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矢量控制技术在速度和转矩控制方面长期以来的发展,使得在电机领域交流控制可以拥有与直流控制系统一样甚至更好性能成为可能。由于无速度传感器矢量控制没有速度传感器,不光运行成本变低了,系统可靠性和鲁棒性相应增强,从而成为了近年来一个热点研究课题。
对于无速度传感器矢量控制系统(SVC)的发展超过传统速度传感器系统的主要原因,是其通过检测容易检测到的量间接物理量来实现磁链和转速度的估计,体现出其抗干扰能力强、结构稳定、性能优良等特性。本文主要针对当前速度估计和磁链通量观测环节精度偏低以及低速运行性能较差等问题,对系统做进一步改进和优化方法研究。论文简绍并分析了如何用坐标变换方法实现从三相到两相坐标系的变换,将定子电流变换为磁通和转矩两部分进行解耦控制,使直流电机同样的控制性能可在异步电机系统得以实现。由于电机在运行过程中的参数随时发生变化,需要保证磁链和转速估计的准确性,才能使系统达到良好的动态性能,所以磁链的观测和转速的估计自然成为系统研究的重点。本系统将传统模型参考自适应(MRAS)通过改进,提出基于超稳定性理论的带滤波环节的变参数模型参考自适应系统并引入控制系统的思想,实现了更高效精确的转速估计和磁链观测目的,并以DSP为控制核心对系统硬件结构以及软件主要部分进行全面的系统设计。
最后,将矢量控制理论结合改进后的模型参考自适应转速估计理论,利用Matlab/Simulink工具搭建了系统仿真模型并做了仿真验证。从实验结果看出,控制系统采用基于超稳定性理论的变参数的模型参考自适应估计方法,不仅转速收敛快、估计精度高,且低速运行时有很好的动态性能。实现了无速度传感器矢量控制系统的优化和研究的目的,相信会对该方向将来更成熟的研究与发展有一定积极影响。
对于无速度传感器矢量控制系统(SVC)的发展超过传统速度传感器系统的主要原因,是其通过检测容易检测到的量间接物理量来实现磁链和转速度的估计,体现出其抗干扰能力强、结构稳定、性能优良等特性。本文主要针对当前速度估计和磁链通量观测环节精度偏低以及低速运行性能较差等问题,对系统做进一步改进和优化方法研究。论文简绍并分析了如何用坐标变换方法实现从三相到两相坐标系的变换,将定子电流变换为磁通和转矩两部分进行解耦控制,使直流电机同样的控制性能可在异步电机系统得以实现。由于电机在运行过程中的参数随时发生变化,需要保证磁链和转速估计的准确性,才能使系统达到良好的动态性能,所以磁链的观测和转速的估计自然成为系统研究的重点。本系统将传统模型参考自适应(MRAS)通过改进,提出基于超稳定性理论的带滤波环节的变参数模型参考自适应系统并引入控制系统的思想,实现了更高效精确的转速估计和磁链观测目的,并以DSP为控制核心对系统硬件结构以及软件主要部分进行全面的系统设计。
最后,将矢量控制理论结合改进后的模型参考自适应转速估计理论,利用Matlab/Simulink工具搭建了系统仿真模型并做了仿真验证。从实验结果看出,控制系统采用基于超稳定性理论的变参数的模型参考自适应估计方法,不仅转速收敛快、估计精度高,且低速运行时有很好的动态性能。实现了无速度传感器矢量控制系统的优化和研究的目的,相信会对该方向将来更成熟的研究与发展有一定积极影响。