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异步电动机DTC系统低速性能改善策略的仿真研究

作　者: 董长宏
导　师: 王英
学　校: 大连交通大学
专　业: 交通信息工程及控制
关键词: 直接转矩控制 低速性能改善 异步电动机 仿真
分类号: TM343
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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引　用: 1次
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内容摘要


直接转矩控制技术自问世以来，就以其新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动态和静态性能受到了广泛的关注并得到了迅速的发展。但是在异步电动机低速运行区段时，应用直接转矩控制技术仍然存在一些缺陷。针对直接转矩控制技术在异步电动机低速运行区段，转矩、电流和磁链脉动较大和调速过程转矩动态响应时间过缓等缺点，本文采用近似圆形定子磁链轨迹的控制理论，通过含有P／N调节器的转矩调节器、三点式磁链调节器、新型定子磁链观测器等改进的控制模块，同时结合对电压空间矢量选择单元的改进，从而较好地降低了转矩、电流和磁链的脉动，改善了直接转矩控制系统的调速性能和转矩动态响应。本文主要完成的工作包括以下几个方面：根据异步电机直接转矩控制的基本原理建立了改进的直接转矩控制系统的数学模型；利用MATLAB／SIMULINK软件，通过软件编程和模块调用，完成了含有P／N调节器的转矩调节器、三点式磁链调节器和新型磁链观测器的仿真模型的设计，搭建了直接转矩控制系统低速性能改善的仿真模型平台。通过改变转速和额定负载转矩等控制参数，对系统进行了低速运行区段和调速过程的仿真，分析比较最终的仿真结果后表明，本文所提出的改善策略使得直接转矩控制技术在异步电动机低速运行区段的控制性能有了较好的改善，转矩、电流和磁链脉动均得到了有效的控制，系统转矩的动态响应性能良好。直接转矩控制中无速度传感器技术的应用一直是该领域的研究热点。本文同时还分析了基于异步电动机物理模型的直接计算法以及基于模型参考自适应系统(MRAS)的速度辨识方法，这将为在直接转矩控制系统实用性模型中，能够合理的设计出速度反馈环节提供必要的理论支持。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
绪论  7-14
  1、论文的研究背景  7
  2、交流电动机调速技术的发展与现状  7-9
  3、直接转矩控制技术简介  9-11
  4、直接转矩控制技术的问题与研究  11-12
  5、论文主要完成的工作  12-14
第一章 异步电动机直接转矩控制的原理  14-27
  1.1 异步电动机的数学模型  14-19
    1.1.1 三相坐标系下的异步电动机数学模型  14-17
    1.1.2 3/2静止坐标变换  17-19
  1.2 逆变器的数学模型与电压空间矢量  19-22
  1.3 磁通和转矩闭环控制原理  22-24
  1.4 直接转矩控制系统基本结构原理  24-26
  本章小结  26-27
第二章 直接转矩控制系统在异步电动机低速段的改善策略  27-44
  2.1 直接转矩控制低速性能分析  27
  2.2 直接转矩控制系统的改善设计  27-43
    2.2.1 磁链观测器  27-30
    2.2.2 采用近似圆形磁链轨迹控制策略  30-34
    2.2.3 含有P/N调解器的转矩调节器  34-37
    2.2.4 三点式磁链调节器  37-41
    2.2.5 开关信号选择单元和改进的电压空间矢量控制表  41-42
    2.2.6 转速PI调节器  42-43
  本章小结  43-44
第三章 直接转矩控制系统的建模与仿真  44-60
  3.1 仿真软件MATLAB简介  44-46
    3.1.1 MATLAB语言  44
    3.1.2 软件构成  44-46
  3.2 直接转矩控制系统仿真模型  46-47
  3.3 直接转矩控制系统关键部分仿真模型的设计  47-53
    3.3.1 磁链和转矩观测模块  47-49
    3.3.2 逆变器仿真模型  49
    3.3.3 转矩调节器、P/N调节器的仿真模型  49-50
    3.3.4 磁链调节器仿真模型  50-51
    3.3.5 开关信号选择单元仿真模型  51-52
    3.3.6 转速PI调节器模型  52-53
  3.4 直接转矩控制系统的仿真结果与分析  53-59
    3.4.1 仿真参数  53
    3.4.2 仿真结果及分析  53-59
  本章小结  59-60
第四章 直接转矩控制中的无速度传感器技术研究  60-66
  4.1 基于物理模型的转速估算方法  62-63
  4.2 模型参考自适应法(MRAS)  63-65
  本章小结  65-66
结论  66-68
参考文献  68-71
攻读硕士学位期间发表的学术论文  71-72
致谢  72

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 交流电机 > 异步电机
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