感应加热电源中负载参数辨识的研究

摘要

感应加热技术以节能、环保、高效的特点被广泛应用在焊接、熔炼、铸造以及废气处理等场合，由于加热对象的复杂性，感应加热电源面临着很多挑战，需要朝着更加高效、更加节能化的方向发展。 在感应加热中，加热线圈和加热工件作为负载被等效为电感和电阻串联的形式，由于应用场合不同，加热对象的形状大小各不相同，因此负载参数电感和电阻难以确定。在加热过程中，随温度变化，负载电感和电阻发生变化，使得谐振频率和加热功率均发生改变，从而影响加热效率和效果。尤其在熔炼等场合，负载电感在居里点处会发生突变，导致电路工作状态剧烈变化，甚至损坏电源。针对上述情况，本文研究基于带可变遗忘因子递推最小二乘法在感应加热电源负载参数辨识中的应用，通过对负载电阻和电感的辨识以确定相应的功率和谐振频率，从而达到高效加热的目的。即使在负载参数电感和电阻突变时，仍能够进行快速准确的辨识，使电路安全稳定运行。 根据上述感应加热电源负载的特性和加热要求，建立感应加热电源负载槽路的方程模型，列出负载参数电感和电阻与负载两端电压和槽路电流的方程式，利用递推最小二乘法对该方程进行求解，最终计算出负载参数电感和电阻的大小，从而调节频率和功率，使电源高效加热。为了实现负载电感和电阻突变时的准确辨识，加入可变遗忘因子进行调节实现快速辨识，以确保电源稳定运行。通过仿真以及搭建基于ARM和FPGA的感应加热实验平台证实了本方法能够有效解决感应加热的负载参数变化带来的问题。

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大论文（最终版）

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