感应电机无速度传感器矢量控制系统的研究

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1、华中科技大学硕士学位论文感应电机无速度传感器矢量控制系统的研究姓名：李自成申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：沈安文20050511摘要高性能的交流调速系统都需要进行速度闭环控制这就要求用速度传感器来测量转速带来的问题是安装困难成本提高因此取消速度传感器利用已知信息估算转速便成为一个研究热点在过去的20多年里国内外许多学者致力于对无速度传感器控制系统的研究本文基于感应电机稳态方程构造模型参考自适应观测器来估算转子速度从而构成无速度传感器矢量控制系统进行了较为全面深入的研究首先对目前用于速度估算的

2、几种方法进行了介绍分析了各自的优缺点并阐述了依赖电机稳态方程进行速度估算须同时对电机参数进行辨识的理论然后选取模型参考自适应方法对转子速度进行估算利用电机本身作为参考模型电机全阶状态方程作为可调模型用定子电流作为系统误差输出采用李雅普诺夫第二法定理在保证系统稳定的前提下推导出转速估计的自适应律考虑到该方法依赖于电机参数而电机参数在电机运动过程中变化很大因而给出了对定子电阻变化的补偿原理和转子电阻的辨识策略利用Matlab/Simulink构造无速度传感器矢量控制系统仿真平台用模型参考自适应系统估算的转子速度代入

3、到矢量控制系统速度闭环中来验证速度估算的精确性和系统的稳定性并对定子电阻误差补偿进行了仿真仿真结果表明该方法的可行性系统在低速下也有较好的转矩转速特性最后在DSP变频调速系统实验平台上实现了对转子速度的估算给出了试验结果证明本文提出的速度估算方法具有一定的实用价值关键词无速度传感器模型参考自适应转速估算状态观测器李雅普诺夫稳定性定理磁通观测IAbstractTheACdriveswithhighperformanceneedspeedclosedloopcontrolandthespeedsensorisnec

4、essary.Howeverthesensorishardtofixandthecostofdeviceisincreasedobviously.Therefore,Speedsensorlessinductionmotordriveshavebeenwidelyusedforpast20years.Manydomesticandoverseasresearchersapplythemselvestoresearchofsensorlessinductionmotordrives.Thispapercarrie

5、doutadeepandcomprehensiveresearchworkonrotorspeedestimationforspeedsensorlessmotordrivesfromthemotorequation.Firstly,somepopularmethodsforspeedestimationareintroducedandtheiradvantagesanddisadvantagesareanalyzedseparately.Thetheorythatmotorparametersmustbeid

6、entifiedsynchronouslyifspeedestimationcomesfromthemotorequationisrecommended.Secondly,amethodofspeedestimationforspeedsensorlessinductionmotordrivesbasedonamodelreferenceadaptivesystemisproposedinthepaper.Inthisscheme,themotormodelisconsideredasareferencemod

7、elandanadaptivefull-orderobserverisusedasanadjustablemodel.Andtheerrorbetweenestimatedstatorcurrentandrealstatorcurrentisregardedasthesystemerrortoestimatetherotorspeed.TherotorspeedisidentifiedbyaPIadaptiverelationwhichdeducesfromtheLyapunov’scriteriononcon

8、ditionofthesystem’sstability.Themethodisgiventocompensatethestatorresistancevariationandidentifytherotorresistanceduetothemotorparametersvarywithinnertemperatureoftheinductionmotor.Andthen,metho