无速度传感器异步电机直接转矩控制系统的研究

论文题目: 无速度传感器异步电机直接转矩控制系统的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 控制理论与控制工程

作者: 王坚

导师: 桂卫华

关键词: 异步电机,直接转矩控制,无速度传感器,系统仿真

文献来源: 中南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后交流传动领域中一种新兴的控制技术,它省去了复杂的矢量变换,具有动态响应快、结构简单、易于实现等优点。无速度传感器技术是当前交流传动领域中的研究热点,由于速度传感器的安装不仅增加了系统的成本,而且存在安装不便、维修困难等缺点,因而用软件代替速度传感器来辨识转速,即无速度传感器技术,具有非常好的应用前景。本论文从异步电机的数学模型出发,介绍了直接转矩控制的基本原理,详细的分析了直接转矩控制的六边形及圆形磁链轨迹的控制方案,对圆形磁链轨迹的转矩调节器进行改进,减小了转矩脉动,并提出一种新型的十八边形磁链轨迹控制方案,改善了电流波形,针对不同的应用场合及不同的转速范围可以应用不同的控制方案。本文对无速度传感器技术进行了深入的研究,着重分析了基于模型参考自适应的速度辨识算法,建立了三种速度辨识方案的数学模型,并将它们应用到直接转矩控制系统中进行仿真比较,发现基于全阶磁链观测器的速度自适应辨识在全速度范围都有着理想的辨识效果,且由磁链观测器得到的定子磁链可以直接应用于直接转矩控制系统。本论文用Matlab/Simulink软件对直接转矩控制不同磁链轨迹的控制方案进行了详尽的仿真研究,构建了三种速度辨识方案的仿真模型,对无速度传感器的异步电机直接转矩控制系统进行了仿真研究。仿真结果与理论分析是一致的。

论文目录:

第1章绪论

1.1 交流调速技术的发展

1.1.1 电力电子器件的发展

1.1.2 交流调速系统控制策略的发展

1.1.3 控制元件的发展

1.2 直接转矩控制技术的研究现状

1.3 无速度传感器技术的研究现状

1.4 论文的主要内容

第2章直接转矩控制的基本理论

2.1 异步电机的数学模型

2.2 逆变器数学模型和电压空间矢量

2.3 电压空间矢量对定子磁链和电动机转矩的影响

2.3.1 电压空间矢量对定子磁链的影响

2.3.2 电压空间矢量对电动机转矩的影响

2.4 异步电机的磁链模型

2.4.1 u-i模型

2.4.2 i-n模型

2.4.3 u-n模型

2.5 小结

第3章直接转矩控制系统结构

3.1 六边形磁链方案

3.1.1 磁链自控制

3.1.2 转矩自控制

3.2 近似圆形磁链方案

3.3 十八边形磁链方案

3.4 直接转矩控制在交流传动电力机车中的应用

3.4.1 低速范围

3.4.2 高速范围

3.4.3 弱磁范围

3.5 小结

第4章无速度传感器直接转矩控制研究

4.1 模型参考自适应参数辨识的理论基础

4.2 基于转子磁链模型的速度辨识

4.3 基于自适应全阶状态观测器的速度辨识

4.3.1 基于以定子电流和转子磁链为状态变量观测器的速度辨

4.3.2 基于以定子磁链和转子磁链为状态变量观测器的速度辨

4.4 小结

第5章异步电机直接转矩控制系统仿真研究

5.1 不同磁链轨迹控制系统仿真

5.1.1 六边形磁链轨迹控制系统仿真

5.1.2 近似圆形磁链轨迹控制系统仿真

5.1.3 十八边形磁链轨迹控制系统仿真

5.2 无速度传感器控制系统仿真

5.2.1 基于转子磁链模型速度辨识的仿真

5.2.2 基于自适应全阶状态观测器速度辨识的仿真

5.3 小结

结束语

参考文献

致谢

发布时间: 2006-03-28

参考文献

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