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基于MRAS异步电机无速度传感器矢量控制系统的研究

作　者: 孟兆博
导　师: 张春喜
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 异步电机无速度传感器矢量控制模型参考自适应
分类号: TM343
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 196次
引　用: 1次
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内容摘要

交流电机调速控制系统的研究综合了电力电子技术、计算机控制、电机等多门学科的知识。由于交流电机多变量强耦合的特点,要实现高性能的交流电机调速控制难度较大。矢量控制理论为交流电机的高性能调速提供了基本保证。在矢量控制的基础上,由于速度传感器存在的一些缺陷,作为高性能调速系统的异步电机无速度传感器矢量控制系统不仅是现代交流传动控制一个重要的研究方向,也是当今研究的热点问题。本文在对矢量控制原理详尽分析的基础上对无速度传感器获取速度信息的方法进行讨论,对基于MRAS无速度传感器矢量控制系统进行仿真,对实现系统所需的软硬件进行设计。首先对交流电机控制策略的发展和多种无速度传感器控制技术进行了总结,归纳了各种控制方法以及无速度传感器速度估算方法的优缺点。接着概述了矢量控制、坐标变换、空间电压矢量调制的基本原理,描述了异步电机在不同坐标系下的数学模型。然后分析了基于模型参考自适应系统无速度传感器矢量控制的原理。以此为基础,在MATLAB/Simulink环境下对基于模型参考自适应系统的无速度传感器矢量控制系统进行了仿真,并对仿真结果进行了分析。最后以TMS320F2810 DSP为核心,进行了无速度传感器矢量控制系统的软硬件设计。仿真结果验证了该MRAS速度辨识模型具有令人满意的辨识精度和动态性能,符合实际电机控制的要求。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-18
  1.1 课题的背景及意义  10-11
  1.2 交流调速技术的发展现状  11-13
  1.3 无速度传感器矢量控制技术现状  13-17
    1.3.1 直接计算法  13-14
    1.3.2 直接由状态方程合成法  14
    1.3.3 基于模型参考自适应(MRAS)方法  14-15
    1.3.4 基于自适应全阶状态观测器的方法  15
    1.3.5 基于扩展卡尔曼滤波器的方法  15-16
    1.3.6 高频信号注入法  16
    1.3.7 基于神经网络的方法  16-17
  1.4 本文研究的主要内容  17-18
第2章矢量控制及SVPWM的基本原理  18-31
  2.1 异步电机矢量控制的基本思想  18-24
    2.1.1 矢量控制的坐标变换  20-22
    2.1.2 异步电机的数学模型  22-24
  2.2 SVPWM控制技术的基本原理  24-30
  2.3 本章小结  30-31
第3章基于MRAS无速度传感器控制的速度估算  31-37
  3.1 模型参考自适应系统设计的基本原则  32-34
  3.2.基于MRAS速度辨识系统  34-36
    3.2.1 参考模型可调模型和状态变量  34
    3.2.2 确定自适应规律  34-36
  3.3 本章小结  36-37
第4章无速度传感器矢量控制系统仿真与设计  37-56
  4.1 基于模型参考自适应控制的转速估计系统仿真  37-45
    4.1.1 矢量变换模块  38-39
    4.1.2 SVPWM仿真模块  39-43
    4.1.3 MRAS转子磁链观测及速度估算模块  43-44
    4.1.4 系统仿真模型  44-45
  4.2 仿真结果及分析  45-51
  4.3 系统的主电路  51-52
  4.4 系统软件设计  52-55
  4.5 本章小结  55-56
结论  56-57
参考文献  57-60
攻读学位期间发表的学术论文  60-61
致谢  61

基于MRAS异步电机无速度传感器矢量控制系统的研究

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