基于DSP的无速度传感器矢量控制系统的转速辨识方法

摘要

采用矢量控制技术可解决传统交流调速的难题,使交流电机可以按直流电机的控制规律来进行控制;而无速度传感器的矢量控制技术由于可以省去速度传感器,而使相应的交流调速系统变得简便、廉价和可靠,所以成为当前研究的热点,论文正是在这一背景下展开对无速度传感器矢量控制系统转速辨识的研究的.首先,在绪论部分里介绍了电机调速和电力电子技术的发展,引出无速度传感器的矢量控制系统.重点介绍多种速度观测模型,并在比较诸多速度辨识方案后,采用基于卡尔曼滤波的速度估计方案.其次,论文介绍了矢量控制系统的基本理论,因为这是认识无速度传感器矢量控制系统及其转速辨识理论的基础.再次,论文根据前述的无速度传感器矢量控制技术的基本理论和卡尔曼滤波算法,建立了相应的系统仿真模型,并通过Matlab的Simulink仿真对其工作性能进行了验证.最后,论文采用具体的多组实验数据,再次检验了基于卡尔曼滤波的速度估计模型的估计性能,其结果再次表明该速度估计模型的估计精度很高,估计转速能很好地跟踪实际转速,证明了该模型具有很强的容错性和对非线性系统的逼近能力.

目录

文摘

英文文摘

独创性说明

第一章绪论

1.1引言

1.2电力电子器件和微处理器的发展

1.3无速度传感器转速辨识方法的国内外研究现状

1.3.1利用电机的运动方程进行转速的推算

1.3.2利用电机的状态方程直接进行转速的计算

1.3.3利用自适应状态观测器对转速进行辨识

1.3.4其它方法

1.4本课题所要完成的工作

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坐标变换

2.2.1静止坐标系间的变换

2.2.2旋转和静止坐标系间的变换

2.2.3直角坐标系和极坐标系间的变换(K/P变换)

2.3交流异步电动机的数学模型

2.3.1动态数学模型

2.3.2交流异步电动机在M、T坐标系的数学模型

2.3.3交流异步电动机在α、β坐标系的数学模型

2.3.4矢量控制系统基本方程

第三章无速度传感器矢量控制系统

3.1无速度传感器矢量控制系统的结构

3.2基于卡尔曼滤波的无速度传感器矢量控制系统

3.2.1卡尔曼滤波理论的基本原理及公式

3.2.2扩展卡尔曼滤波(EKF)

3.2.3适用于转速估计的电机模型

第四章无速度传感器矢量控制系统的仿真

4.1仿真工具语言MATLAB简介

4.2无速度传感器矢量控制系统的仿真

第五章软件实现

5.1控制软件概要

5.1.1主程序

5.1.2主机与DSP间的通信

5.2标么值与数的定标

5.3模块化编程

5.3.1系统初始化模块

5.3.2坐标变换模块

5.3.3基于卡尔曼滤波的转速和磁通观测模块

5.3.4数字PI控制模块

第六章实验与分析

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

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