本文關(guān)鍵詞：基于滑模變結(jié)構(gòu)的異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 異步電機(jī) 直接轉(zhuǎn)矩控制 滑模變結(jié)構(gòu)控制 空間電壓矢量脈寬調(diào)制

【摘要】：直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)具有控制思想新穎、控制結(jié)構(gòu)簡明、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、受電機(jī)參數(shù)影響小、魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),是一種很有發(fā)展前景的交流調(diào)速方法。但目前,DTC系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大、開關(guān)頻率不固定等問題仍然沒有得到很好的解決。因此,對(duì)DTC系統(tǒng)的進(jìn)一步研究具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。 近年來,作為非線性魯棒性控制理論的代表,滑模變結(jié)構(gòu)控制(SMVS)理論得到了越來越廣泛的重視,也有了越來越多的工業(yè)應(yīng)用�；Ｗ兘Y(jié)構(gòu)控制本質(zhì)上是一類特殊的非線性控制,當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)處在滑模面上時(shí),系統(tǒng)對(duì)內(nèi)部參數(shù)變化和外部擾動(dòng)具有很強(qiáng)的魯棒性。 本文介紹了交流異步電機(jī)DTC系統(tǒng)的基本原理和系統(tǒng)組成,指出傳統(tǒng)DTC系統(tǒng)存在的問題。為了解決上述問題,文章將滑模變結(jié)構(gòu)控制與DTC系統(tǒng)相結(jié)合,并利用空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)技術(shù),建立一種基于滑模變結(jié)構(gòu)的異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制(SMVS-DTC)方案。 該方案在傳統(tǒng)DTC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,用基于滑模變結(jié)構(gòu)的速度調(diào)節(jié)器替代PI速度調(diào)節(jié)器,用轉(zhuǎn)矩和磁鏈滑模變結(jié)構(gòu)控制器替代傳統(tǒng)DTC系統(tǒng)中的兩個(gè)滯環(huán)控制器,并利用SVPWM代替電壓矢量開關(guān)表來控制逆變器。理論分析表明,SMVS-DTC系統(tǒng)能夠保持開關(guān)頻率恒定并對(duì)磁鏈和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行連續(xù)平滑的控制,可以有效減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。 為了驗(yàn)證SMVS-DTC系統(tǒng)的控制性能,本文基于MATLAB/Simulink平臺(tái)分別搭建了傳統(tǒng)DTC系統(tǒng)和SMVS-DTC系統(tǒng)仿真平臺(tái),進(jìn)行對(duì)比仿真研究。仿真結(jié)果表明,SMVS-DTC系統(tǒng)在保證逆變器開關(guān)頻率恒定的前提下,能夠有效減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和電流畸變。相對(duì)于傳統(tǒng)方案,SMVS-DTC系統(tǒng)的控制性能有明顯的改善。
【關(guān)鍵詞】：異步電機(jī) 直接轉(zhuǎn)矩控制 滑模變結(jié)構(gòu)控制 空間電壓矢量脈寬調(diào)制
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM343;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展10-11
• 1.2 現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展概況與趨勢(shì)11-13
• 1.3 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的產(chǎn)生和特點(diǎn)13-15
• 1.3.1 直接轉(zhuǎn)矩控制的產(chǎn)生13-14
• 1.3.2 直接轉(zhuǎn)矩控制的特點(diǎn)14-15
• 1.4 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的研究熱點(diǎn)15-16
• 1.4.1 提高低速性能的研究15
• 1.4.2 減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的研究15
• 1.4.3 固定開關(guān)頻率的研究15-16
• 1.4.4 無速度傳感器的研究16
• 1.5 本課題研究的目的和意義16
• 1.6 本文的研究內(nèi)容與全文安排16-18
• 第二章 滑模變結(jié)構(gòu)理論18-30
• 2.1 變結(jié)構(gòu)理論的提出和發(fā)展18-20
• 2.1.1 變結(jié)構(gòu)理論的提出18-19
• 2.1.2 變結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展史19-20
• 2.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制的基本概念20-21
• 2.3 滑模變結(jié)構(gòu)控制基本原理和基本性質(zhì)21-23
• 2.3.1 滑動(dòng)模態(tài)的存在條件21-22
• 2.3.2 滑動(dòng)模態(tài)的到達(dá)條件22-23
• 2.3.3 滑模變結(jié)構(gòu)控制的性質(zhì)23
• 2.4 滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)23-25
• 2.4.1 時(shí)不變線性滑模面24-25
• 2.4.2 時(shí)變線性滑模面25
• 2.5 滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)中的抖振問題25-29
• 2.5.1 抖振產(chǎn)生的機(jī)理26-27
• 2.5.2 目前國內(nèi)外抑制抖振的主要方法27-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第三章 直接轉(zhuǎn)矩控制理論30-48
• 3.1 異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型分析30-33
• 3.1.1 異步電機(jī)的物理模型30-31
• 3.1.2 異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型31-33
• 3.2 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的組成及基本原理33-45
• 3.2.1 坐標(biāo)變換及其變換矩陣34-37
• 3.2.2 定子磁鏈調(diào)節(jié)37-40
• 3.2.3 轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)40-41
• 3.2.4 磁鏈空間區(qū)域判斷單元41-42
• 3.2.5 開關(guān)選擇單元42-43
• 3.2.6 三相電壓型逆變器43-45
• 3.3 傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制存在的問題45-46
• 3.3.1 有限電壓空間矢量的影響45
• 3.3.2 滯環(huán)控制器的影響45-46
• 3.3.3 定子磁鏈觀測(cè)的影響46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 第四章 基于滑模變結(jié)構(gòu)的異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)48-62
• 4.1 系統(tǒng)分析48-49
• 4.2 滑模變結(jié)構(gòu)速度控制器設(shè)計(jì)49-50
• 4.2.1 確定滑模面切換函數(shù)49
• 4.2.2 選取滑�？刂坡�49-50
• 4.2.3 控制器存在性和穩(wěn)定性證明50
• 4.2.4 控制器的組成與參數(shù)設(shè)計(jì)50
• 4.3 滑模變結(jié)構(gòu)磁鏈轉(zhuǎn)矩控制器設(shè)計(jì)50-53
• 4.3.1 確定滑模面切換函數(shù)50-51
• 4.3.2 選取滑模控制律51-52
• 4.3.3 控制器存在性和穩(wěn)定性證明52
• 4.3.4 控制器的組成與參數(shù)設(shè)計(jì)52-53
• 4.4 減小抖動(dòng)處理53
• 4.5 空間電壓矢量(SVPWM)調(diào)制技術(shù)53-60
• 4.5.1 SVPWM基本原理53-54
• 4.5.2 空間矢量54
• 4.5.3 電壓與磁鏈空間矢量的關(guān)系54-55
• 4.5.4 PWM逆變器基本輸出電壓矢量55-57
• 4.5.5 期望電壓矢量合成57-60
• 4.6 本章小結(jié)60-62
• 第五章 系統(tǒng)仿真62-82
• 5.1 電力工具箱簡介62-64
• 5.2 傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真64-70
• 5.2.1 電流電壓3/2變換仿真模型65-66
• 5.2.2 定子磁鏈調(diào)節(jié)仿真模型66-67
• 5.2.3 轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)仿真模型67-69
• 5.2.4 磁鏈空間區(qū)域判斷單元仿真模型69
• 5.2.5 開關(guān)選擇單元仿真模型69-70
• 5.2.6 三相電壓型逆變器仿真模型70
• 5.3 滑模變結(jié)構(gòu)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真70-78
• 5.3.1 滑模變結(jié)構(gòu)速度控制器仿真模型71-72
• 5.3.2 滑模變結(jié)構(gòu)磁鏈轉(zhuǎn)矩控制器仿真模型72
• 5.3.3 SVPWM算法的MATLAB實(shí)現(xiàn)72-78
• 5.4 仿真結(jié)果比較與分析78-81
• 5.4.1 磁鏈軌跡比較與分析78
• 5.4.2 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)比較與分析78-79
• 5.4.3 轉(zhuǎn)速跟蹤比較與分析79-80
• 5.4.4 電流諧波比較與分析80-81
• 5.5 本章總結(jié)81-82
• 第六章 總結(jié)與展望82-84
• 6.1 內(nèi)容總結(jié)82
• 6.2 研究展望82-84
• 致謝84-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 附錄A (攻讀碩士學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果及參加的科研項(xiàng)目)90

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 徐進(jìn),張學(xué);基于SVPWM的DTC轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減小研究[J];電力自動(dòng)化設(shè)備;2005年06期

2 高為炳,程勉;變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的品質(zhì)控制[J];控制與決策;1989年04期

3 張?zhí)炱�，，馮純伯;基于模糊邏輯的連續(xù)滑模控制[J];控制與決策;1995年06期

4 達(dá)飛鵬,宋文忠;基于輸入輸出模型的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑�？刂芠J];自動(dòng)化學(xué)報(bào);2000年01期

5 黃文新;李勇;胡育文;;用空間電壓矢量調(diào)制異步電動(dòng)機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2007年01期

本文編號(hào)：784478