文献综述(李春鹏)

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1、重庆理工大学毕业论文文献综述重庆理工大学文献综述二级学院电子信息与自动化学院班级08级自动化四班学生姓名李春鹏学号10807010405-10-重庆理工大学毕业论文文献综述异步电动机无速度传感器矢量控制方法综述摘要：因为异步电动机的物理模型是一个高阶、非线性、强耦合、的多变量系统[1]，需要用一组非线性方程组来描述，所以控制起来极为不便。异步电机的物理模型之所以复杂，关键在于各个磁通间的耦合。直流电机的数学模型就简单多了。从物理模型上看，直流电机分为空间相互垂直的励磁绕组和电枢绕组，且两者各自独立，互不影响。正是由于这种垂直关

2、系使得绕组间的耦合十分微小、，我们可以认为磁通在系统的动态过程中完全恒定。这是直流电机的数学模型及其控制比较简单的根本原因。如果能将交流电机的物理模型等效变换成类似直流电机的模式，仿照直流电机进行控制，那么控制起来就方便多了，这就是矢量控制的基本思想。至于无速度传感器，是由于许多场合下不允许安装任何速度传感器，此外安装速度传感器在一定程度上降低了系统的可靠性。于是，无速度传感器控制系统成为了人们的研究热点。无速度传感器矢量控制技术的关键，在于理论上控制系统的正确辨识和参数的准确估计；应用上所研究的算法在硬件系统上的可行性、实时

3、性、和可靠性。目前，国内外的研究者们已提出了许多不同的异步电动机无速度传感器转速估计策略。关键词：异步电动机无速度传感器矢量控制引言　　在高性能的异步电机矢量控制系统中，转速的闭环控制环节一般是必不可少的。通常，采用光电码盘等速度传感器来进行转速检测，并反馈转速信号。但是，由于速度传感器的安装给系统带来一些缺陷：系统的成本大大增加；精度越高的码盘价格也越贵；码盘在电机轴上的安装存在同心度的问题，安装不当将影响测速的精度；电机轴上的体积增大，而且给电机的维护带来一定困难，同时破坏了异步电机的简单坚固的特点；在恶劣的环境下，码盘工

4、作的精度易受环境的影响。因此，越来越多的学者将眼光投向无速度传感器控制系统的研究。国外在20世纪70年代就开始了这方面的研究，但首次将无速度传感器应用于矢量控制是在1983年由R．Joetten完成，这使得交流传动技术的发展又上了一个新台阶，但对无速度传感器矢量控制系统的研究仍在继续。-10-重庆理工大学毕业论文文献综述1无速度传感器矢量控制方法在近20年来，各国学者致力于无速度传感器控制系统的研究，无速度传感器控制技术的发展始于常规带速度传感器的传动控制系统，解决问题的出发点是利用检测的定子电压、电流等容易检测到的物理量进行

5、速度估计以取代速度传感器。重要的方面是如何准确地获取转速的信息，且保持较高的控制精度，满足实时控制的要求。无速度传感器的控制系统无需检测硬件，免去了速度传感器带来的种种麻烦，提高了系统的可靠性，降低了系统的成本；另一方面，使得系统的体积小、重量轻，而且减少了电机与控制器的连线，使得采用无速度传感器的异步电机的调速系统在工程中的应用更加广泛。国内外学者提出了许多方法。如直接计算法、模型参考自适应法、转速观测器法、磁链观测器法、高频信号注入法等。1.1直接计算法这种方法的出发点是根据电机的基本电路和电磁关系式，推导出关于转速或转子

6、位置角的估计表达式，包括基于状态方程的直接综合法、基于检测电机端电压和电流直接计算法[2]、转差频率法[3]、反电动势法、时频分析方法以及基于转矩电流微分的动态计算法[4]等。利用电压和电流中转速信息直接计算法的主要优点是:算法简单,容易实现，动态响应没有延时。主要缺点是:转速的计算需要已知磁链，磁链观测与控制的准确性直接影响转速辨识精度；转速估计值对电机参数依赖很大,当电机参数变化时,系统的稳态和动态性能都要受到很大的影响；特别是在低速时,由于磁链由反电动势积分求得，积分器的零漂问题使计算出的磁链值含有积分误差，转速的计算精

7、度将降低[5]。反电动势法通过检测电机反电动势(Back-EMF)来获得位置信号，一般将非导通绕组的端电压或相电压中反映出来的感应电动势作为反电动势。这种方法容易实现，但往往带有很多噪声信号，并且在电动机低速或转子止转时不适用。时频分析方法通过快速傅里叶变换分析空间矢量角波动信号，而这个信号对应于转子转速。这种方法的优点是适用于没有固定基波频率的电机的动态过程，缺点是计算量大且计算复杂[6]。为了降低频率失真及快速傅里叶变换的误差，引入了多项式近似方法得到频率校正的公式，同时使谐振分析更加准确[7]。-10-重庆理工大学毕业论

8、文文献综述由于转速直接计算方法不存在任何误差校正环节,因此抗干扰能力和鲁棒性较差,甚至出现不稳定的情况；另外,定子电阻、转子时间常数都随温度变化而变化,电感要受电流集肤效应以及磁饱和的影响。一般的，在实际实现时，加上参数辨识和误差校正环节来提高系统抗参数变化和抗干扰的鲁棒性，