本文選題：異步電機矢量控制 + 轉速辨識��； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學》2015年碩士論文

【摘要】：異步電機作為一種結構簡單,制造工藝難度較低,節(jié)省成本及運行更加安全可靠的動力機械,在各個行業(yè)都有著廣泛的應用。然而,隨著研究的不斷深入和實際情況的需要,基于矢量控制原理,對于異步電機構成的交流傳動系統(tǒng)或交流伺服控制系統(tǒng)要求越來越高。利用轉速辨識結構來替代位置傳感器,既能提升系統(tǒng)可靠性,也能降低硬件成本。然而,取代位置傳感器的前提是需要準確的轉速辨識,本文圍繞電機的轉速辨識進行以下幾個方面的研究:從電機的數(shù)學模型出發(fā),根據(jù)矢量控制原理,用Simulink搭建了基于轉子磁場定向的異步電機矢量控制系統(tǒng)仿真平臺,并在此平臺上進行了仿真。闡述了參數(shù)辨識的方法,研究模型參考自適應(MRAS)算法,推導出基于波波夫超穩(wěn)定性理論的轉速辨識自適應律。在MRAS算法的基礎上,提出了一種基于消積分飽和的改進型算法,有效地消除了電壓純積分環(huán)節(jié)引起的直流偏差、積分飽和等影響。并對改進算法構成的整個無位置傳感器控制系統(tǒng)進行了小信號分析與建模,依據(jù)根軌跡判定出系統(tǒng)的穩(wěn)定性,仿真結果表明基于改進MRAS法構成的閉環(huán)控制系統(tǒng)在給定的轉速以及全負載范圍內是穩(wěn)定的。此外針對改進MRAS速度辨識系統(tǒng)進行了參數(shù)敏感性分析,仿真表明電機參數(shù)變化會對辨識收斂速度產生影響。對MRAS及其改進型算法進行了轉速、負載和轉矩突變等試驗的對比仿真和分析,仿真結果表明改進型算法的辨識準確度更高和超調量更小。搭建出整個實驗平臺,設計并焊接電壓電流采樣電路。在以XMC4500處理器為核心,以DAVE 3為軟件開發(fā)平臺,設計并實現(xiàn)整個算法程序,最終在搭建的實驗平臺上驗證了MRAS及其改進型算法,實驗結果表明改進型算法的轉速辨識具有超調更小,響應時間更快以及準確度更高等特點。
[Abstract]:As a kind of power machinery with simple structure, low difficulty in manufacturing process, cost saving and more safe and reliable operation, asynchronous motor has been widely used in various industries. However, with the deepening of the research and the need of the actual situation, based on the principle of vector control, the requirements of AC drive system or AC servo control system composed of asynchronous motor are becoming more and more high. The speed identification structure is used to replace the position sensor, which can not only improve the system reliability, but also reduce the hardware cost. However, the premise of replacing the position sensor is that accurate speed identification is required. This paper focuses on the speed identification of the motor in the following aspects: from the mathematical model of the motor, according to the principle of vector control, The simulation platform of induction motor vector control system based on rotor flux orientation is built with Simulink, and the simulation is carried out on this platform. This paper describes the method of parameter identification, studies the model reference adaptive algorithm, and deduces the speed identification adaptive law based on Popov's hyperstability theory. On the basis of MRAS algorithm, an improved algorithm based on elimination of integral saturation is proposed, which effectively eliminates the effects of DC deviation and integral saturation caused by voltage pure integral. The whole position sensorless control system composed by the improved algorithm is analyzed and modeled with small signal, and the stability of the system is determined according to the root locus. The simulation results show that the closed-loop control system based on the improved MRAS method is stable in the given speed and full load range. In addition, the parameter sensitivity analysis of the improved MRAS speed identification system is carried out. The simulation results show that the change of motor parameters will affect the speed of identification convergence. The MRAS and its improved algorithm are simulated and analyzed in the experiments of rotational speed, load and torque mutation. The simulation results show that the improved algorithm has higher identification accuracy and less overshoot. Build the whole experimental platform, design and welding voltage and current sampling circuit. With XMC4500 processor as the core and DAVE 3 as the software development platform, the whole algorithm program is designed and implemented. Finally, the MRAS and its improved algorithm are verified on the experimental platform. The experimental results show that the speed identification of the improved algorithm has the advantages of smaller overshoot, faster response time and higher accuracy.
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM343

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本文編號：1971860