感应电动机自抗扰控制系统仿真研究

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1、中北大学信息商务学院2014届毕业论文感应电动机自抗扰控制系统仿真研究摘要异步电机直接转矩控制系统以其思路新颖、控制方案简单及性能优越等特点受到人们的普遍重视。但是由于异步电机是一个高阶、非线性、强耦合的多变量复杂系统，并且受模型参数摄动以及外界干扰的影响，使控制器的设计成为一个复杂的问题。本文提出了将自抗扰控制技术应用于异步电机直接转矩控制系统中，以实现异步电机的高性能的控制。首先，介绍了异步电机和逆变器的数学模型，然后分析了异步电机直接转矩控制的基本原理，在Simulink环境下构建了圆形磁链的直接转矩控制系统。仿真结果表明，直接转矩控

2、制的低速性能较差，一组PI参数不能对电机运行的各个工况的都实现良好的控制性能。在对传统PID优缺点进行分析的基础上，介绍了跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性状态误差反馈和自抗扰控制器的基本原理，给出了自抗扰控制器的结构图，构建了自抗扰控制器的仿真模型。重点研究了自抗扰控制算法应用于异步电机直接转矩控制，给出了系统组成结构图，分析了异步电机转速自抗扰控制器的设计方案，使用一阶ADRC设计了异步电机转速自抗扰控制器，并采用S一函数实现了ADRC控制算法。建立了基于自抗扰控制器的直接转矩控制仿真结构图。关键词：直接转矩控制，自抗扰控制，仿真中北大

3、学信息商务学院2014届毕业论文AbstractResearchofDirectTorqueControlSystemofinductionMotorAbstractDirecttorquecontrol(DTC)systemofinductionmotorshasgotwideattentionwithadvantagessuchasnewthoughts，simplecontrolschemeandexcellentperformance．However,becauseofinductionmotorisahigh-order,nonl

4、inearandstrongcouplingofcomplexsystemsofmanyvariables，andbytheparametersperturbation,aswellastheimpactofoutsideinterference,makingthedesignofcontrollerintoacomplexissue．Toachievehighdynamicperformanceofdrivesystem,anonlinearactivedisturbancerejectioncontroller(ADRC)usedind

5、irecttorquecontrolsystemofinductionmotorsisintroducedinthispaper．Firstly,thebasicmathmodelofallasynchronousmachineandofaPWMinverterisintroduced,thentheprincipleofdirecttorquecontrolsystemofinductionmotorsisanalyzed，theroundtrackoffluxofdirecttorquecontrolsystemisdevelopedi

6、nMATLAB／Simulinksoftware．Simulationresultsshowthat,agroupofPIparameterscanbemadeonlyforacertainrangeofspeedofimplementationofbetterregulation,forthespeedcontrolotherrangeofpoorperformance．ThedefectsoftraditionalPIDcontrolmethodsarediscussed，trackingdifferential（TD），extende

7、dstateobserver(ESO)，nonlinearstateerrorfeedback(NLSEF)andthebasicprincipleofactivedisturbancerejectioncontrollerareintroduced，thestandardstructureofactivedisturbancerejectioncontrollerisgiven,thesimulationmodelofactivedisturbancerejectioncontrollerisdeveloped。Thedirecttorq

8、uecontrolsystemofinductionmotorsbasedonactivedisturbancerejectioncontrollerisfocusstudied