文档介绍：中南大学
硕士学位论文
感应电机直接转矩控制系统定子磁链观测及速度辨识研究
姓名:阳同光
申请学位级别:硕士
专业:控制科学与工程
指导教师:黄志武
20080401
摘要无速度传感器感应电机直接转矩控制系统因其控制思想新颖、方法简单和性能优越等特点,近年来在交流感应电机调速方面得到了较快的发展。定子磁链的准确定向和速度辨识的精度直接关系直接转矩控制效果,本论文对此进行深入的研究,提出一种新型的定子磁链观测方法和一种改进的基于模型参考自适应速度辨识方法。针对传统定子磁链观测方法的局限性,论文提出一种基于滑模观测器观测定子磁链的方法。该方法采用滑模函数取代定子电流状态方程中的反电动势项来简化观测器结构;采用连续函数取代开关函数来减小观测器抖动;针对求解定子磁链时引入的纯积分,则采用带反馈项的低通滤波器,对其幅值和相位误差进行补偿。由于滑模观测器中不包含定子电阻,因此解决了基于传统观测方法中定子电阻变化影响磁链观测精度的问题,而且不需要定子电压信息,既简化了硬件电路,又克服了电压测量误差对磁链观测精度的影响。针对传统模型参考自适应方法中的纯积分环节和定子电阻变化对辨识精度影响较大的问题,论文对传统模型参考自适应方法进行改进。通过引入高通滤波器,克服了纯积分器的缺陷,采用模糊逻辑在线调节滤波器截止频率,消除滤波器截止频率的影响;其次采用基于模糊逻辑的在线定子电阻调整,减小定子电阻变化对辨识精度的影在/环境下,构建了无速度传感器直接转矩控制系统仿真模型。在此基础上对上述改进方案进行了仿真,仿真结果表明论文提出的磁链观测方法和速度辨识方法能在全速范围保持稳定且具有较高的辨识精度。关键词感应电机,无速度传感器,滑模观测器,速度辨识响。
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作者签名:蚍导师签黝日期:趔年』月丝日作者签名:陋虱丝日期:五垒筮年上月丝日学位论文版权使用授权书原创性声明本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。
第一章绪论课题的背景和意义简单,’而感应电机则正好相反。众所周知,虽然直流电机的调速性能优越,但是易于维修保养;淮嬖诨幌蚧鸹ǎ梢杂τ糜诖嬖谝兹家妆宓亩窳踊肪常直流电动机和交流电动机先后诞生于世纪,距今已有嗄甑睦罚并已成为动力机械的主要驱动装置【S捎诩际跎系脑颍诤艹ひ欢问逼谀冢占整个电力拖动系统%左右的不变速拖动系统中采用的是交流电动机感应电动机和同步电动机谛枰=械魉倏刂频耐隙低持性蚧旧喜捎的直流电动机。而造成这种局面的原因是由于直流电动机结构复杂,但调速控制由于结构上的原因,直流电动机存在以下缺点:枰6ㄆ诟坏缢⒑突幌蚱鳎维护保养困难,寿命较短;捎谥绷鞯缍嬖诨幌蚧鸹ǎ岩杂τ糜诖嬖易燃易爆气体的恶劣环境;峁垢丛樱岩灾圃斐龃笕萘俊⒏咦K俸透叩缪的直流电动机。与直流电动机相比,交流电动机则具有以下优点:峁辜峁蹋ぷ骺煽浚菀字圃斐龃笕萘俊⒏咦K俸透叩缪沟慕涣鞯缍R虼耍芫靡岳矗们希望在许多场合下能够用可调速的交流电动机来代替直流电动机,并在交流电动机的调速控制方面进行了大量的研究开发工作。但是,直至世纪年代,交流调速系统的研究开发方面一直未能得到真正能够令人满意的成果,也因此限制了交流调速系统的推广应用。也正是因为这个原因,在工业生产中大量使用的诸如风机、水泵等需要进行调速控制的电力拖动系统中不得不采用挡板和阀门来调节风速和流量。这种做法不但增加了系统的复杂性,也造成了能源的浪费。经历了世纪年代中期的第问臀;螅嗣浅浞秩鲜兜搅私谀芄ぷ鞯重要性,并进一步重视和加强了对交流调速技术的研究开发工作。随着电力电子技术、微电子技术和控制理论的发展,电力半导体器件和微处理器的性能的不断提高,变频驱动技术也得到了显著的发展,并使得变频调速成为可能。目前,矢量控制和直接转矩控制在交流电机变频调速领域得到了广泛的研究和应用。矢量控制技术首次由德国西门子公司的工程师谏鲜兰年代提出的,其基本思想是:将感应电动机在三相坐标系下的定子交流!ⅰü/啾浠唬刃С闪较嗑仓棺晗迪碌慕涣鞯缌鳌厅,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流ⅰ嗟