【摘要】：隨著矢量控制技術(shù)的發(fā)展,感應(yīng)電機(jī)的調(diào)速性能不斷提高,因其結(jié)構(gòu)簡單、使用成本低等特點(diǎn)在工業(yè)傳動及電力拖動等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。傳感器在矢量控制系統(tǒng)中起到重要作用,發(fā)生故障可能會導(dǎo)致嚴(yán)重后果,對其故障下的容錯(cuò)控制成為學(xué)術(shù)界的研究重點(diǎn)之一。本文研究內(nèi)容主要為感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中電流傳感器發(fā)生故障下的全容錯(cuò)控制,在僅有一相電流或速度傳感器的控制模式下保證系統(tǒng)在對應(yīng)故障發(fā)生時(shí)仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn),具有較高的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。速度環(huán)的性能直接決定感應(yīng)電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性,本文首先對速度環(huán)抗擾性能的提升進(jìn)行研究�；跀U(kuò)張狀態(tài)觀測器(Extened-State-Observer,ESO)構(gòu)建轉(zhuǎn)矩觀測器對負(fù)載轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速進(jìn)行估計(jì),對觀測器極點(diǎn)對系統(tǒng)性能的影響進(jìn)行討論,并在采用PI調(diào)節(jié)器的速度環(huán)基礎(chǔ)上引入轉(zhuǎn)矩前饋補(bǔ)償,提高控制系統(tǒng)對外部轉(zhuǎn)矩變化的擾動能力,該方法能夠在不影響速度環(huán)穩(wěn)定性的情況下減小負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化下的轉(zhuǎn)速波動。針對感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)在僅有一相電流傳感器及僅無電流有速度傳感器模式下的容錯(cuò)控制方案進(jìn)行研究。單電流無速度傳感器控制系統(tǒng)中以磁鏈為狀態(tài)變量根據(jù)感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型構(gòu)建狀態(tài)觀測器對磁鏈及定子轉(zhuǎn)速進(jìn)行觀測,以傳統(tǒng)轉(zhuǎn)速自適應(yīng)律為基礎(chǔ),通過磁鏈與電流在兩相靜止與旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的幾何關(guān)系進(jìn)行理論推導(dǎo),引入勵磁電流誤差項(xiàng)對轉(zhuǎn)速自適應(yīng)律進(jìn)行改進(jìn)并重新設(shè)計(jì)誤差反饋矩陣以提高控制系統(tǒng)的低速性能,結(jié)合缺相電流補(bǔ)償方法提出單電流無速度傳感器控制模式下的容錯(cuò)方案。在電流傳感器全部故障僅有速度傳感器的情況,電流內(nèi)環(huán)無法實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制,本文首先通過感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)出無差拍預(yù)測控制模型并考慮系統(tǒng)控制時(shí)延,提出考慮時(shí)延的無差拍預(yù)測控制算法,結(jié)合Luenberger觀測器與電流給定值進(jìn)行電流預(yù)測并構(gòu)成虛擬電流環(huán),完成電流傳感器全部故障下的無電流傳感器容錯(cuò)控制算法。所提出速度環(huán)抗擾方案及控制系統(tǒng)傳感器容錯(cuò)方案均在2.2k W感應(yīng)電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行實(shí)現(xiàn),通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠看出基于轉(zhuǎn)矩前饋的速度環(huán)抗擾方法能夠有效減小外部轉(zhuǎn)矩突變對電機(jī)轉(zhuǎn)速的影響,單電流無速度傳感器與無電流傳感器容錯(cuò)控制方案均能保證控制系統(tǒng)在傳感器失效的情況下使電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
【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】：2018
【分類號】：TM346;TP212

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2775787