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基于BP神经网络的中频电源平衡控制器的研究

段宏波  
【摘要】:大功率可控整流电路在运行中会对电网造成严重的谐波污染问题,目前解决这一问题的主要方法是将单路三相整流供电改为Y、△双路并联整流形式。然而,并联供电的关键则是要保证两路输出功率的绝对平衡,否则由于回路间过大的环流损耗会导致整流元件的损坏。为此有必要研究一种高精度的功率平衡控制器,以确保这一方法的可靠实施。本文结合大功率可控整流电路在中频透热电源中的应用实例,详细地描述了功率平衡控制器的研究与设计过程。 首先论文从中频变频电源入手,着重分析了装置的组成形式及控制方法,主要阐明了作为中频变频电源的两大部分—整流电路与逆变电路之间的结构关系及控制要点。基于以上分析,构建了中频电源平衡控制器的数学模型及电路结构。主要控制思想是:在保证感应透热中频电源输出稳定的前提下,以设备给定量闭环调节输出为基准,加入两路供电不平衡的偏差作为扰动信号,最终以调节Y、△两路整流触发电路移相控制角的形式,实现对两套整流设备的统一控制。 在平衡调节器控制算法设计中,文中通过大量的理论分析,提出了一种适用于非线性、惯性系统的基于BP神经网络控制方法。即将BP神经网络与传统PID控制相结合,研究设计了一种基于BP神经网络的PID控制器。文章详细说明了其理论依据,并通过MATLAB仿真分析,证明了该控制算法优于传统的PID控制算法。从而,使功率平衡调节器即适应了中频电源的实际特点,有克服了传统PID控制方法的缺点和局限性。 在完成了整个系统的硬件和软件设计之后,文章给出了实验结果和分析。结果证明,整个电路的设计以及算法的设计是完全可行和适用的,已达到了预期的设计目标。


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