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基于多新息辨识理论的电机矢量控制系统研究

作　者: 陈中伟
导　师: 沈艳霞
学　校: 江南大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 矢量控制 无速度传感器 多新息最小二乘 参数辨识 参数补偿 Anti-windup速度控制器
分类号: TM301.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 27次
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内容摘要


伴随着功率电子器件技术,计算机技术,矢量控制等控制技术的飞速发展,交流调速取得了很大进步。矢量控制通过对电磁电流和转矩电流的分解,使感应电机的控制性能与直流电机控制性能相当,被广泛应用。为了更进一步提高矢量控制性能,论文针对感应电机参数辨识、无速度传感器控制技术和速度控制器的设计技术展开深入研究。论文首先构建了异步电机间接矢量控制系统仿真图,然后阐述了多新息辨识理论,利用Matlab语言编写了多新息最小二乘算法,其后论文设计了基于多新息最小二乘法的异步电机参数观测器,根据异步电机在两项静止坐标系上的数学模型,利用定子电压、定子电流和转速,辨识出转子时间常数,定子自感和漏感系数,仿真结果表明了多新息最小二乘法的有效性。针对速度传感器存在的问题,论文采用直接计算法估计出感应电机转速,并利用多新息最小二乘法辨识出异步电机的转子时间常数和定子电阻,实时补偿矢量控制系统的解耦控制器和速度估计算法,仿真结果表明加入参数补偿后,提高了异步电机无速度传感器矢量控制系统的调速范围和低速时速度估计的准确性。针对高性能异步电机矢量控制系统对电机参数在线辨识补偿和速度控制器的设计的要求。论文利用多新息最小二乘辨识算法对电机参数进行辨识和补偿,确保了磁场定向的准确性。然后结合积分限制抗饱和(Anti-windup)算法和条件作用技术Anti-windup算法提出了一种新型变结构Anti-windup速度控制器的设计方法,当控制器出现饱和时,采用条件作用技术Anti-windup。基于MATLAB的仿真结果证明了所设计的多新息最小二乘参数估计器和Anti-windup速度控制器的有效性。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 课题的提出及意义  7
  1.2 矢量控制研究的背景  7-8
  1.3 矢量控制的关键技术  8-11
    1.3.1 感应电机参数辨识方法  9-10
    1.3.2 感应电机速度估计方法  10-11
  1.4 论文主要内容  11-13
第二章 感应电机矢量控制仿真研究  13-25
  2.1 概述  13
  2.2 三相异步电机的多变量非线性数学模型  13-15
  2.3 坐标变换  15-16
  2.4 三相异步电机在两项坐标系上的数学模型  16-18
    2.4.1 异步电机在两项任意旋转坐标系（dq 坐标系）上的数学模型  16-17
    2.4.2 两项静止坐标系（αβ坐标系）下感应电机数学模型  17-18
  2.5 感应电机建模及矢量控制仿真研究  18-21
    2.5.1 矢量控制基本的基本思想及原理  18-19
    2.5.2 基于Matlab/simulink 中构建异步电机的矢量控制系统设计  19-21
  2.6 仿真结果  21-23
  2.7 小结  23-25
第三章 多新息参数辨识理论  25-31
  3.1 概述  25
  3.2 多新息辨识理论  25-27
  3.3 MATLAB 仿真  27-30
    3.3.1 实例分析  27
    3.3.2 用M 语言编写多新息最小二乘算法  27-28
    3.3.3 系统的simulink 建模  28-30
  3.4 本章小结  30-31
第四章 感应电机参数影响及多新息辨识估计器的设计  31-39
  4.1 概述  31
  4.2 异步电机参数对磁链观测器的影响  31-32
  4.3 转子时间常数变化对矢量控制的影响  32-33
    4.3.1 对静态性能的影响  32-33
    4.3.2 对动态性能的影响  33
  4.4 基于多新息最小二乘法的感应电机参数辨识  33-35
  4.5 感应电机间接矢量控制系统分析及MATLAB 仿真  35-37
    4.5.1 仿真系统结构  35
    4.5.2 仿真结果及分析  35-37
  4.6 本章小结  37-39
第五章 基于多新息最小二乘法的感应电机无速度传感器矢量控制系统  39-45
  5.1 概述  39
  5.2 开环转速估计  39-40
  5.3 转子时间常数和定子电阻估计器的设计  40-42
  5.4 转速估计及参数补偿的系统仿真  42-44
    5.4.1 仿真模型  42
    5.4.2 转速估计及参数辨识结果  42-44
  5.5 本章小结  44-45
第六章 高性能矢量控制中电机参数辨识及速度控制策略研究  45-51
  6.1 概述  45
  6.2 windup 现象分析  45-46
  6.3 变结构Anti-windup 控制器的设计  46-47
    6.3.1 积分限制  46
    6.3.2 条件作用技术  46-47
    6.3.3 新型变结构Antiwindup 控制器  47
  6.4 系统构成及仿真分析  47-50
  6.5 本章小结  50-51
第七章 总结与展望  51-53
  7.1 总结  51
  7.2 展望  51-53
致谢  53-55
参考文献  55-61
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  61

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 一般性问题 > 电机原理 > 电机的控制
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