异步电动机无速度传感器的矢量控制系统设计与实现

摘要

异步电机因其低成本和高可靠性在工业领域中得到了广泛的应用，而如何有效提高异步电机控制系统的调速性能受到越来越多的关注。矢量控制作为一种先进的控制策略，可以对电机的磁链和转矩分别单独控制，使得交流调速系统可以达到与直流调速系统相仿的转速、转矩控制性能。异步电机的无速度传感器矢量控制系统克服了交流调速系统中由于安装速度传感器所带来的种种不便，成为现代交流传动控制的一个重要研究方向。论文在实现异步电机有速度传感器矢量控制的前提下，进一步研究实现基于模型参考自适应的无速度传感器矢量控制系统，并进行了数字化实验。论文主要工作包括：
　　(1)深入分析研究了矢量控制的基本原理，详细阐述了矢量坐标变换理论和异步电机在不同坐标系上的数学模型，确定了基于转子磁场定向的矢量控制方法，并结合空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术，实现有速度传感器的异步电机矢量控制系统。
　　(2)通过对现有的多种转速辨识算法进行分析比较，确定模型参考自适应算法对异步电机的转速进行辨识，针对所采用的参考模型中存在积分误差而导致计算结果漂移的问题，对参考模型进行了改进，增加了数字滤波环节，最终实现异步电动机无速度传感器矢量控制系统。
　　(3)以TMS320F2812DSP为控制核心搭建了异步电动机无速度传感器矢量控制系统的数字化平台，完成整个控制系统的软件设计，在线调试程序，进行了比较全面的实验研究，对获得的各种转速变化的过渡状态曲线进行了分析比较，取得了比较理想的实验结果，验证了本文所设计的基于MRAS的无速度传感器矢量控制系统的可行性和有效性。

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注释表

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 交流调速控制系统的发展和现状

1.3 矢量控制技术

1.4 无速度传感器技术

1.5 课题研究内容

第二章 异步电动机矢量控制系统

2.1 矢量控制的基本思想

2.2 三相异步电动机的坐标变换

2.3异步电动机在不同坐标系上的数学模型

2.4异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统

2.5 电压空间矢量(SVPWM)控制技术

2.6 本章小结

第三章 基于MRAS的无速度传感器矢量控制系统的设计

3.1 无速度传感器的转速辨识算法

3.2 模型参考自适应系统的参数辨识原理

3.3 基于模型参考自适应的电机转速辨识

3.4基于MRAS的无速度传感器矢量控制系统

3.5 本章小结

第四章 异步电动机无速度传感器矢量控制系统的实现

4.1无速度传感器矢量控制系统的硬件实现

4.2 无速度传感器矢量控制系统的软件实现

4.3 本章小结

第五章 无速度传感器矢量控制系统实验

5.1实验条件及内容

5.2实验过程

5.3实验波形及分析

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

在校期间发表的学术论文以及科研成果