本文關(guān)鍵詞：基于滑模觀測器的SVM-DTC交流調(diào)速實驗平臺研究

  更多相關(guān)文章： 異步電機 SVM-DTC 定子磁鏈觀測 滑模觀測器 轉(zhuǎn)速辨識

【摘要】：交流變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、航空航天、軌道交通以及日常生活等多領(lǐng)域中都發(fā)揮著舉足輕重的作用。直接轉(zhuǎn)矩控制中定子磁鏈觀測的精度將直接影響電磁轉(zhuǎn)矩的計算以及控制系統(tǒng)的性能,傳統(tǒng)u-i觀測模型中純積分器的使用及定子電阻參數(shù)對觀測結(jié)果影響較大。在高校運動控制系統(tǒng)課程實驗教學(xué)的背景下,為實現(xiàn)對定子磁鏈的準確觀測及無速度傳感器技術(shù),本文主要對基于滑模觀測器的SVM-DTC交流調(diào)速實驗平臺進行設(shè)計。首先,在異步電機動態(tài)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上研究基于空間矢量調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制原理,并對空間矢量調(diào)制技術(shù)進行介紹。著重分析了傳統(tǒng)定子磁鏈u-i觀測模型中由于純積分器的使用以及定子電阻參數(shù)所產(chǎn)生的問題,并進行仿真分析及驗證。研究一種基于滑模觀測器的定子磁鏈觀測模型,該模型以兩相靜止坐標系下的定子電流及定子磁鏈為狀態(tài)變量建立狀態(tài)方程,進而構(gòu)造滑模觀測器,并通過反饋矩陣形成閉環(huán)系統(tǒng)對觀測器中的定子磁鏈值進行校正,提高定子磁鏈觀測的準確性。在此基礎(chǔ)上研究一種基于模型參考自適應(yīng)的轉(zhuǎn)速辨識方法,在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下設(shè)計轉(zhuǎn)速辨識自適應(yīng)律。在Matlab/Simulink軟件中完成基于滑模觀測器的SVM-DTC控制系統(tǒng)模型的構(gòu)建,并進行仿真實驗驗證控制算法的可行性與控制系統(tǒng)的性能。對交流調(diào)速實驗平臺硬件部分的主電路、控制電路及保護電路進行設(shè)計。其中,采用智能功率模塊(IPM)減小逆變電路的復(fù)雜性;為達到實驗平臺的開放性、可操作性強等要求,采用上位機PCI總線技術(shù)實現(xiàn)與控制芯片DSP2812之間的數(shù)據(jù)交換。最后,在Visual C++環(huán)境下設(shè)計人機交互系統(tǒng)、完成控制算法的編程,并在此實驗平臺上對控制系統(tǒng)進行實驗研究。實驗結(jié)果表明:基于滑模觀測器的SVM-DTC控制系統(tǒng)對定子磁鏈觀測的準確度高、魯棒性強,并能夠?qū)D(zhuǎn)速進行較有效地辨識;交流調(diào)速實驗平臺具有良好的動態(tài)及靜態(tài)性能。
【關(guān)鍵詞】：異步電機 SVM-DTC 定子磁鏈觀測 滑模觀測器 轉(zhuǎn)速辨識
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM343
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題背景及研究意義10-11
• 1.2 交流調(diào)速高性能控制方法11-12
• 1.2.1 矢量控制11-12
• 1.2.2 直接轉(zhuǎn)矩控制12
• 1.3 直接轉(zhuǎn)矩控制研究現(xiàn)狀及分析12-17
• 1.3.1 定子磁鏈觀測方法研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.2 無速度傳感器技術(shù)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.3 減小轉(zhuǎn)矩脈動方法研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 異步電機模型及直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)18-31
• 2.1 引言18
• 2.2 異步電機數(shù)學(xué)模型18-23
• 2.2.1 坐標變換原理18-20
• 2.2.2 不同坐標系下異步電機數(shù)學(xué)模型20-23
• 2.3 異步電機SVM-DTC控制系統(tǒng)23-27
• 2.3.1 SVM-DTC控制原理分析23-24
• 2.3.2 SVPWM調(diào)制原理24-27
• 2.4 定子磁鏈u-i觀測模型問題分析與仿真27-30
• 2.4.1 純積分器問題及仿真分析27-28
• 2.4.2 定子電阻參數(shù)影響及仿真分析28-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 定子磁鏈滑模觀測器及轉(zhuǎn)速辨識31-43
• 3.1 引言31
• 3.2 定子磁鏈滑模觀測器的原理及建立31-35
• 3.2.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制原理31-33
• 3.2.2 滑模觀測器的建立33-35
• 3.3 基于模型參考自適應(yīng)的轉(zhuǎn)速辨識35-39
• 3.3.1 模型參考自適應(yīng)理論35-36
• 3.3.2 轉(zhuǎn)速辨識自適應(yīng)律的設(shè)計36-39
• 3.4 滑模觀測器輸出穩(wěn)定性證明39-40
• 3.5 仿真結(jié)果與分析40-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第4章 交流調(diào)速實驗平臺硬件設(shè)計43-54
• 4.1 引言43
• 4.2 交流調(diào)速實驗平臺硬件電路整體設(shè)計方案43-44
• 4.3 交流調(diào)速實驗平臺主電路設(shè)計44-50
• 4.3.1 整流電路設(shè)計44-45
• 4.3.2 IPM逆變電路設(shè)計45-50
• 4.4 交流調(diào)速實驗平臺DSP運動控制電路設(shè)計50-53
• 4.4.1 PCI總線及其接口電路設(shè)計50-51
• 4.4.2 電壓及電流檢測電路設(shè)計51-52
• 4.4.3 保護電路設(shè)計52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第5章 交流調(diào)速實驗平臺軟件設(shè)計54-63
• 5.1 引言54
• 5.2 交流調(diào)速實驗平臺人機交互系統(tǒng)軟件設(shè)計54-56
• 5.3 數(shù)據(jù)的標幺值計算及格式轉(zhuǎn)換56-57
• 5.4 交流調(diào)速實驗平臺控制算法軟件設(shè)計57-62
• 5.4.1 SVM-DTC控制策略程序設(shè)計57-58
• 5.4.2 定子磁鏈滑模觀測器及轉(zhuǎn)速辨識程序設(shè)計58-60
• 5.4.3 SVPWM程序設(shè)計60-62
• 5.5 本章小結(jié)62-63
• 第6章 交流調(diào)速實驗平臺控制系統(tǒng)仿真與實驗63-77
• 6.1 引言63
• 6.2 基于滑模觀測器的SVM-DTC控制系統(tǒng)仿真結(jié)果與分析63-68
• 6.3 交流調(diào)速實驗平臺實驗結(jié)果與分析68-76
• 6.3.1 低速對比實驗69
• 6.3.2 空載啟動實驗69-72
• 6.3.3 動態(tài)調(diào)速實驗72-73
• 6.3.4 負載突變實驗73-74
• 6.3.5 帶載運行實驗74-76
• 6.4 本章小結(jié)76-77
• 結(jié)論77-78
• 參考文獻78-83
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文83-85
• 致謝85

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本文編號：548295