基于变结构理论的感应电机直接转矩控制研究

摘要

直接转矩控制技术是上世纪八十年代中期发展起来的一种新技术，它是继矢量控制技术之后，并有超越矢量控制技术之势的一种新型高效的交流调速传动控制技术。本文在分析和比较传统直接转矩控制方案的优缺点基础之上，提出了一种综合空间矢量脉宽调制和变结构控制的新型方案，该方案控制定子磁链按照近似圆形轨迹运动，对定子磁链和电磁转矩采用PI控制加变结构控制，实现对电机定子磁链和电磁转矩快速而准确地控制，以提高整个系统的工作性能和鲁棒性。 感应电机定子磁链观测的准确与否，直接关系到整个系统的静动态性能，为了实现定子磁链快速而准确地观测，本文详细地分析了us-is，模型和is-n模型各自的优缺点，提出了采用us-n模型，以实现电机的定子磁链进行观测。无速度传感器是现代交流传动领域内的一个研究热点，本文在比较各种转速辨识方法优缺点的前提下，采用模型参考自适应控制方法来对感应电机的转子角速度进行辨识。此外，针对SPWM电压型逆变器直流侧电压利用率低和输出电压谐波含量高等问题，本文采用空间矢量脉宽调制控制技术以对逆变器进行控制。 最后，为了验证以上所提方案的正确性和可行性，通过Matlab/Simulink构建整个调速系统的仿真模型，进行仿真验证和分析。

目录

文摘

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声明

第1章 绪论

1.1交流调速的现状与发展

1.1.1 电力电子器件

1.1.2交流电机变频调速控制技术

1.2课题研究的现实意义及其主要工作

1.3 本文内容的结构安排

第2章直接转矩控制系统理论基础

2.1 直接转矩控制系统的基本理论

2.1.1直接转矩控制系统的理论依据

2.1.2电压空间矢量的概念

2.1.3电压空间矢量对磁链空间矢量和电磁转矩的影响

2.2直接转矩控制系统的特点和基本结构

2.2.1直接转矩控制系统的特点

2.2.2直接转矩控制系统的基本结构

2.3 空间矢量调制直接转矩控制(SVMDTC)技术原理

2.3.1传统空间矢量调制直接转矩控制(Space Vector Modulation DTC，SVMDTC)

2.3.2空间矢量脉冲宽度调制直接转矩控制(Space Vector Pulse Width DTC，SVPWMDTC)

2.4本章小结

第3章 感应电机DTC系统观测器设计

3.1 定子磁链观测器设计

3.1.1基于定子电压和定子电流的磁链观测模型

3.1.2基于定子电流和转速的磁链观测模型

3.1.3基于定子电压和转子角速度的磁链观测模型

3.2无速度传感器设计

3.2.1模型参考自适应控制理论

3.2.2模型参考自适应无速度传感器设计

3.3本章小结

第4章感应电机DTC系统变结构控制器设计

4.1变结构控制理论

4.1.1变结构控制的基本问题

4.1.2变结构控制的抖动问题

4.2感应电机SVPWMDTC系统变结构控制器设计

4.2.1.SVPWMDTC系统变结构控制器结构

4.2.2 SVPWMDTC系统变结构控制器

4.3本章小结

第5章感应电机无速度传感器DTC系统仿真研究

5.1 Matlab／Simulink简介

5.2 SVPWMDTC系统主要模块

5.2.1系统仿真算法及其仿真模型

5.2.2系统各单元仿真模型

5.3系统仿真结果及分析

5.3.1系统工作性能仿真分析

5.3.2转子角速度和定子电阻辨识仿真

5.4本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文