本文關(guān)鍵詞：感應(yīng)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)極低轉(zhuǎn)速辨識及測試方法研究

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【摘要】：磁場定向矢量控制技術(shù)提出以來,高性能的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中扮演著重要的角色,廣泛應(yīng)用于采礦、紡織、交通等行業(yè)。調(diào)速系統(tǒng)中用于測速的碼盤價(jià)格昂貴,易于損壞。為了節(jié)省成本,增強(qiáng)系統(tǒng)在惡劣工業(yè)環(huán)境下的可靠性,無速度傳感器技術(shù)迅速發(fā)展。其中,在觀測精度、參數(shù)敏感性以及實(shí)用性方面,自適應(yīng)全階狀態(tài)觀測器得到了廣泛的關(guān)注。本文主要以全階狀態(tài)觀測為研究重點(diǎn),對算法的穩(wěn)定性和低速辨識能力進(jìn)行研究�；诤５聺hIK220計(jì)數(shù)卡,編寫了測速示波程序,用于低速測量。針對全階狀態(tài)觀測器的穩(wěn)定性問題,研究了通過優(yōu)化設(shè)計(jì)反饋矩陣和用卡爾曼濾波方法對轉(zhuǎn)子電阻在線辨識的解決方法。穩(wěn)定性主要包括轉(zhuǎn)速辨識在發(fā)電狀態(tài)下的穩(wěn)定性和磁鏈觀測對參數(shù)變化的魯棒性。建立了轉(zhuǎn)速辨識的傳遞函數(shù),推導(dǎo)了發(fā)電狀態(tài)轉(zhuǎn)速辨識穩(wěn)定性條件。根據(jù)觀測磁鏈和實(shí)際磁鏈的誤差方程,分析了參數(shù)變化對磁鏈觀測的影響。在此基礎(chǔ)上,重新設(shè)計(jì)了觀測器的反饋增益系,消除轉(zhuǎn)速辨識不穩(wěn)定性區(qū)域的同時(shí)增強(qiáng)了磁鏈觀測參數(shù)變化的魯棒性�；诳柭鼮V波方法,針對魯棒性較差的轉(zhuǎn)子電阻進(jìn)行了在線辨識。針對感應(yīng)電機(jī)低頻情況下轉(zhuǎn)速辨識不準(zhǔn)確的問題,提出了一種結(jié)合了低頻注入方法的轉(zhuǎn)速自適應(yīng)律改進(jìn)策略。分析了定子電流零頻時(shí),觀測器電流觀測及轉(zhuǎn)速自適應(yīng)律的局限。通過頻率信號注入的方法,轉(zhuǎn)速自適應(yīng)律中增加了磁鏈誤差的修正項(xiàng)。提升了觀測器極低轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)速辨識的精度,提高了無速度傳感器控制下電機(jī)在低速下帶負(fù)載能力。為了測量調(diào)速系統(tǒng)低速性能,觀測轉(zhuǎn)速波動,基于海德漢IK220細(xì)分計(jì)數(shù)卡,編寫了轉(zhuǎn)速虛擬示波程序,提升了轉(zhuǎn)速測量精度。最后,本文介紹了以STM32ARM為控制核心的2.2k W感應(yīng)電機(jī)對拖實(shí)驗(yàn)平臺。給出了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、整體框架以及軟件的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)思路。在實(shí)驗(yàn)平臺上完成了對上述算法改進(jìn)以及測速示波程序的驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：自適應(yīng)全階狀態(tài)觀測器 發(fā)電穩(wěn)定性 參數(shù)魯棒性 卡爾曼濾波 信號注入 測速示波程序
【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】：2015
【分類號】：TM346
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題的研究背景及意義9-10
• 1.2 課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 感應(yīng)電機(jī)控制策略的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 感應(yīng)電機(jī)無速度傳感器低速估計(jì)算法研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 感應(yīng)電機(jī)在線參數(shù)辨識策略的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 基于自適應(yīng)全階觀測的感應(yīng)電機(jī)矢量控制系統(tǒng)16-26
• 2.1 矢量控制中的坐標(biāo)變換16-18
• 2.2 感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)建模與自適應(yīng)全階狀態(tài)觀測器基本原理18-21
• 2.2.1 感應(yīng)電機(jī)基本狀態(tài)方程18-20
• 2.2.2 全階狀態(tài)觀測器基本理論20-21
• 2.3 基于自適應(yīng)觀測器的感應(yīng)電機(jī)矢量控制系統(tǒng)21-23
• 2.4 仿真研究23-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第3章 速度觀測器算法穩(wěn)定性及轉(zhuǎn)子電阻辨識方法26-41
• 3.1 全階狀態(tài)觀測器算法穩(wěn)定性策略研究26-32
• 3.1.1 觀測器線性化模型穩(wěn)定性分析26-29
• 3.1.2 觀測器算法魯棒性分析29-31
• 3.1.3 反饋矩陣設(shè)計(jì)方案31-32
• 3.2 基于卡爾曼濾波方法的轉(zhuǎn)子電阻辨識32-36
• 3.2.1 卡爾曼濾波離散系統(tǒng)基本方程32-34
• 3.2.2 卡爾曼濾波方法迭代計(jì)算步驟34-36
• 3.3 仿真研究36-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 低速估計(jì)算法改進(jìn)及轉(zhuǎn)速測試方法41-52
• 4.1 觀測器轉(zhuǎn)速自適應(yīng)率分析41-43
• 4.2 結(jié)合頻率注入方法的轉(zhuǎn)速自適應(yīng)率改進(jìn)43-45
• 4.3 基于海德漢細(xì)分計(jì)數(shù)卡IK220的測速示波程序設(shè)計(jì)45-51
• 4.3.1 IK220細(xì)分計(jì)數(shù)卡軟件硬件資源介紹45-47
• 4.3.2 計(jì)數(shù)卡測速示波程序設(shè)計(jì)方法47-50
• 4.3.3 測速精度分析50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 基于STM32 ARM的實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)52-63
• 5.1 基于STM32 ARM的硬件試驗(yàn)平臺的搭建52-53
• 5.2 感應(yīng)電機(jī)矢量控制算法編程實(shí)現(xiàn)53-55
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析55-62
• 5.3.1 全階觀測器算法穩(wěn)定性改進(jìn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果55-57
• 5.3.2 低速估計(jì)算法改進(jìn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果57-59
• 5.3.3 基于計(jì)數(shù)卡IK220的測速示波程序?qū)嶒?yàn)59-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文69-71
• 附錄71-73
• 致謝73

【參考文獻(xiàn)】

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1 李s，

本文編號：750835