【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)日新月異的飛速發(fā)展,異步電機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,對(duì)其性能的要求也愈加嚴(yán)苛。由于異步電機(jī)的交流調(diào)速系統(tǒng)自身具有非線性、強(qiáng)耦合、多變量的特點(diǎn),需要解決控制系統(tǒng)抗干擾能力差和電機(jī)轉(zhuǎn)速辨識(shí)精度低等問(wèn)題,所以本文研究了異步電機(jī)的自抗擾控制技術(shù)和轉(zhuǎn)速辨識(shí)方法,以滿足工程中高性能要求。根據(jù)空間矢量控制原理分析了異步電機(jī)在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,再使用自抗擾控制將異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型中的耦合項(xiàng)和參數(shù)攝動(dòng)等視為總干擾,并通過(guò)線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器對(duì)其進(jìn)行估計(jì)并加以補(bǔ)償,從而間接性的實(shí)現(xiàn)了磁鏈和轉(zhuǎn)矩的完全解耦,它不依賴(lài)于電機(jī)的精確數(shù)學(xué)模型,便使系統(tǒng)線性化為積分器串聯(lián)型結(jié)構(gòu),從而簡(jiǎn)化了控制對(duì)象,提高了控制性能。使用參考模型自適應(yīng)方法建立電機(jī)轉(zhuǎn)速辨識(shí)模型,選取擴(kuò)張狀態(tài)磁鏈觀測(cè)器替代傳統(tǒng)的電壓型磁鏈觀測(cè)器作為參考模型,電流型磁鏈觀測(cè)器為可調(diào)模型,再根據(jù)波波夫超穩(wěn)定理論分析系統(tǒng)穩(wěn)定性,并計(jì)算出合適的轉(zhuǎn)速辨識(shí)自適應(yīng)律,使用自適應(yīng)律處理兩模型輸出之差,再反饋電流型磁鏈觀測(cè)器中,不斷調(diào)節(jié)使得差值趨向于0,最終獲得精確的電機(jī)轉(zhuǎn)速。最后在MATLAB/SIMULINK仿真平臺(tái)上對(duì)上述理論研究進(jìn)行仿真,與傳統(tǒng)PI控制和轉(zhuǎn)速辨識(shí)系統(tǒng)做了詳盡的對(duì)比實(shí)驗(yàn);并搭建了硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái),完成了程序設(shè)計(jì)和硬件調(diào)試。分析了仿真和硬件實(shí)驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了該控制方案相較于傳統(tǒng)方案,具有強(qiáng)抗擾動(dòng)能力、速度辨識(shí)精度高等良好的系統(tǒng)魯棒性。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TP273;TM343
【圖文】：

步電機(jī)控制系統(tǒng)自抗擾控制技術(shù)年來(lái)，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者潛心思考，深入研究，對(duì)異步電機(jī)這個(gè)具有非線性性的被控對(duì)象有了新的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為非線性模型控制能更適合去控制異步電討論出來(lái)前文提及的一些新理論模型，能更好的解決傳統(tǒng)PID控制的一些科學(xué)院韓京清研究員提出的自抗擾控制技術(shù)[15]，很好的改善了先前控制技諸多控制技術(shù)中尤為突出。通過(guò)把傳統(tǒng)PID控制技術(shù)完全剖析開(kāi)，分析了其精華，棄其糟粕，再結(jié)合現(xiàn)代信號(hào)處理等技術(shù)，改善線性控制器理論，技術(shù)上邁進(jìn)了巨大的一步。 傳統(tǒng) PID 控制及其優(yōu)缺點(diǎn)統(tǒng) PID 控制是經(jīng)典控制理論中占有至關(guān)重要地位的一種方法，時(shí)至今日，然活躍在工業(yè)控制、運(yùn)動(dòng)控制等各種控制領(lǐng)域，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，被控對(duì)象與差信號(hào)和其反饋控制算法均易實(shí)現(xiàn)，運(yùn)算量小，實(shí)時(shí)性高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)迅速統(tǒng) PID 控制的結(jié)構(gòu)如圖 1.1 所示。

圖 1.2 自抗擾控制器結(jié)構(gòu)跟蹤微分器主要是安排合理的過(guò)渡過(guò)程，解決系統(tǒng)超調(diào)和快速性的矛盾；擴(kuò)張狀態(tài)測(cè)器是自抗擾控制器最重要的部分，負(fù)責(zé)把系統(tǒng)中易受影響的參數(shù)變動(dòng)和外部環(huán)境帶的擾動(dòng)視為整體擾動(dòng)，并對(duì)其實(shí)時(shí)估計(jì)和補(bǔ)償；非線性狀態(tài)誤差反饋控制律是把控制象中的非線性不確定部分使用非線性狀態(tài)反饋的方式轉(zhuǎn)化為積分串聯(lián)型結(jié)構(gòu)。整體的據(jù)流動(dòng)和相互作用如圖 1.2 所示。自抗擾控制技術(shù)針對(duì)系統(tǒng)中諸多不同因素直接或間接產(chǎn)生的擾動(dòng)進(jìn)行分析，不依附被控對(duì)象的精準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型，利用擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器把這些擾動(dòng)視作整體來(lái)估算與補(bǔ)償，其化為線性積分串聯(lián)型，用以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的線性化動(dòng)態(tài)響應(yīng)，從而簡(jiǎn)單化了系統(tǒng)因多因素影響所導(dǎo)致的復(fù)雜化。因?yàn)檫@些優(yōu)良特性，自抗擾控制技術(shù)常常應(yīng)用于整流器系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、電機(jī)控制統(tǒng)、逆變器系統(tǒng)和有源濾波系統(tǒng)等。本文將自抗擾控制技術(shù)應(yīng)用于異步電機(jī)控制系統(tǒng)，高了該系統(tǒng)的控制精度與性能。.3 無(wú)速度傳感器矢量控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速辨識(shí)技術(shù)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2724807