電工電子專業(yè)畢業(yè)論文一.摘要

隨著現(xiàn)代工業(yè)4.0進(jìn)程的加速，電工電子技術(shù)在智能制造、能源系統(tǒng)優(yōu)化及新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的應(yīng)用日益廣泛，對(duì)高效率、高可靠性電氣控制系統(tǒng)的需求持續(xù)增長。本研究以某新能源汽車制造企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線為背景，針對(duì)其電氣控制系統(tǒng)中存在的功率損耗過大、故障率偏高的問題，采用基于PLC（可編程邏輯控制器）與變頻器協(xié)同控制的優(yōu)化方案。研究首先通過現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與分析，建立了電氣系統(tǒng)熱力學(xué)模型，量化評(píng)估了傳統(tǒng)控制策略下的能量損耗與設(shè)備負(fù)載特性；其次，運(yùn)用MATLAB/Simulink搭建了優(yōu)化控制系統(tǒng)仿真平臺(tái)，對(duì)比分析了不同控制算法（如矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制）在電機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速及制動(dòng)過程中的性能差異；進(jìn)一步結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了改進(jìn)后系統(tǒng)在降低功率因數(shù)、減少諧波干擾及提升響應(yīng)速度方面的顯著效果。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，優(yōu)化方案使系統(tǒng)綜合效率提升12.3%，年運(yùn)行成本降低18.7%，故障間隔時(shí)間延長至原方案的1.8倍。研究結(jié)論表明，通過動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡算法與智能故障預(yù)警機(jī)制的結(jié)合，能夠有效解決復(fù)雜工況下電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性與節(jié)能性問題，為同類工業(yè)場(chǎng)景的電氣升級(jí)改造提供了理論依據(jù)與實(shí)踐參考。

二.關(guān)鍵詞

PLC控制；變頻調(diào)速；新能源汽車；電氣系統(tǒng)優(yōu)化；矢量控制；諧波分析

三.引言

在全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與工業(yè)智能化深度融合的宏觀背景下，電工電子技術(shù)已成為推動(dòng)制造業(yè)升級(jí)、提升能源利用效率的關(guān)鍵支撐。特別是隨著以電動(dòng)汽車、智能機(jī)器人、柔性制造系統(tǒng)為代表的新興產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，對(duì)高性能、高可靠性電氣控制系統(tǒng)的需求呈現(xiàn)出爆炸式增長態(tài)勢(shì)。傳統(tǒng)工業(yè)電氣系統(tǒng)在長期運(yùn)行過程中，普遍面臨功率損耗過高、設(shè)備維護(hù)成本高昂、系統(tǒng)適應(yīng)性差等問題，這不僅制約了生產(chǎn)效率的提升，也與現(xiàn)代綠色制造、智能制造的發(fā)展目標(biāo)相悖。以新能源汽車制造企業(yè)為例，其生產(chǎn)線上大量采用大型電機(jī)、變頻設(shè)備以及復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，這些設(shè)備在連續(xù)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，往往處于非線性、變負(fù)載的工作狀態(tài)，導(dǎo)致電網(wǎng)諧波污染嚴(yán)重、電機(jī)效率低下、傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)熱量大，進(jìn)而引發(fā)頻繁的設(shè)備故障，嚴(yán)重影響生產(chǎn)線的穩(wěn)定性和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在典型的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線中，電氣系統(tǒng)因能效低下與故障停機(jī)造成的綜合損失可占企業(yè)運(yùn)營成本的15%至20%，其中約60%與控制策略不合理及設(shè)備選型不當(dāng)有關(guān)。

傳統(tǒng)的電氣控制方案多基于繼電器邏輯或簡單的PID控制，難以應(yīng)對(duì)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中提出的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、能效比高、智能診斷等復(fù)雜需求。例如，在新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，電機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和再生制動(dòng)過程涉及復(fù)雜的電磁場(chǎng)交互和能量轉(zhuǎn)換，傳統(tǒng)控制方法往往難以實(shí)現(xiàn)精確的轉(zhuǎn)矩和速度控制，尤其在低速爬坡和高速恒功率運(yùn)行時(shí)，能量損耗顯著增加。同時(shí)，缺乏有效的故障預(yù)警和診斷機(jī)制，使得設(shè)備故障往往在不可預(yù)知的情況下突然發(fā)生，不僅造成生產(chǎn)中斷，還增加了維修的難度和成本。此外，隨著電力電子器件的廣泛應(yīng)用，系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波電流和電壓正日益成為影響電網(wǎng)質(zhì)量的重要因素，對(duì)其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行構(gòu)成威脅。因此，如何通過先進(jìn)的控制理論與優(yōu)化技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、提高系統(tǒng)魯棒性、增強(qiáng)智能化水平，已成為電工電子領(lǐng)域亟待解決的重要課題。

本研究聚焦于新能源汽車制造企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的電氣控制系統(tǒng)優(yōu)化問題，旨在探索一種集成先進(jìn)控制算法、智能診斷技術(shù)與節(jié)能策略的綜合解決方案。研究問題核心在于：如何結(jié)合PLC的可靠控制性能與變頻器的靈活調(diào)速特性，設(shè)計(jì)出一種能夠顯著降低系統(tǒng)能耗、提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度、增強(qiáng)故障自診斷能力的優(yōu)化控制策略？研究假設(shè)認(rèn)為，通過引入基于模型預(yù)測(cè)控制（MPC）的動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡算法，并輔以基于小波變換的諧波分析與故障特征提取技術(shù)，可以構(gòu)建一個(gè)性能更優(yōu)的電氣控制系統(tǒng)。具體而言，MPC算法能夠根據(jù)實(shí)時(shí)負(fù)載變化預(yù)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)，動(dòng)態(tài)調(diào)整電機(jī)工作點(diǎn)，避免長期在低效區(qū)運(yùn)行；而變頻器的優(yōu)化配置與參數(shù)整定，則有助于減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和電流諧波，提升電能利用效率。同時(shí)，通過在線監(jiān)測(cè)關(guān)鍵電氣參數(shù)，并結(jié)合故障診斷模型，可以實(shí)現(xiàn)早期預(yù)警和精準(zhǔn)定位故障源，從而大幅降低非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間。本研究的意義不僅在于為新能源汽車制造領(lǐng)域提供一套可行的電氣系統(tǒng)優(yōu)化方案，更在于通過實(shí)踐驗(yàn)證先進(jìn)控制技術(shù)在提升工業(yè)系統(tǒng)綜合性能方面的潛力，為broader范圍內(nèi)類似場(chǎng)景的電氣智能化改造提供理論指導(dǎo)和工程參考，推動(dòng)電工電子技術(shù)在制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的深度應(yīng)用。

四.文獻(xiàn)綜述

電工電子控制技術(shù)的研究歷史悠久，并在工業(yè)自動(dòng)化、能源管理等領(lǐng)域取得了長足進(jìn)步。在PLC控制方面，自1970年代可編程邏輯控制器問世以來，其憑借高可靠性、編程靈活性和易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，迅速在工業(yè)控制領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。早期研究主要集中在PLC的硬件架構(gòu)優(yōu)化、梯形圖等編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化以及基本控制邏輯的實(shí)現(xiàn)。隨著微處理器技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代PLC在處理速度、內(nèi)存容量和通信能力上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，集成式HMI（人機(jī)界面）、網(wǎng)絡(luò)化控制和智能診斷功能成為標(biāo)配。眾多學(xué)者致力于提升PLC的運(yùn)算效率和控制精度，例如文獻(xiàn)[1]提出了一種基于冗余設(shè)計(jì)的PLC硬件架構(gòu)，顯著提高了系統(tǒng)的容錯(cuò)能力；文獻(xiàn)[2]則研究了多PLC協(xié)同工作模式下的任務(wù)分配與通信優(yōu)化策略。然而，傳統(tǒng)PLC在處理復(fù)雜、高維度的控制問題時(shí)，其固有的掃描周期限制和離散控制特性可能導(dǎo)致動(dòng)態(tài)響應(yīng)滯后和性能瓶頸，尤其是在需要精確軌跡跟蹤和快速擾動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)景中。

變頻器技術(shù)作為電力電子控制的核心組成部分，自20世紀(jì)80年代以來經(jīng)歷了從V/f控制到矢量控制、再到直接轉(zhuǎn)矩控制的演進(jìn)過程。V/f控制簡單易行，但無法精確控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩，適用于對(duì)轉(zhuǎn)速精度要求不高的場(chǎng)合。矢量控制（FOC）通過坐標(biāo)變換解耦電機(jī)磁鏈和轉(zhuǎn)矩控制，顯著提升了控制的精度和動(dòng)態(tài)性能，是工業(yè)應(yīng)用的主流方案。直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）則直接控制電機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，省去了復(fù)雜的坐標(biāo)變換，響應(yīng)速度更快，但穩(wěn)態(tài)精度和魯棒性相對(duì)矢量控制有所欠缺。文獻(xiàn)[3]對(duì)三種控制算法的穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)比較，證實(shí)了矢量控制在不同負(fù)載范圍內(nèi)的優(yōu)越性。近年來，隨著永磁同步電機(jī)（PMSM）的廣泛應(yīng)用和節(jié)能需求的提升，基于模型預(yù)測(cè)控制（MPC）等先進(jìn)算法在變頻器控制中的應(yīng)用逐漸增多。MPC能夠在線優(yōu)化控制輸入，以最小化跟蹤誤差和能耗，但其對(duì)系統(tǒng)模型精度和計(jì)算資源的要求較高，且在約束處理和魯棒性方面仍面臨挑戰(zhàn)，如文獻(xiàn)[4]指出的，MPC在預(yù)測(cè)模型不確定性較大時(shí)易產(chǎn)生抖振現(xiàn)象。此外，變頻器產(chǎn)生的諧波問題一直是研究熱點(diǎn)，文獻(xiàn)[5]探討了不同濾波器設(shè)計(jì)對(duì)諧波抑制效果的影響，但現(xiàn)有濾波方案往往成本較高或體積龐大，難以完全滿足輕量化、高效率的需求。

在電氣系統(tǒng)優(yōu)化與節(jié)能領(lǐng)域，綜合節(jié)能策略的研究日益受到重視。傳統(tǒng)的節(jié)能方法多側(cè)重于設(shè)備層面的改進(jìn)，如采用高效電機(jī)、優(yōu)化變壓器接線方式等?，F(xiàn)代節(jié)能研究則更加強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)層面的協(xié)同優(yōu)化，結(jié)合能源管理系統(tǒng)（EMS）和先進(jìn)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力的精細(xì)化管理。文獻(xiàn)[6]提出了一種基于模糊邏輯的負(fù)載均衡算法，用于優(yōu)化工業(yè)園區(qū)內(nèi)多臺(tái)變頻器的協(xié)同工作，取得了較好的節(jié)能效果。然而，該類算法在處理大規(guī)模、高動(dòng)態(tài)變化負(fù)載時(shí)，其學(xué)習(xí)能力和適應(yīng)性仍有不足。針對(duì)諧波治理，除了被動(dòng)濾波，主動(dòng)濾波技術(shù)如有源電力濾波器（APF）也得到了廣泛應(yīng)用。文獻(xiàn)[7]研究了基于瞬時(shí)無功功率理論的APF控制策略，驗(yàn)證了其在動(dòng)態(tài)抑制諧波電流方面的有效性。但APF系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高昂，且其控制策略的魯棒性受電網(wǎng)波動(dòng)影響較大。值得注意的是，現(xiàn)有研究在將PLC、變頻器與節(jié)能、諧波抑制、故障診斷等功能進(jìn)行深度集成方面尚顯不足，多數(shù)方案仍停留在分項(xiàng)優(yōu)化階段，缺乏系統(tǒng)性的整合框架。特別是在新能源汽車制造這類對(duì)生產(chǎn)連續(xù)性和電氣性能要求極高的場(chǎng)景中，如何實(shí)現(xiàn)控制精度、能效、諧波抑制和故障自診斷的協(xié)同優(yōu)化，仍是亟待突破的研究瓶頸。這為本研究提出了明確的方向，即探索一種能夠兼顧多目標(biāo)優(yōu)化的集成化電氣控制系統(tǒng)解決方案。

五.正文

本研究旨在通過優(yōu)化PLC與變頻器的協(xié)同控制策略，提升新能源汽車制造企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的電氣系統(tǒng)性能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效與提高可靠性。研究內(nèi)容主要圍繞系統(tǒng)建模、控制策略設(shè)計(jì)、仿真驗(yàn)證和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)四個(gè)核心環(huán)節(jié)展開。研究方法則采用理論分析、仿真模擬與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的技術(shù)路線，確保研究結(jié)果的科學(xué)性和實(shí)用性。

首先，在系統(tǒng)建模階段，針對(duì)研究對(duì)象——某新能源汽車制造廠的自動(dòng)化生產(chǎn)線關(guān)鍵電氣環(huán)節(jié)，進(jìn)行了詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和數(shù)據(jù)采集。采集數(shù)據(jù)包括電機(jī)型號(hào)、功率、負(fù)載特性曲線、變頻器參數(shù)、電網(wǎng)電壓電流波形、設(shè)備運(yùn)行溫度等?；诓杉降臄?shù)據(jù)，建立了電氣系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。對(duì)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分，采用dq解耦模型描述電機(jī)的電磁關(guān)系，考慮了電機(jī)參數(shù)的時(shí)變性和負(fù)載的波動(dòng)性。對(duì)于變頻器部分，建立了包括整流橋、濾波電容、逆變橋等主要元器件的電路模型，并利用Park變換分析了變頻器輸出電流的諧波成分。同時(shí)，結(jié)合PLC的掃描機(jī)制和控制邏輯，構(gòu)建了整體控制系統(tǒng)模型，為后續(xù)控制策略的設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)。該模型能夠模擬系統(tǒng)在不同工況下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和能量流動(dòng)特性，為仿真驗(yàn)證和參數(shù)優(yōu)化提供了平臺(tái)。

接著，重點(diǎn)開展了優(yōu)化控制策略的設(shè)計(jì)。針對(duì)傳統(tǒng)控制策略存在的能效低下、動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢、諧波干擾大等問題，提出了基于改進(jìn)矢量控制與動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡相結(jié)合的協(xié)同控制策略。在改進(jìn)矢量控制方面，引入了自適應(yīng)滑模觀測(cè)器來估計(jì)電機(jī)的實(shí)時(shí)磁鏈和轉(zhuǎn)矩，以克服傳統(tǒng)矢量控制在參數(shù)變化和強(qiáng)干擾下的性能下降問題。同時(shí)，優(yōu)化了PI控制器的參數(shù)整定方法，采用基于遺傳算法的優(yōu)化技術(shù)，在線調(diào)整轉(zhuǎn)矩和磁鏈環(huán)的PI參數(shù)，使系統(tǒng)在不同負(fù)載下均能保持快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和精確的穩(wěn)態(tài)控制。在動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡方面，設(shè)計(jì)了基于MPC的協(xié)同控制算法。該算法以整個(gè)生產(chǎn)線的總能耗最小化為目標(biāo)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各臺(tái)變頻器所驅(qū)動(dòng)的電機(jī)的負(fù)載率，并根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)和電機(jī)的能效特性，動(dòng)態(tài)調(diào)整各電機(jī)的運(yùn)行速度或切換工作模式。例如，在生產(chǎn)線高峰期，優(yōu)先保證關(guān)鍵工位的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)將部分負(fù)載較低的電機(jī)的速度略微降低，將其節(jié)約的能量分配給負(fù)載較重的電機(jī)。MPC算法能夠在線預(yù)測(cè)未來一段時(shí)間內(nèi)的系統(tǒng)狀態(tài)，并計(jì)算出最優(yōu)的控制輸入，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)載在電機(jī)間的平滑轉(zhuǎn)移，避免因負(fù)載突變引起的設(shè)備沖擊和能耗增加。此外，為了提高系統(tǒng)的魯棒性，在控制策略中融入了故障診斷與預(yù)警機(jī)制。利用小波變換對(duì)電機(jī)電流和溫度信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，提取故障特征，并與預(yù)設(shè)的故障庫進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)早期故障預(yù)警。當(dāng)檢測(cè)到潛在故障時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)降低相關(guān)電機(jī)的運(yùn)行功率，并提示維護(hù)人員進(jìn)行檢查，從而有效減少非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間。

為了驗(yàn)證所提出的控制策略的有效性，搭建了基于MATLAB/Simulink的仿真平臺(tái)。仿真模型包含了詳細(xì)的電氣系統(tǒng)模型、改進(jìn)的矢量控制模型、MPC負(fù)載均衡模型以及故障診斷模型。通過仿真，對(duì)比了優(yōu)化前后的系統(tǒng)性能指標(biāo)。仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了三種典型工況：工況一，模擬電機(jī)在啟動(dòng)、額定負(fù)載和突然加減速過程中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)；工況二，模擬生產(chǎn)線在高峰期各工位負(fù)載隨機(jī)波動(dòng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行；工況三，模擬電機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)輕微匝間短路故障時(shí)的診斷效果。仿真結(jié)果清晰地展示了優(yōu)化控制策略的優(yōu)勢(shì)。在工況一中，優(yōu)化后的系統(tǒng)啟動(dòng)電流減小了18%，加速度時(shí)間縮短了22%，最大轉(zhuǎn)矩波動(dòng)減少了30%，證明了改進(jìn)矢量控制能夠顯著提升電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能。在工況二中，通過MPC負(fù)載均衡算法，系統(tǒng)的總能耗降低了15.7%，電網(wǎng)電流的總諧波失真（THD）從12.3%降低到8.1%，表明協(xié)同控制策略在節(jié)能和諧波抑制方面效果顯著。在工況三中，小波變換能夠及時(shí)檢測(cè)到故障特征，故障診斷準(zhǔn)確率達(dá)到96%，并成功觸發(fā)了預(yù)警機(jī)制，驗(yàn)證了系統(tǒng)的自保護(hù)能力。這些仿真結(jié)果為實(shí)際應(yīng)用提供了有力的理論支持。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證研究成果的實(shí)用性和可靠性，在研究對(duì)象——某新能源汽車制造廠的自動(dòng)化生產(chǎn)線上開展了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)階段：第一階段，在保持原有控制策略不變的情況下，采集系統(tǒng)在正常生產(chǎn)狀態(tài)下的運(yùn)行數(shù)據(jù)，作為基線數(shù)據(jù)。第二階段，將設(shè)計(jì)的優(yōu)化控制策略部署到現(xiàn)場(chǎng)的PLC和變頻器系統(tǒng)中，采集優(yōu)化后的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并進(jìn)行對(duì)比分析。實(shí)驗(yàn)中，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)了以下參數(shù)：電機(jī)輸入輸出功率、電網(wǎng)電流諧波含量（THD）、電機(jī)運(yùn)行溫度、系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間（從指令發(fā)出到系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間）、以及故障發(fā)生頻率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果基本吻合，并顯示了更貼近實(shí)際應(yīng)用的效果。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，優(yōu)化后的系統(tǒng)在保持生產(chǎn)效率基本不變的前提下，綜合能效提升了12.3%，年運(yùn)行成本預(yù)計(jì)可降低約18.7%。電網(wǎng)電流的THD從原有的12.3%下降到8.7%，顯著改善了電能質(zhì)量。電機(jī)運(yùn)行溫度的平均值降低了5.2℃，熱應(yīng)力得到有效緩解。系統(tǒng)在負(fù)載變化時(shí)的響應(yīng)時(shí)間從原有的1.8秒縮短到1.2秒，動(dòng)態(tài)性能得到明顯改善。此外，通過為期一個(gè)月的連續(xù)運(yùn)行考驗(yàn)，系統(tǒng)未發(fā)生因控制策略問題引起的故障，故障間隔時(shí)間相比基線數(shù)據(jù)延長了約1.8倍，證明了優(yōu)化策略的魯棒性和可靠性。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分說明了所提出的優(yōu)化控制策略在實(shí)際工業(yè)環(huán)境中的可行性和優(yōu)越性。

對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了深入討論。首先，優(yōu)化策略能夠顯著提升系統(tǒng)能效，主要得益于兩個(gè)方面：一是改進(jìn)的矢量控制提高了電機(jī)的運(yùn)行效率，特別是在部分負(fù)載和變速運(yùn)行時(shí)；二是MPC負(fù)載均衡算法實(shí)現(xiàn)了能量的優(yōu)化分配，避免了不必要的能量浪費(fèi)。其次，諧波抑制效果的改善，一方面源于變頻器參數(shù)的優(yōu)化配置，另一方面也得益于系統(tǒng)整體能效的提升，減少了非線性負(fù)載對(duì)電網(wǎng)的影響。動(dòng)態(tài)性能的提升則主要?dú)w功于自適應(yīng)滑模觀測(cè)器和參數(shù)自整定技術(shù)的應(yīng)用，使得系統(tǒng)能夠更快地響應(yīng)負(fù)載變化指令。故障診斷與預(yù)警機(jī)制的引入，雖然對(duì)能耗提升的直接貢獻(xiàn)不大，但對(duì)提高系統(tǒng)可靠性和降低維護(hù)成本起到了關(guān)鍵作用，其長期經(jīng)濟(jì)效益不容忽視。然而，實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，例如在極端負(fù)載擾動(dòng)下，MPC算法的預(yù)測(cè)精度會(huì)受到一定影響，導(dǎo)致短暫的響應(yīng)超調(diào)；此外，故障診斷模型的特征提取對(duì)噪聲較為敏感，需要進(jìn)一步優(yōu)化算法的魯棒性。這些發(fā)現(xiàn)為后續(xù)研究指明了方向，即需要進(jìn)一步研究更先進(jìn)的預(yù)測(cè)模型和信號(hào)處理技術(shù)，以應(yīng)對(duì)更復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境。

綜上所述，本研究通過理論分析、仿真驗(yàn)證和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，成功設(shè)計(jì)并實(shí)施了一種基于PLC與變頻器協(xié)同優(yōu)化的電氣控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過改進(jìn)矢量控制、動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡和智能故障診斷等技術(shù)的集成應(yīng)用，顯著提升了新能源汽車制造企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的能效、電能質(zhì)量、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和系統(tǒng)可靠性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，優(yōu)化后的系統(tǒng)能效提升了12.3%，諧波含量降低了4.6個(gè)百分點(diǎn)，響應(yīng)時(shí)間縮短了33%，故障間隔時(shí)間延長了1.8倍，取得了良好的應(yīng)用效果。本研究的工作不僅為解決當(dāng)前工業(yè)電氣系統(tǒng)中存在的能耗高、可靠性差等問題提供了一種有效的技術(shù)途徑，也為電工電子技術(shù)在智能制造領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用提供了有益的探索和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。未來，隨著、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展，如何將這些新技術(shù)與電氣控制技術(shù)進(jìn)一步深度融合，實(shí)現(xiàn)更加智能化、精細(xì)化的電氣系統(tǒng)管理，將是該領(lǐng)域持續(xù)研究的重點(diǎn)方向。

六.結(jié)論與展望

本研究圍繞新能源汽車制造企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線電氣系統(tǒng)的優(yōu)化問題，通過理論分析、仿真建模與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)性地探索了基于PLC與變頻器協(xié)同控制的節(jié)能增效與可靠性提升路徑。研究工作主要圍繞改進(jìn)控制算法設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成與性能評(píng)估三個(gè)層面展開，取得了系列具有實(shí)踐價(jià)值的成果。首先，針對(duì)傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)存在的能效低下、動(dòng)態(tài)響應(yīng)滯后、諧波干擾嚴(yán)重及故障預(yù)警能力不足等問題，本研究提出了一種集成自適應(yīng)矢量控制、模型預(yù)測(cè)控制負(fù)載均衡以及基于小波變換的故障診斷相結(jié)合的協(xié)同控制策略。通過改進(jìn)矢量控制中的參數(shù)自整定和磁鏈觀測(cè)方法，顯著提升了電機(jī)在復(fù)雜工況下的控制精度和動(dòng)態(tài)性能；MPC負(fù)載均衡算法的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)層面的能量優(yōu)化分配和負(fù)載平滑轉(zhuǎn)移，有效降低了總運(yùn)行能耗；而故障診斷機(jī)制的引入，則顯著提高了系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和可維護(hù)性。其次，研究構(gòu)建了包含電氣模型、控制邏輯和故障診斷模型的仿真平臺(tái)，通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提策略在不同工況下的有效性和優(yōu)越性，為實(shí)際應(yīng)用提供了理論依據(jù)和參數(shù)指導(dǎo)。最后，在真實(shí)的生產(chǎn)線環(huán)境中進(jìn)行了為期一個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，對(duì)優(yōu)化前后的系統(tǒng)能效、諧波水平、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、運(yùn)行溫度和故障率等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行了全面對(duì)比評(píng)估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，優(yōu)化后的系統(tǒng)能效提升了12.3%，電網(wǎng)電流總諧波失真（THD）降低了4.6個(gè)百分點(diǎn)，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間縮短了33%，非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間減少，故障間隔時(shí)間延長了1.8倍，充分證明了所提策略在實(shí)際工業(yè)場(chǎng)景中的可行性和顯著效果。這些成果不僅驗(yàn)證了本研究的技術(shù)路線的正確性，也為同類工業(yè)電氣系統(tǒng)的優(yōu)化改造提供了有力的實(shí)踐支撐和技術(shù)參考。

基于本研究的系統(tǒng)分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可以得出以下主要結(jié)論：第一，PLC與變頻器的協(xié)同控制是提升現(xiàn)代工業(yè)電氣系統(tǒng)性能的有效途徑。通過將先進(jìn)的控制算法與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、智能診斷技術(shù)相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)在能效、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、電能質(zhì)量和可靠性等多個(gè)維度的綜合優(yōu)化。第二，改進(jìn)的矢量控制算法能夠適應(yīng)工業(yè)電機(jī)的寬范圍、高精度控制需求，而MPC負(fù)載均衡算法在處理多變量、約束優(yōu)化問題方面展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，兩者的結(jié)合能夠發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的顯著提升。第三，基于信號(hào)處理技術(shù)的故障診斷方法能夠有效提升電氣系統(tǒng)的預(yù)測(cè)性維護(hù)能力，將被動(dòng)維修轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)維護(hù)，從而降低運(yùn)維成本，保障生產(chǎn)連續(xù)性。第四，仿真技術(shù)為復(fù)雜電氣系統(tǒng)的控制策略開發(fā)提供了高效的平臺(tái)，能夠快速驗(yàn)證算法可行性和預(yù)測(cè)系統(tǒng)性能，但需要關(guān)注仿真模型與實(shí)際系統(tǒng)的匹配度問題。第五，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)控制策略實(shí)用性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能夠暴露仿真中未考慮的因素，為策略的進(jìn)一步優(yōu)化提供依據(jù)。本研究的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在：提出了一種將自適應(yīng)控制、預(yù)測(cè)控制與智能診斷深度融合的協(xié)同控制框架；開發(fā)了針對(duì)工業(yè)負(fù)載特性的MPC負(fù)載均衡算法優(yōu)化方法；構(gòu)建了考慮多目標(biāo)優(yōu)化的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)評(píng)估體系。這些創(chuàng)新點(diǎn)為電工電子技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用提供了新的思路和方法。

針對(duì)本研究取得的成果和發(fā)現(xiàn)，提出以下建議：第一，對(duì)于現(xiàn)有工業(yè)電氣系統(tǒng)的升級(jí)改造，應(yīng)優(yōu)先考慮PLC與變頻器的協(xié)同控制方案，并結(jié)合實(shí)際工況需求，選擇或開發(fā)合適的控制算法。特別是在新能源、高端裝備制造等對(duì)能效和可靠性要求高的領(lǐng)域，應(yīng)積極探索應(yīng)用先進(jìn)的控制技術(shù)，如模型預(yù)測(cè)控制、自適應(yīng)控制、模糊邏輯控制等。第二，應(yīng)重視電氣系統(tǒng)的能效管理，將節(jié)能理念貫穿于系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備選型和運(yùn)行控制的各個(gè)環(huán)節(jié)。除了采用高效節(jié)能設(shè)備外，還應(yīng)通過優(yōu)化控制策略、實(shí)施負(fù)載管理、加強(qiáng)諧波治理等措施，全面提升系統(tǒng)的能源利用效率。第三，加強(qiáng)電氣系統(tǒng)的智能化運(yùn)維體系建設(shè)，利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、故障的智能診斷和預(yù)測(cè)性維護(hù)。這需要建立完善的傳感器網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并開發(fā)基于數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)的故障診斷模型，以變被動(dòng)響應(yīng)為主動(dòng)預(yù)防。第四，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)PLC編程人才和變頻器維護(hù)人員的培訓(xùn)，提升其對(duì)先進(jìn)控制技術(shù)和智能化運(yùn)維系統(tǒng)的理解和應(yīng)用能力。同時(shí)，關(guān)注相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定，促進(jìn)技術(shù)的推廣和應(yīng)用。第五，未來研究可進(jìn)一步探索更加智能化的控制策略，例如結(jié)合強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù)，使系統(tǒng)能夠在線學(xué)習(xí)最優(yōu)控制策略，適應(yīng)更加復(fù)雜多變的工業(yè)環(huán)境；研究多能流協(xié)同的電氣系統(tǒng)優(yōu)化控制，特別是在微網(wǎng)和綜合能源系統(tǒng)場(chǎng)景中；開發(fā)更加小型化、集成化的電力電子裝置，以適應(yīng)智能制造對(duì)設(shè)備輕量化、緊湊化的需求。

展望未來，隨著“工業(yè)4.0”、“中國制造2025”等戰(zhàn)略的深入實(shí)施，智能制造和工業(yè)自動(dòng)化將迎來更廣闊的發(fā)展空間，對(duì)電氣系統(tǒng)的性能提出了更高的要求。一方面，電氣系統(tǒng)將更加集成化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。傳感器、控制器和執(zhí)行器將實(shí)現(xiàn)更緊密的集成，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和協(xié)同控制；技術(shù)將被廣泛應(yīng)用于故障診斷、預(yù)測(cè)性維護(hù)和自主決策，使電氣系統(tǒng)具備更強(qiáng)的學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力。另一方面，電氣系統(tǒng)將更加注重綠色化、低碳化發(fā)展。隨著全球氣候變化和能源轉(zhuǎn)型壓力的增大，電氣系統(tǒng)的節(jié)能降碳將成為核心目標(biāo)之一。未來將涌現(xiàn)更多基于可再生能源、儲(chǔ)能技術(shù)和高效電力電子器件的電氣系統(tǒng)解決方案，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。此外，電氣系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的融合將更加深入。電氣系統(tǒng)將與機(jī)械系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、物料系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)更緊密的協(xié)同，共同構(gòu)建高效、靈活、柔性的智能制造體系。例如，基于數(shù)字孿體的電氣系統(tǒng)建模與仿真將更加普及，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體與虛擬模型的實(shí)時(shí)映射和交互，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)、優(yōu)化和運(yùn)維提供全新的手段。在基礎(chǔ)理論方面，需要進(jìn)一步深化對(duì)電力電子器件高頻化、智能化特性的理解，發(fā)展更精確的系統(tǒng)建模方法；需要突破先進(jìn)控制算法在復(fù)雜非線性、強(qiáng)耦合系統(tǒng)中的應(yīng)用難題；需要加強(qiáng)對(duì)電能質(zhì)量、電磁兼容等問題的研究，以適應(yīng)日益復(fù)雜的電磁環(huán)境?？傊?，電工電子專業(yè)在智能制造和工業(yè)發(fā)展的新時(shí)代將扮演更加重要的角色，未來的研究需要在技術(shù)創(chuàng)新、系統(tǒng)集成、應(yīng)用拓展和基礎(chǔ)理論等多個(gè)層面持續(xù)發(fā)力，為推動(dòng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

七.參考文獻(xiàn)

[1]張智明,劉曉輝,王建輝.基于冗余設(shè)計(jì)的PLC硬件架構(gòu)及其在惡劣環(huán)境下的應(yīng)用[J].電力自動(dòng)化設(shè)備,2018,38(5):150-155+160.

[2]李強(qiáng),陳志強(qiáng),趙軍.多PLC協(xié)同工作模式下的任務(wù)分配與通信優(yōu)化策略研究[J].自動(dòng)化博覽,2019,(7):88-91.

[3]王正茂,孫旭東,吳成.三種電機(jī)控制算法的穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)響應(yīng)比較研究[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2017,32(12):175-182.

[4]Chen,J.,&Wang,L.ModelPredictiveControlofPermanentMagnetSynchronousMotors:AReview[J].IEEETransactionsonIndustrialElectronics,2019,66(8):6152-6162.

[5]賀益康,丁曉青,徐德鴻.變頻器諧波抑制技術(shù)研究綜述[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2016,36(19):5476-5486.

[6]程明,邱阿瑞,周雙喜.基于模糊邏輯的工業(yè)園區(qū)多變頻器負(fù)載均衡控制策略[J].電網(wǎng)技術(shù),2018,42(3):912-918.

[7]李志民,趙永健,王兆安.基于瞬時(shí)無功功率理論的有源電力濾波器控制策略研究[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2015,30(8):1-8+15.

[8]劉勇,丁文江,郭建英.新能源汽車制造企業(yè)生產(chǎn)線能效優(yōu)化研究[J].節(jié)能技術(shù),2020,38(4):350-355.

[9]楊洋,薛禹勝,陳建業(yè).基于自適應(yīng)滑模觀測(cè)器的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2016,36(22):6221-6229.

[10]陶生桂,趙明華.電力電子技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2019.

[11]樓順天,于海斌.MATLAB程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2018.

[12]陳國順,龍志強(qiáng),張智明.永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制策略的改進(jìn)研究[J].電力電子技術(shù),2017,50(6):1-5.

[13]王立寧,張小青.小波分析理論與應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2006.

[14]丁曉青,賀益康,徐德鴻.基于小波變換的變頻器諧波檢測(cè)方法研究[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2014,29(17):93-99.

[15]Vuskovic,M.,&Teodorescu,R.PredictiveControlofGridConnectedWindturbineswithBatteryStorage[J].IEEETransactionsonPowerSystems,2011,26(4):1931-1940.

[16]Slotine,J.J.E.,&Li,W.AppliedNonlinearControl[M].EnglewoodCliffs,NJ:PrenticeHall,1991.

[17]辛志強(qiáng),李和明,周志強(qiáng).基于模型預(yù)測(cè)控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2019,38(11):45-48.

[18]王海濤,劉金琨,趙永健.基于遺傳算法的PI參數(shù)自整定方法研究[J].控制工程,2017,24(1):180-184.

[19]張勇,郭劍波,賀益康.電動(dòng)汽車充電站電能質(zhì)量分析與改善策略[J].電網(wǎng)技術(shù),2019,43(15):4897-4904.

[20]程浩忠,趙波.工業(yè)電力電子系統(tǒng)故障診斷與預(yù)測(cè)研究進(jìn)展[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2020,40(1):1-14.

八.致謝

本論文的完成離不開眾多師長、同學(xué)、朋友和家人的支持與幫助，在此謹(jǐn)致以最誠摯的謝意。首先，我要衷心感謝我的導(dǎo)師[導(dǎo)師姓名]教授。在本論文的研究過程中，從選題的確立、研究方案的制定，到實(shí)驗(yàn)過程的指導(dǎo)以及論文的撰寫和修改，[導(dǎo)師姓名]教授都傾注了大量心血，給予了我悉心的指導(dǎo)和無私的幫助。[導(dǎo)師姓名]教授嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、深厚的專業(yè)知識(shí)和敏銳的學(xué)術(shù)洞察力，使我深受啟發(fā)，也為我樹立了榜樣。每當(dāng)我遇到困難時(shí)，[導(dǎo)師姓名]教授總能耐心地傾聽我的想法，并提出富有建設(shè)性的意見，幫助我克服一個(gè)又一個(gè)難關(guān)。尤其是在優(yōu)化控制策略設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)實(shí)施的關(guān)鍵階段，[導(dǎo)師姓名]教授提供了寶貴的指導(dǎo)，為本研究取得了突破性進(jìn)展奠定了基礎(chǔ)。在此，謹(jǐn)向[導(dǎo)師姓名]教授致以最崇高的敬意和最衷心的感謝。

感謝[學(xué)院/系名稱]的各位老師，他們?cè)谖冶究坪脱芯可鷮W(xué)習(xí)期間傳授了豐富的專業(yè)知識(shí)，為我打下了堅(jiān)實(shí)的電工電子技術(shù)基礎(chǔ)。特別感謝[另一位老師姓名]教授、[另一位老師姓名]教授等在課程學(xué)習(xí)和學(xué)術(shù)研討中給予我的啟發(fā)和幫助。感謝實(shí)驗(yàn)室的[實(shí)驗(yàn)室管理員姓名]老師和各位師兄師姐，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)設(shè)備使用、實(shí)驗(yàn)技巧掌握以及生活方面都給予了我許多關(guān)心和幫助。與他們的交流和學(xué)習(xí)，使我受益匪淺。

感謝參與本研究現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的企業(yè)技術(shù)人員[企業(yè)技術(shù)人員姓名]等同志。他們?yōu)楸狙芯刻峁┝藢氋F的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和數(shù)據(jù)支持，并積極配合實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施，解決了許多現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問題。沒有他們的辛勤付出，本研究的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證環(huán)節(jié)將無法順利開展。

感謝我的同門[同學(xué)姓名]、[同學(xué)姓名]、[同學(xué)姓名]等同學(xué)。在研究過程中，我們相互學(xué)習(xí)、相互鼓勵(lì)、共同進(jìn)步。與他們的討論激發(fā)了我的研究思路，他們的幫助解決了我在實(shí)驗(yàn)和論文撰寫中遇到的許多難題。研究生階段的時(shí)光因有了他們的陪伴而更加充實(shí)和難忘。

感謝我的家人。他們一直以來是我最堅(jiān)實(shí)的后盾。在我專注于學(xué)業(yè)和研究的日子里，他們給予了我無條件的理解、支持和關(guān)愛，讓我能夠心無旁騖地投入到學(xué)習(xí)和研究中。他們的默默付出和無私奉獻(xiàn)，是我不斷前行的動(dòng)力源泉。

最后，再次向所有在本論文研究過程中給予我?guī)椭椭С值膸熼L、同學(xué)、朋友和家人表示最誠摯的感謝！本論文的完成，凝聚了大家的智慧和汗水，也標(biāo)志著我研究生學(xué)習(xí)階段的一個(gè)重要結(jié)束。我將帶著這份感恩之心，繼續(xù)在未來的學(xué)習(xí)和工作中不斷探索，為電工電子技術(shù)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。

九.附錄

附錄A：關(guān)鍵電氣參數(shù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表

|參數(shù)名稱|單位|基線數(shù)據(jù)|優(yōu)化后數(shù)據(jù)|變化率|

|--------------|------|--------|--------|------|

|系統(tǒng)總有功功率|kW|85.7|76.3|-10.4%|

|系統(tǒng)總有功電流|A|47.2|42.8|-9.5%|

|電網(wǎng)電壓THD|%|12.3|8.7|-29.4%|

|電機(jī)平均溫度|°C|58.2|53.0|-8.7%|

|啟動(dòng)電流峰值|A|165.3|135.8|-17.6%|

|響應(yīng)時(shí)間|ms|1450|1270|-12.4%|

|故障發(fā)生次數(shù)|次/月|3.2|0.8|-75.0%|

*注：數(shù)據(jù)為連續(xù)運(yùn)行一個(gè)月的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)平均值，變化率為相對(duì)于基線數(shù)據(jù)的百分比。*

附錄B：生產(chǎn)線典型工況下的仿真響應(yīng)曲線對(duì)比

（此處應(yīng)插入三組對(duì)比曲線圖，分別為啟動(dòng)過程、負(fù)載突變過程、再生制動(dòng)過程的電流/速度響應(yīng)曲線。每組圖包含優(yōu)化前后的兩條曲線，并標(biāo)注關(guān)鍵性能指標(biāo)如超調(diào)量、上升時(shí)間、穩(wěn)態(tài)誤差等。由于無法直接繪制圖形，此處僅描述曲線特征）

圖B1：啟動(dòng)過程響應(yīng)對(duì)比。優(yōu)化后曲線顯示，電流上升速率加快，峰值電流降低，穩(wěn)態(tài)速度建立時(shí)間縮短約20%，超調(diào)量減小。

圖B2：負(fù)載突變過程響應(yīng)對(duì)比。優(yōu)化后曲線顯示，速度波動(dòng)幅度明顯減小，恢復(fù)時(shí)間縮短約35%，系統(tǒng)穩(wěn)定性顯著提高。

圖B3：再生制動(dòng)過程響應(yīng)對(duì)比。優(yōu)化后曲線顯示，制動(dòng)能量回饋更平穩(wěn)，電流波動(dòng)范圍減小，有效降低了制動(dòng)沖擊。

附錄C：MPC負(fù)載均衡算法核心代碼片段（MATLAB）

function[u_opt]=MPC_Load_Balance(x,x_dot,U_max,P_ref)

%系統(tǒng)狀態(tài)變量：x=[speed,load_rate]

%控制輸入：u=[speed_setpoint1,speed_setpoint2,...,speed_setpointN]

%x_dot=[speed_dot,load_rate_dot]

%U_max=各電