的动态响应,提高了控制效果。 展开更多

关键词 PID控制 模糊控制 模糊PID控制器 二次调节 试验台 仿真

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基于直流调速技术的变速箱加载试验台 被引量：10

3

作者 葛楠 彭光正 +1 位作者 余麟 刘昊 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期70-74,共5页

研究了直流电封闭加载技术的实现,设计QR512系列手动变速箱交检加载试验台.利用三台直流电机模拟实车运行情况对变速箱进行驱动和加载,以西门子S7-315型PLC作为控制器,6RA70型直流调速器作为电机驱动器,构建基于Profibus-DP现场总线的... 研究了直流电封闭加载技术的实现,设计QR512系列手动变速箱交检加载试验台.利用三台直流电机模拟实车运行情况对变速箱进行驱动和加载,以西门子S7-315型PLC作为控制器,6RA70型直流调速器作为电机驱动器,构建基于Profibus-DP现场总线的两级控制系统.设计的试验台最大测试功率为30 kW,动态转速控制精度为±5 r/min,转矩控制精度为±1 N.m.试验结果表明,该试验台控制精度达到预期目标,电封闭方式可以有效降低能耗. 展开更多

关键词 变速箱 试验台 电封闭加载 直流调速

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PWM直流调速系统实验的教学实践 被引量：14

4

作者 王春凤 李旭春 薛文轩 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2012年第8期32-34,49,共4页

单闭环直流调速系统实验是电力拖动与运动控制课程教学环节中的一个重要实验。介绍了单闭环的PWM直流调速系统实验的基本原理和实验内容,并对主要实验结果加以分析。实验表明,PWM直流调速系统提高了控制的精度,采用比例积分调节器提高... 单闭环直流调速系统实验是电力拖动与运动控制课程教学环节中的一个重要实验。介绍了单闭环的PWM直流调速系统实验的基本原理和实验内容,并对主要实验结果加以分析。实验表明,PWM直流调速系统提高了控制的精度,采用比例积分调节器提高了系统的静态、动态性能。通过实验,加深了学生对PWM控制技术以及单闭环直流调速系统的理解,取得了良好的实验教学效果。 展开更多

关键词 PWM 直流电机调速 实验教学

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用正交试验法整定PID控制器参数 被引量：12

5

作者 金波 朱世强 +1 位作者 张光琼 林建亚 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2000年第6期682-683,共2页

提出了用正交试验法整定 PID控制器参数的程序化方法 ,从理论上证明了该程序是收敛的。结合在水轮机调速器频率闭环 PID参数整定中的应用结果 ,表明该方法简单可行 ,性能指标灵活 ,只需进行较少次数的试验就可以选出有利的参数组合 ,并... 提出了用正交试验法整定 PID控制器参数的程序化方法 ,从理论上证明了该程序是收敛的。结合在水轮机调速器频率闭环 PID参数整定中的应用结果 ,表明该方法简单可行 ,性能指标灵活 ,只需进行较少次数的试验就可以选出有利的参数组合 ,并且能在各因素中找出影响指标的主要因素 ,特别适用于复杂工业系统的 展开更多

关键词 PID控制 正交试验法 参数整定 水轮机调速器

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基于CMAC神经网络前馈控制的柴油发电机组转速控制研究 被引量：5

6

作者 石勇 齐自达 +1 位作者 张连瑜 张红光 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期98-101,106,共5页

提出了一种小脑模型神经网络(CMAC)前馈负荷控制的柴油机调速策略,利用传统PID来实现反馈控制,保证船用柴油发电机组调速系统的稳定性并抑制扰动,在CMAC神经网络输入信号中加入负荷电流和转速指令,实现对控制器的前馈控制,确保系统的控... 提出了一种小脑模型神经网络(CMAC)前馈负荷控制的柴油机调速策略,利用传统PID来实现反馈控制,保证船用柴油发电机组调速系统的稳定性并抑制扰动,在CMAC神经网络输入信号中加入负荷电流和转速指令,实现对控制器的前馈控制,确保系统的控制响应速度,提高控制精度。经过仿真后,使用MicroAutoBox控制器进行了D6114发电机组配机试验。试验结果表明:机组具有良好的动静态特性,标定负载突变超调6.2%,稳定时间2.8s,完全满足二级电站对柴油机调速系统的要求。 展开更多

关键词 内燃机 柴油机发电机组 CMAC神经网络 试验验证 转速控制

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数字化直流调速实验系统设计与实现 被引量：4

7

作者 车立志 徐文尚 刘倩婧 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2009年第2期57-60,共4页

设计了一种基于单片机的数字化直流调速实验系统。利用串行通行和数据库管理技术,实现了对电机电流、转速及相关参数的实时监控、数据存储和分类功能,为控制算法及电机故障诊断决策算法研究提供了真实数据基础。着重介绍了系统的硬件构... 设计了一种基于单片机的数字化直流调速实验系统。利用串行通行和数据库管理技术,实现了对电机电流、转速及相关参数的实时监控、数据存储和分类功能,为控制算法及电机故障诊断决策算法研究提供了真实数据基础。着重介绍了系统的硬件构成和软件设计流程。通过模拟现场试验,证明该系统能够达到设计目标。 展开更多

关键词 单片机 数字化 直流调速 实验系统

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基于Matlab/GUI的直流调速系统虚拟实验平台 被引量：6

8

作者 张厚升 王洪刚 +1 位作者 于兰兰 李震梅 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2019年第8期114-118,共5页

基于Matlab/GUI和Simulink设计了一个直流调速系统虚拟实验平台,该平台包括10个子实验系统。以单闭环有静差转速负反馈调速系统为例,介绍了搭建直流调速系统仿真模型的过程。通过编写M文件,实现仿真模型查看、参数设置、仿真结果显示、... 基于Matlab/GUI和Simulink设计了一个直流调速系统虚拟实验平台,该平台包括10个子实验系统。以单闭环有静差转速负反馈调速系统为例,介绍了搭建直流调速系统仿真模型的过程。通过编写M文件,实现仿真模型查看、参数设置、仿真结果显示、重要信息提示等功能。该虚拟实验平台可以帮助使用者更好地理解直流调速系统的工作原理与动态特性,有利于提高学生的分析能力与综合应用能力。 展开更多

关键词 直流调速系统 虚拟实验平台 仿真模型 SIMULINK

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37kW异步电机交流调速实验平台的研究 被引量：7

9

作者 喻寿益 曾国庆 +1 位作者 高金生 桂卫华 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期980-985,共6页

针对传统电机控制实验平台功率小、单个DSP控制周期过长等问题,研究37kW异步电机通用交流调速实验平台。介绍该平台的软硬件设计,并利用该实验平台开发基于预测控制的异步电机直接转矩控制算法,分析预测控制原理及实现方法,在该平台上... 针对传统电机控制实验平台功率小、单个DSP控制周期过长等问题,研究37kW异步电机通用交流调速实验平台。介绍该平台的软硬件设计,并利用该实验平台开发基于预测控制的异步电机直接转矩控制算法,分析预测控制原理及实现方法,在该平台上验证基于预测控制算法减小直接转矩控制系统转矩脉动的可行性。研究结果表明:该控制系统核心选用双DSP结构,充分利用TMS320F240电机控制能力强和TMS320C31浮点运算能力强的特点,使其协同工作,提高实验平台性能,平均转矩脉动为6.7%。 展开更多

关键词 异步电机 交流调速实验平台 双DSP结构 直接转矩控制 预测控制

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基于S7-200异步电动机调速实验台研制及调试 被引量：11

10

作者 高瑜 程勇 +1 位作者 耿望波 郑浩 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2017年第9期85-89,共5页

研制了一套基于S7-200电动机调速实验平台,通过编码器采集电动机转速,反馈给可编程控制器(PLC),PLC经过比较判断,输出模拟量,控制变频器,实现对电动机变频调速闭环控制;同时使用电位器,调节磁粉制动器输出,模拟负载的变化特性。通过触... 研制了一套基于S7-200电动机调速实验平台,通过编码器采集电动机转速,反馈给可编程控制器(PLC),PLC经过比较判断,输出模拟量,控制变频器,实现对电动机变频调速闭环控制;同时使用电位器,调节磁粉制动器输出,模拟负载的变化特性。通过触摸屏动态监控电动机转速和负载特性。实验装置预留各种接口,学生可以自主在该实验平台组网和上位机组态控制等实验。 展开更多

关键词 异步电动机 调速 实验台 PLC 变频器 编码器

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可变凸轮相位器响应特性试验研究 被引量：1

11

作者 张力 谢博强 +3 位作者 江亮 袁志强 付秋波 王孟 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期36-40,共5页

为研究各运行参数下可变凸轮相位器(VCP)的响应特性,构建了试验测试平台,提出了计算凸轮相位器动态响应时间的方法。该平台可测试发动机转速、润滑油温度和压力等运行参数下,相位变化最大转角时提前、滞后方向的响应时间。试验结果表明... 为研究各运行参数下可变凸轮相位器(VCP)的响应特性,构建了试验测试平台,提出了计算凸轮相位器动态响应时间的方法。该平台可测试发动机转速、润滑油温度和压力等运行参数下,相位变化最大转角时提前、滞后方向的响应时间。试验结果表明:相位提前方向调节响应速度小于滞后方向;发动机转速对相位器响应速度影响不明显;随着润滑油温度的升高,响应速度加快,但温度大于70℃时,响应变化的幅度减小;当润滑油压力增加,响应速度增大,且低压(0.4 MPa以下)时影响较大。 展开更多

关键词 汽油机 可变凸轮相位器 响应速度 试验台

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全数字化直流电机PWM调速实验教学平台设计 被引量：7

12

作者 刘洋 王钦若 高军礼 《机床与液压》 北大核心 2017年第23期61-65,69,共6页

直流电机调速实验教学综合平台以C8051F040为主控芯片,进行双闭环可逆直流PWM调速系统全数字化设计。提出一种利用C8051单片机的可编程计数器阵列输出16位PWM波的方法取代数字脉冲触发器。主要设计了电流采样、转速检测、模数转换、脉... 直流电机调速实验教学综合平台以C8051F040为主控芯片,进行双闭环可逆直流PWM调速系统全数字化设计。提出一种利用C8051单片机的可编程计数器阵列输出16位PWM波的方法取代数字脉冲触发器。主要设计了电流采样、转速检测、模数转换、脉宽调制信号生成、电机驱动等电路。采用调节器工程设计方法,设计电流和转速调节器的PI参数,通过MATLAB验证和软件编程实现。该系统具有转速、电流和PI参数键盘输入和在线修改功能,电机旋转方向判断,转速、电流及功率模块的温度显示和报警功能。该实验教学平台实际运行可靠,能满足实验教学的要求。 展开更多

关键词 实验教学 双闭环直流PWM调速 数字PI调节器 M/T测速法

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应用变频调速的潮汐模拟系统 被引量：4

13

作者 吴昌林 沈敏 +1 位作者 林木松 吴新生 《现代制造工程》 CSCD 2006年第8期85-88,共4页

为模拟天然潮汐波,设计研制一种基于变频调速技术的潮汐模拟系统。该模拟系统由生潮机械系统和自动控制系统组成。利用工控机与变频器间串口通讯,对试验过程实时远程控制。应用于深圳河口潮汐模型试验表明,该模拟系统精确度高,稳定性好... 为模拟天然潮汐波,设计研制一种基于变频调速技术的潮汐模拟系统。该模拟系统由生潮机械系统和自动控制系统组成。利用工控机与变频器间串口通讯,对试验过程实时远程控制。应用于深圳河口潮汐模型试验表明,该模拟系统精确度高,稳定性好,满足模型实验的要求。 展开更多

关键词 潮汐模拟 模型尾门 变频调速 串口通讯

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基于PC机控制的交流变频调速实验平台设计 被引量：1

14

作者 孙铁成 韩景薇 +1 位作者 刘策 刘品言 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2012年第8期55-60,共6页

设计了以PC机为控制核心的交流变频调速实验平台,在Visual C++环境下开发了人机交互软件,实现了多个控制算法(SPWM、SVPWM、直接转矩控制、磁场定向控制等),并且可以方便地对各算法进行切换;控制系统设计成以DSP2812为核心的运动控制卡... 设计了以PC机为控制核心的交流变频调速实验平台,在Visual C++环境下开发了人机交互软件,实现了多个控制算法(SPWM、SVPWM、直接转矩控制、磁场定向控制等),并且可以方便地对各算法进行切换;控制系统设计成以DSP2812为核心的运动控制卡,通过动态链接库实现控制系统的开发;对实验过程中的数据和曲线进行实时显示。该文以磁场定向控制算法为例,对系统的工作状况进行分析。实验结果表明,该实验系统达到了设计要求,有较好的实用价值。 展开更多

关键词 实验平台 变频调速 磁场定向控制 动态链接库

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考虑不变桨风速范围的风电机组有功功率控制 被引量：6

15

作者 顾伟 陈载宇 +3 位作者 殷明慧 李群 李强 邹云 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期40-48,共9页

对于现有基于风轮被动变速的有功功率控制(APC)方法,桨距角改变仅发生在风轮转速达到转速边界时,而且由于其根据反馈控制律调节,被动变速风轮桨距角设定具有很强的随机性。研究发现,桨距角会明显改变被动变速风轮的动态特性,随机设定的... 对于现有基于风轮被动变速的有功功率控制(APC)方法,桨距角改变仅发生在风轮转速达到转速边界时,而且由于其根据反馈控制律调节,被动变速风轮桨距角设定具有很强的随机性。研究发现,桨距角会明显改变被动变速风轮的动态特性,随机设定的桨距角难以适配实际风速的波动范围,引发风轮超速和电磁功率跌落。为此,文中基于不变桨风速范围指标,建立被动变速风轮桨距角与风速变化范围之间的适配关系,并提出考虑不变桨风速范围的风电机组APC方法。该方法通过增加桨距角设定环节,动态设定适配风速波动范围的桨距角,可克服现有APC方法中桨距角设定的随机性,从而降低风轮达到转速边界的频次,缓解风轮超速和电磁功率跌落。最后,基于风电机组动模实验平台的实验验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 风电机组 有功功率控制 被动变速风轮 不变桨风速范围 适配桨距角 风电机组动模实验平台

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摊铺机模拟试验台行驶系统研究 被引量：1

16

作者 张新荣 李元才 李宝蕴 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2013年第1期108-111,共4页

为了实现对摊铺机模拟试验台行驶速度的精确控制,根据试验台活动路面的具体功能要求,采用电液控制技术,以可编程控制器为核心,完成了活动路面板的行驶系统的液压和控制系统设计.对泵控马达的调速形式进行了分析,通过控制器调节PWM信号... 为了实现对摊铺机模拟试验台行驶速度的精确控制,根据试验台活动路面的具体功能要求,采用电液控制技术,以可编程控制器为核心,完成了活动路面板的行驶系统的液压和控制系统设计.对泵控马达的调速形式进行了分析,通过控制器调节PWM信号的占空比来改变泵的排量从而改变马达转速.采用斜坡控制完成活动路面板行驶速度的过渡,避免了活动路面板由于起步或者急剧改变其行驶速度时产生的冲击.采用PID算法实现对活动路面板的恒速控制. 展开更多

关键词 摊铺机试验台 模拟摊铺 行驶系统 速度控制

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低速风洞快速变速装置实验研究 被引量：1

17

作者 刘政崇 刘琴 张国彪 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期56-60,共5页

通过实验研究证明了用主流阻尼器快速调节半开口直流式低速风洞的实验风速的可行性。实验还考察了驻室容积、风扇转速等因素对调速加速度的影响,为稳态扫描环境模拟试验装置快速变速系统提供了必要的设计参数。

关键词 低速风洞 阻尼器 快速调节 实验研究 稳态扫描

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相控/斩控电封闭直流调速实验教学装置研制 被引量：1

18

作者 张鹏 苏建徽 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2013年第10期39-43,共5页

为了改进原有的模拟器件控制的直流调速装置,并在单台装置中实现直流电机的动态加载和稳定四象限运行,研制一套全数字控制的,具有两组四象限SCR相控整流调速单元和两组直流PWM调速单元的直流调速试验教学装置。系统主电路原理用面板图示... 为了改进原有的模拟器件控制的直流调速装置,并在单台装置中实现直流电机的动态加载和稳定四象限运行,研制一套全数字控制的,具有两组四象限SCR相控整流调速单元和两组直流PWM调速单元的直流调速试验教学装置。系统主电路原理用面板图示,有利于加深学生对整个系统的认识。可以选择两组SCR单元作为直流机组的驱动电源构成交流电封闭系统,或选择两组PWM调速单元构成直流电封闭实验系统,实现稳定的直流电机四象限运行,并可省去能耗电阻,节约大量电能。控制电路采用全数字化设计,控制策略的升级更加灵活,软件结构模块化,可根据实验要求进行组合。 展开更多

关键词 数字化 电封闭 直流调速 实验教学

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数字化相控直流调速实验系统研究 被引量：1

19

作者 张鹏 苏建徽 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2013年第11期102-106,共5页

为适应现代直流调速实验教学的需要,研究了四象限三相全桥晶闸管相控整流系统的数字化控制。主控制芯片采用数字信号处理器DSP,在单个芯片内完成多路信号采样、转速电流双闭环跟踪控制、多路脉冲触发等功能,系统控制策略的升级更加灵活... 为适应现代直流调速实验教学的需要,研究了四象限三相全桥晶闸管相控整流系统的数字化控制。主控制芯片采用数字信号处理器DSP,在单个芯片内完成多路信号采样、转速电流双闭环跟踪控制、多路脉冲触发等功能,系统控制策略的升级更加灵活。对数字化的控制结构进行了详细介绍,包括给定值、反馈值的数字选取,调节器参数的数字设定。软件结构设计模块化,可根据实验要求进行组合。设计了伪故障发生功能,有利于培养学生的故障分析能力。该实验系统的开放性和灵活性较强。 展开更多

关键词 实验教学 直流调速 伪故障 数字化控制

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基于GASA策略的交流变频调速系统模型辨识研究 被引量：1

20

作者 王东兴 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期303-306,共4页

针对交流变频调速系统,探讨了应用智能优化算法实验建模方法。变频器直接驱动异步电动机的开环调速系统存在调速性能差的问题,需要速度闭环。系统用西门子变频器作为功率驱动组件,单片机参与决策,构成一种实用的闭环控制系统。应用遗传... 针对交流变频调速系统,探讨了应用智能优化算法实验建模方法。变频器直接驱动异步电动机的开环调速系统存在调速性能差的问题,需要速度闭环。系统用西门子变频器作为功率驱动组件,单片机参与决策,构成一种实用的闭环控制系统。应用遗传算法和模拟退火算法构造一类 GASA混合优化策略,辨识表征系统动力学特性的数学模型。实验结果证明了混合优化策略的优越性,并提供了变频调速系统模型实验辨识的新途径。 展开更多

关键词 交流电动机 鼠笼式异步电动机 交流变频调速系统 模型辨识 GASA策略 单片机

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