本文關鍵詞：基于無速度傳感器的異步電機矢量控制

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【摘要】：交流調(diào)速系統(tǒng)綜合了電機學、電力電子技術和計算機控制理論等相關學科知識。由于異步電機具有非線性、強耦合的特性,異步電機的調(diào)速性能曾經(jīng)一度無法超越甚至比擬直流電機,進而限制了異步電機在高性能工業(yè)生產(chǎn)場合的應用與發(fā)展。矢量控制技術的提出與發(fā)展,為異步電機高性能的調(diào)速系統(tǒng)提供了有力的理論依據(jù)。矢量控制需要電機實時轉(zhuǎn)速信息作為反饋量,一般使用光電編碼器進行轉(zhuǎn)速辨識,但是有些惡劣的工業(yè)場合限制了編碼器的使用。隨著實際應用的需要,越來越多的人們將精力放在了無速度傳感器的速度辨識方法研究上,使得無速度傳感器的異步電機矢量控制在近些年得到了一定程度的發(fā)展。本文首先對電機控制方式與無速度傳感器速度估計的幾種主要方法進行了比對介紹。通過分析比較各種方法的優(yōu)劣,制定了由模型參考自適應(MRAS)和矢量控制組成的控制方案,相應的對這兩部分進行原理介紹和模型分析。對于傳統(tǒng)的基于轉(zhuǎn)子磁鏈模型的MRAS參考模型含有不穩(wěn)定的純積分環(huán)節(jié)這一問題,提出了使用低通濾波器代替純積分環(huán)節(jié)并加以補償。另外通過建立不含有純積分環(huán)節(jié)的參考模型,介紹兩種新的MRAS轉(zhuǎn)速估計方法�？紤]到實際電機電流采樣中存在的噪聲干擾,提出了跟蹤微分器和形態(tài)濾波兩種軟件濾波方式,并通過仿真分析比較兩者的濾波效果。基于以上的理論分析與研究,在Simulink環(huán)境下建立了異步電機無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的仿真模型,并對仿真結果進行了分析。最終在以DSP TMS320F28335為控制芯片的硬件系統(tǒng)上實現(xiàn)了無速度傳感器的異步電機矢量控制,并對實驗結果進行分析說明,電機調(diào)速系統(tǒng)的性能可以滿足實際應用要求。
【關鍵詞】：矢量控制 無速度傳感器 異步電機 MRAS
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM343
【目錄】：

• 中文摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 研究目的與意義10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢11-13
• 1.2.1 異步電機控制策略11-12
• 1.2.2 無速度傳感器速度估計方法12-13
• 1.3 主要研究內(nèi)容13-15
• 第二章 異步電機的矢量控制15-32
• 2.1 矢量控制原理15-17
• 2.2 矢量坐標變換17-19
• 2.2.1 CLARK變換17-18
• 2.2.2 PARK變換18-19
• 2.3 異步電機數(shù)學模型19-23
• 2.3.1 ABC坐標系下異步電機數(shù)學模型19-21
• 2.3.2 αβ坐標系下異步電機數(shù)學模型21-22
• 2.3.3 dq坐標系下異步電機數(shù)學模型22-23
• 2.4 閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)23-26
• 2.4.1 閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)介紹23-24
• 2.4.2 閉環(huán)矢量控制方式24-26
• 2.5 電壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術26-32
• 2.5.1 空間矢量的定義26-27
• 2.5.2 SVPWM的實現(xiàn)27-32
• 第三章 基于模型參考自適應的速度辨識32-45
• 3.1 基于轉(zhuǎn)子磁鏈的MRAS速度估計原理33
• 3.2 基于轉(zhuǎn)子磁鏈的MRAS不足及改進方法33-37
• 3.2.1 改進的基于轉(zhuǎn)子磁鏈的MRAS34-36
• 3.2.2 基于感應電壓的轉(zhuǎn)速估計方法36
• 3.2.3 基于感應電壓和定子電流的轉(zhuǎn)速估計方法36-37
• 3.3 改善定子電流采樣質(zhì)量的研究37-45
• 3.3.1 跟蹤微分濾波器38-40
• 3.3.2 形態(tài)濾波器40-45
• 第四章 異步電機無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)仿真與設計45-54
• 4.1 Simulink環(huán)境下的系統(tǒng)設計45-49
• 4.1.1 電機模塊45-46
• 4.1.2 坐標變換模塊46
• 4.1.3 PI模塊46-47
• 4.1.4 SVPWM模塊47-48
• 4.1.5 磁鏈補償模塊48
• 4.1.6 角度計算模塊48-49
• 4.1.7 轉(zhuǎn)速估計模塊49
• 4.2 模塊仿真及結果分析49-51
• 4.2.1 磁鏈補償模塊仿真49-50
• 4.2.2 轉(zhuǎn)速估計模塊仿真50-51
• 4.3 系統(tǒng)仿真及結果分析51-54
• 第五章 異步電機無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的實現(xiàn)54-66
• 5.1 系統(tǒng)硬件設計54-57
• 5.1.1 控制電路54-55
• 5.1.2 驅(qū)動逆變電路55-56
• 5.1.3 采樣電路56-57
• 5.2 系統(tǒng)軟件設計57-62
• 5.2.1 軟件開發(fā)環(huán)境CCS57-58
• 5.2.2 主程序58-59
• 5.2.3 中斷服務程序59-62
• 5.3 實驗結果及分析62-66
• 第六章 總結與展望66-68
• 6.1 工作總結66-67
• 6.2 不足與展望67-68
• 參考文獻68-71
• 致謝71-72
• 附件72

【參考文獻】

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 劉軍鋒;定子磁場定向無速度傳感器系統(tǒng)研究與開發(fā)[D];華中科技大學;2006年

2 朝澤云;無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的若干問題研究[D];華中科技大學;2007年

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本文編號：542298