基于ADI的异步电机无速度传感器矢量控制系统研究

摘要

异步电机作为现代工业最常用的控制对象，它的调速性能直接影响到工业生产的效率。无速度传感器控制技术用转速估计的方法代替传感器，可以节约设备成本，避免安装困难，提高系统可靠性。本文针对异步电机无速度传感器矢量控制技术进行研究，主要工作如下:
　　1.利用坐标变换方法建立了异步电机在两相静止以及同步旋转坐标系中的数学模型，分析了异步电机矢量控制原理和电压空间矢量脉宽调制原理，构建了一种PI参数可调的转速辨识模型，并提出一种有效的负载转矩实时检测方法。
　　2.构建了Simulink仿真模型，并将仿真模型植入ADI半实物实验系统。
　　3.仿真与实验结果表明，该无速度传感器矢量控制系统具有良好的静态和动静性能态，速度估计与转矩估计的精准度高，稳定性强，转子磁链和定子磁链基本为正圆形，在调速过程中超调量小、响应快、调速范围宽，电流、转矩波动小，抗扰性能良好，各项指标都满足电机实际运行要求，提高了直流电压利用率，电机的电流谐波成分和转矩脉动得到了有效降低。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景

1．2 国内外研究现状分析

1．2．1 异步电机控制方法研究现状

1．2．2 无速度传感器控制方法研究现状

1．3 本文的主要研究内容

第2章 异步电机矢量控制系统研究

2．1 异步电机动态数学模型

2．1．1 三相异步电机多变量非线性数学模型

2．1．2 坐标变换和变换矩阵

2．1．3 三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型

2．2 矢量控制系统研究

2．2．1 矢量控制系统基本思想

2．2．2 SVPWM基本原理与算法

第3章 基于MRAS的无速度传感器控制器设计

3．1 常用的转速估计方法分析

3．1．1 转差角频率计算法

3．1．2 转速自适应磁链观测器

3．1．3 扩展卡尔曼滤波法

3．2 MRAS法转速估计

3．2．1 转子磁链观测模型的改进

3．2．2 转速估计

3．2．3 负载转矩估计

第4章 无速度传感器控制系统的仿真设计

4．1 SVPWM模块设计

4．2 转子磁链观测模块的设计

4．3 转速与转矩估计模块的设计

4．4 仿真结果

第5章 基于ADI实验平台下控制系统的实现

5．1 控制系统硬件部分

5．1．1 ADI半实物仿真器

5．1．2 其它电路模块

5．2 控制系统软件部分

5．2．1 ADI操作简介

5．2．2 模型的改善与调试过程

第6章 结论与展望

6．1 全文总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文