本文關(guān)鍵詞：基于參數(shù)辨識的磁場定向控制交流調(diào)速實驗平臺研究

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【摘要】：電力電子技術(shù)的發(fā)展為交流調(diào)速系統(tǒng)的閉環(huán)控制實現(xiàn)提供了保障,矢量控制是目前應(yīng)用最廣泛的控制策略之一,通過坐標(biāo)變換和磁場定向,使電機的勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量解耦,這樣就能夠獨立控制上述兩個分量,從而獲得類似直流電機優(yōu)異的調(diào)速性能。磁場定向?qū)崿F(xiàn)的關(guān)鍵是獲得轉(zhuǎn)子磁鏈的信息,目前雖然能夠采用間接法實現(xiàn)磁鏈的觀測,但是其精度會隨著電機參數(shù)變化而失準(zhǔn),解耦關(guān)系被破壞,進而導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降甚至失調(diào)。而隨著工況、溫度、磁飽和等因素的影響,電機參數(shù)會發(fā)生不可預(yù)知的變化。針對這種情況,本文在傳統(tǒng)的矢量控制調(diào)速系統(tǒng)中加入了參數(shù)辨識功能,主要做了如下幾個方面的工作:首先,分析了坐標(biāo)變換的原理,構(gòu)建了三相異步電機在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,研究了基于轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制策略,并對系統(tǒng)中涉及的SVPWM調(diào)制方法和磁鏈觀測技術(shù)做了詳細分析。針對電機參數(shù)對系統(tǒng)性能的不良影響,提出了在本實驗平臺磁場定向控制算法上加入電機參數(shù)在線辨識方法,研究一種基于模型參考自適應(yīng)的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)在線辨識方法,在分析穩(wěn)定性和自適應(yīng)率的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了具有參數(shù)辨識功能的異步電機磁場定向控制模型。設(shè)計了電機驅(qū)動系統(tǒng)的主電路、保護電路和控制電路等硬件環(huán)節(jié)。用智能功率模塊IPM取代傳統(tǒng)的分立元件,簡化了電路結(jié)構(gòu)并且提高了系統(tǒng)的可靠性,用PCI總線設(shè)計的運動控制電路,實現(xiàn)了PC機與DSP之間的通信,能夠有效利用兩者的優(yōu)勢,實現(xiàn)開放型實驗平臺要求。在MATLAB/simulink環(huán)境下對具有參數(shù)辨識功能的矢量控制系統(tǒng)仿真分析,證明了該系統(tǒng)的可行性。以開放型實驗平臺為基礎(chǔ),在Visual C++環(huán)境下設(shè)計了人機交互界面,編寫了具有參數(shù)辨識功能的磁場定向控制優(yōu)化算法;實驗結(jié)果表明,該方法能夠防止參數(shù)變化對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響,具有良好的動靜態(tài)特性。
【關(guān)鍵詞】：交流調(diào)速系統(tǒng) 轉(zhuǎn)子磁場定向 運動控制電路 參數(shù)辨識 模型參考自適應(yīng)
【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】：TM343
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及研究意義9-10
• 1.2 變頻調(diào)速控制的發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 矢量控制10-11
• 1.2.2 直接轉(zhuǎn)矩控制11-12
• 1.2.3 國內(nèi)外文獻綜述12-13
• 1.3 電機參數(shù)辨識方法的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 離線辨識的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 在線辨識的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 本課題的主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 基于參數(shù)辨識的磁場定向控制策略16-35
• 2.1 引言16
• 2.2 坐標(biāo)變換16-18
• 2.3 不同坐標(biāo)系下異步電機的數(shù)學(xué)模型18-21
• 2.4 轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制系統(tǒng)實現(xiàn)原理21-26
• 2.4.1 轉(zhuǎn)子磁鏈觀測模型22-23
• 2.4.2 SVPWM調(diào)制原理23-25
• 2.4.3 電壓重構(gòu)原理25-26
• 2.5 基于轉(zhuǎn)子時間常數(shù)辨識的磁場定向控制策略26-32
• 2.5.1 參數(shù)變化對系統(tǒng)性能的影響分析26
• 2.5.2 設(shè)計MRAS系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)26-28
• 2.5.3 基于轉(zhuǎn)子時間常數(shù)參數(shù)辨識的磁場定向控制系統(tǒng)28-32
• 2.6 仿真分析32-34
• 2.7 章小結(jié)34-35
• 第3章 異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)硬件設(shè)計35-46
• 3.1 引言35
• 3.2 異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)硬件設(shè)計方案35-36
• 3.3 整流電路的設(shè)計36-37
• 3.4 逆變電路的設(shè)計37-41
• 3.4.1 自舉電路的設(shè)計38-39
• 3.4.2 短路保護電路的設(shè)計39-40
• 3.4.3 輸入隔離電路的設(shè)計40
• 3.4.4 故障輸出電路的設(shè)計40-41
• 3.5 基于DSP的控制電路設(shè)計41-44
• 3.5.1 PCI總線及其接口電路的實現(xiàn)42
• 3.5.2 檢測電路的設(shè)計42-44
• 3.6 實驗結(jié)果分析44-45
• 3.7 本章小結(jié)45-46
• 第4章 異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)軟件設(shè)計46-57
• 4.1 引言46
• 4.2 系統(tǒng)主程序的軟件實現(xiàn)46-48
• 4.3 數(shù)據(jù)的格式處理48-51
• 4.4 SVPWM控制的數(shù)字實現(xiàn)51-53
• 4.5 參數(shù)辨識的程序設(shè)計53-56
• 4.5.1 轉(zhuǎn)子時間常數(shù)在線辨識的數(shù)字實現(xiàn)53-54
• 4.5.2 轉(zhuǎn)子磁鏈角度的計算54-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第5章 基于參數(shù)辨識的磁場定向控制系統(tǒng)仿真與實驗57-64
• 5.1 引言57
• 5.2 基于Matlab/Simulink的參數(shù)辨識控制系統(tǒng)仿真57-59
• 5.2.1 仿真模型的搭建57-58
• 5.2.2 仿真結(jié)果分析58-59
• 5.3 實驗驗證59-63
• 5.3.1 空載啟動實驗60-61
• 5.3.2 動態(tài)調(diào)速實驗61-62
• 5.3.3 電機帶載運行實驗62-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻65-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果69-71
• 致謝71

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 汪浩洋;邱瑞昌;趙曉紅;;基于DSP的異步電機無速度傳感器矢量控制[J];電力電子技術(shù);2010年04期

2 李漢強;矢量控制異步電機等效電路及其參數(shù)變化因素分析[J];武漢交通科技大學(xué)學(xué)報;1999年05期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 高德艷;基于模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)的SVM-DTC變頻調(diào)速研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

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本文編號：879443