基于粒子群算法的感应加热负载辨识研究

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感应加热技术以加热效率高、节能环保和易于实现自动化等传统加热技术所不具备的优势在熔炼、焊接和铸造等行业中得到了广泛的应用。  感应加热电源是感应加热的核心部分,通常针对固定负载进行设计。随着越来越多的感应加热设备提出针对不同负载进行加热并输出不同功率的要求,为保证感应加热电源的高效性和安全性,负载辨识成为感应加热研究的一大重点。负载槽路中的等效电感和电阻值与逆变器电压和电流值存在一定关系,可将其转化为一般的优化问题,采用优化算法进行求解,以此确定等效电感和电阻值,进而保证感应加热电源在加热不同负载时的安全性,实现更有效的控制。  本文概述了负载辨识的几种算法,介绍了标准粒子群算法的原理、社会行为和参数设计,分析了管材感应加热电源基于半桥电路负载辨识的三种方法以及粒子群算法在辨识中的具体应用。搭建了MATLAB仿真模型,通过理论和仿真结果比较了三种方法的可行性和优缺点,选择了合适的方案。设计了基于半桥电路感应加热电源的控制电路,针对粒子群算法并行运算的特点,完成了基于ARM和FPGA软件部分的程序,并进行了实验与调试,实现了负载的离线辨识。通过实验证明了本文理论分析与设计方案的正确性与可行性。
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