无速度传感器异步电动机直接转矩控制系统带速度重投控制的研究

摘要

异步电动机无速度传感器直接转矩控制系统在运行过程中，常会遇到系统的断电、重投操作，由于不具有速度传感器，重投初始时刻的速度值无法准确获得，在实际速度与重投初始时刻辨识速度相差很大的情况下，有可能使得系统无法顺利励磁，从而导致系统运行失败。 本文先从异步电动机的数学模型出发，研究了定子磁链近似圆形轨迹直接转矩控制系统的原理与构成，在此基础上采用基于自适应状态观测器方法对电动机速度进行辨识，利用Lyapunov稳定性理论推导出速度自适应率，采用极点配置法来配置观测器增益矩阵，保证了系统的稳定。将由观测器得出的定子磁链用于直接转矩控制，有效地改善了系统的低速性能。在这个基于自适应状态观测器的无速度传感器直接转矩控制平台中，对系统进行带速度重投控制的研究，在分析系统断电和重投瞬态的基础上，介绍了一种重投控制方法，这种方法着眼于重投时刻系统励磁的成功，确保系统在重投瞬态的平稳过渡，方法简单且易于实现，具有很好的实用性。 对于理论研究的结果，在Matlab/Simulink平台下进行了仿真研究，基于自适应状态观测器的速度辨识方法有良好的辨识效果，同时系统也较使用传统定子磁链观测方法的直接转矩控制方法系统具有更好的低速性能，系统断电、重投的瞬态分析及重投控制方法的有效性也通过仿真得到了验证，与理论分析一致。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权说明

第1章绪论

1.1带速度重投控制问题的提出

1.2研究背景介绍

1.2.1电力电子器件的发展

1.2.2交流调速控制理论的发展

1.2.3控制元件的发展

1.2.4计算机仿真手段的发展

1.3国内外应用与研究进展

1.3.1直接转矩控制的发展

1.3.2无速度传感器技术的发展

1.3.3带速度重投问题的研究进展

1.4论文的主要内容

第2章直接转矩控制的原理及方法

2.1空间矢量的概念

2.2异步电动机的数学模型

2.3逆变器数学模型和电压空间矢量

2.4电压空间矢量对定子磁链的影响

2.5电压空间矢量对电磁转矩的影响

2.6直接转矩控制的系统结构

2.7定子磁链的观测模型

2.8小结

第3章基于自适应状态观测器的无速度传感器控制系统

3.1基本原理

3.2转速自适应律

3.3观测器增益矩阵的确定

3.4小结

第4章无速度传感器系统的重投控制

4.1断电对无速度传感器控制系统的影响

4.2带速度重投控制

4.2.1算法基础

4.2.2实现原理

4.3小结

第5章仿真研究

5.1异步电动机的Simulink模型

5.2直接转矩控制系统的仿真

5.3基于自适应状态观测器的速度辨识算法的仿真

5.4断电对无速度传感器控制系统影响的仿真分析

5.5带速度重投控制的仿真

5.6小结

结束语

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果