异步电机无速度传感器直接转矩控制系统研究

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1、沈阳理工大学硕士学位论文摘要随着工业的发展，对交流调速系统的要求也随之增加，系统控制性能的要求也在提高。目前，无速度传感器直接转矩控制成为交流传动研究的热点，它摈弃了传统的速度传感器，采用直接转矩的控制方式，通过间接的方式对速度进行观测。本文着重于异步电机直接转矩控制系统的设计、定子磁链观测器的设计、无速度传感器的设计、无速度传感器直接转矩控制系统仿真的研究，并以DSP为控制核心，进行了无速度传感器调速系统的数字化设计。首先，从异步电机数学模型出发，根据直接转矩控制的基本原理，采用空间矢量法，给出了电压空间矢量下逆变器的数学模型，分析了电压空间矢量对定子磁链和电动机转矩的影响。并

2、在此基础上给出了转矩滞环与磁链滞环的控制框图，确定了电压矢量开关选择表，根据选择表生成电压开关状态信号。其次，分析了目前传统的异步电机定子磁链的观测方法，指出各自的实质及优缺点，并在传统磁链观测的基础上，分别采用加入低通滤波器的磁链观测器、带有磁链限幅功能的磁链观测器、带有幅值和相位补偿的磁链观测器对传统算法进行了改进。再次，从理论上分析了传统速度辨识方法的基本思想和优缺点，根据传统速度观测算法，进行了改进，采用了三种模型参考自适应控制的计算方法，并在此基础上，通过对参考模型与可调模型的分别改进，提高了速度观测器的精度与跟随性。然后，以MATLAB仿真软件为基础建立了异步电机的仿

3、真模型，并在此基础上采用改进的定子磁链观测器，对改进的直接转矩控制系统进行了建模仿真，同时加入改进的模型参考自适应速度辨识模块，对系统进行了仿真分析，验证了所提出方法的有效性。最后，进行了系统的软硬件设计。设计完成了以LF2407A为核心的DSP控制电路板，口M的I／O驱动与隔离电路，信号采集与控制电源的电路原理图与PCB板图，并在此基础上完成了CCS2000下的控制程序，完成了无速度传感器直接转矩控制系统的数字化设计。关键词：异步电机；直接转矩控制；无速度传感器；模型参考自适应系统沈阳理工大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofindustry，

4、therequesttOACspeed．regulationsystemisincreasingandtheperformancetothesystemscontrolisalsoenhancing．Atpresent，thespeedsensorlessdirecttorquecontrolhasbeenafocalpoimintheresearchofinductionmotorcontrol，whichisone虹ndofllighperformance疳equencyconversionvelocitymodulationtechnologyabandonedthetra

5、ditionalvelocitySensor．ThethesisWasfocusedonthedesignofthestatorfluxobservationandthespeedestimatorandSimulationbyMatlab／simulink．InadditionusingDSPasthecontrolcore，carriedonthehardwaredesignofspeed-sensorlessdirecttorquecontrolofinductionmotor．First,accordingtothebasicprincipleofdirecttorque

6、control，usedthespatialvectormethodintroducetheinvertormathematicalmodelbythevoltagespacevector,analyzedtheinfluenceofvoltagespacevectortothestatorfluxandthemotortorqueandgavethetorquehysteresiscomparatorandfluxhysteresiscomparatorcontroldiagram，whichcanchoicetheswitchconditionsignalbythetable

7、ofvoltagespacevector．Next,accordingtothepresenttraditionasynchronousmachinestatorfluxobservationmethod，pointedoutrespectiveadvantageandshortcomings，andinthefoundationoftraditionalfluxobservesusedseparatelythelowpassfilter,thefluxrestrictionfu