本文關(guān)鍵詞：基于電壓型磁鏈觀測器的異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩預(yù)測控制　出處：《湖南大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：異步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、噪聲小、成本低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點,一直以來都是傳動控制領(lǐng)域的研究熱點。交流調(diào)速控制領(lǐng)域從壓頻比控制、轉(zhuǎn)差頻率控制發(fā)展到矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制,其控制效果越來越優(yōu)良。直接轉(zhuǎn)矩控制以其結(jié)構(gòu)簡單、對電機(jī)參數(shù)依賴小、快速動態(tài)響應(yīng)等優(yōu)點,成為交流傳動領(lǐng)域發(fā)展迅速的一種高性能控制技術(shù)。然而,其在低速時磁鏈、轉(zhuǎn)矩脈動較大,以及定子磁鏈準(zhǔn)確度不高等問題一直阻礙著異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制是直接將磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩作為控制變量,故定子磁鏈的準(zhǔn)確觀測關(guān)系到控制性能的好壞。定子磁鏈觀測的主要問題是低速動靜態(tài)性能較差,為進(jìn)一步分析問題原因,對傳統(tǒng)定子磁鏈觀測器進(jìn)行深入研究。分析直流漂移、截止頻率、定子角頻率等因素對基于傳統(tǒng)低通濾波器的電壓模型磁鏈觀測器的影響。理論推導(dǎo)了低通濾波改進(jìn)純積分算法,在此基礎(chǔ)上對低通濾波器進(jìn)行幅值和相位的補(bǔ)償,考慮到截止頻率附近的動態(tài)性差問題,提出可編程的截止頻率低通濾波算法,分析定子角頻率誤差對磁鏈觀測性能的影響,針對定子角頻率誤差進(jìn)行補(bǔ)償從而提出一種改進(jìn)的可編程低通濾波器算法。在MATLAB/Simulink上建立異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制模型,通過仿真對文中涉及的優(yōu)化低通濾波器理論推導(dǎo)進(jìn)行了分析論證。轉(zhuǎn)矩脈動大是直接轉(zhuǎn)矩控制面臨的另一技術(shù)難點,傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制存在磁鏈和轉(zhuǎn)矩滯環(huán)寬度使得系統(tǒng)存在轉(zhuǎn)矩脈動。然而通過減小滯環(huán)寬度來抑制轉(zhuǎn)矩脈動的方法,會相應(yīng)的提高開關(guān)頻率,導(dǎo)致開關(guān)損耗增大,使得控制系統(tǒng)負(fù)荷加大。針對脈動大問題,本文將預(yù)測算法引入直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中,分析原有的預(yù)測電流控制策略,并在此基礎(chǔ)上,提出基于轉(zhuǎn)子磁鏈近似來選取最佳空間電壓矢量,分析得到該方法能保持恒定開關(guān)頻率的前提下,起到降低轉(zhuǎn)矩脈動的效果。通過Simulink仿真平臺驗證了方法的正確性和可行性。最后,通過搭建基于DSP芯片的驅(qū)動系統(tǒng)實驗平臺,詳細(xì)介紹了硬件電路設(shè)計,闡述了運用C語言進(jìn)行的模塊化軟件開發(fā),以及各個中斷和功能的流程框圖。通過實驗數(shù)據(jù)和實驗波形進(jìn)一步驗證了本文所提出的控制算法的優(yōu)越性。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM343;TP273
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本文編號：1328232