高性能无速度传感器感应电机控制研究

《高性能无速度传感器感应电机控制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、山东大学硕士学位论文摘要交流传动在国民经济中起着重要的作用，应用领域遍及生产制造、传动运输、风机泵类等各方面。感应电机是应用最广泛的交流电机，其装机容量达到电机总装机容量的70％一80％，但其结构的特殊性与复杂性使其控制比较困难，工业生产环境中温度的变化又很容易使电机参数发生漂移，从而降低感应电机性能。用于测量电机输出速度的速度传感器在很大程度上降低了感应电机的可靠性，提高了电机成本，成为感应电机实现高性能的瓶颈。基于以上考虑，本论文充分考虑感应电机电磁特性对机械特性的影响，实现了速度和磁通的完全解耦控制，着重解决感应电机对参数变化的鲁棒性及其在无速度传感器领域的应用。本文将非线性控制理

2、论应用于感应电机控制，同时利用速度辨识算法代替传统的速度传感器，主要研究了以下感应电机非线性控制策略：基于负载转矩辨识的无速度传感器感应电机鲁棒滑模控制；基于全阶自适应速、-度观测器的感应电机控制；基于精确反馈线性化的感应电机滑模控制。滑模变结构控制具有对参数摄动和系统扰动的完全不变性的优点，并且能实现多个被控量之间的完全解耦，其较大的缺点是会发生抖振现象。本文第3章设计了一种在同步旋转坐标系下的无速度传感器感应电机滑模速度和磁通控制方案和一种收敛速率可调的闭环滑模磁通观测器．Lyapunov稳定性理论推导和仿真结果均证明了该控制策略和磁通观测器对参数摄动和不确定因素有很强的鲁棒性。为了

3、削弱变结构控制中的抖振现象，本文采用饱和函数来代替符号函数。在转速观测器中加入在线估计负载转矩环节，使得转速观测器对负载转矩变化具有良好的鲁棒性。在电机参数和负载发生剧烈变化的情况下，分别利用该控制策略和精确反馈线性化控制方法进行了对比仿真。山东大学硕士学位论文在一种新颖的多变量迭代控制算法的基础上，本文第4章设计了一种基于全阶模型参考自适应速度观测器的感应电机速度和磁通控制策略。全阶模型参考自适应速度观测器具有较好的动态响应性能和较好的鲁棒性。该控制策略能保证转子速度和转子磁通幅值准确跟踪参考值，且对转子时间常数的漂移和负载转矩的变化具有强鲁棒性。控制器的结构由开环和闭环两部分组成，分

4、别用于使输出准确收敛于期望值和镇定输出。文中所采用的速度观测器在低速条件下性能良好，观测结果明显优于传统速度观测器。仿真结果验证了该控制策略和速度观测器的有效性。状态精确反馈线性化方法基于微分几何理论。不同于以往的局部线性化方法，它是全局意义的线性化。本文第5章设计了一种基于状态精确反馈线性化方法的变结构控制算法，用于对间接磁场定向下的感应电机速度和磁通实现精确解祸。该控制方法的优点在于速度和磁通与控制律之间是线性关系，使速度和磁通得以精确控制，同时具备对参数变化尤其是转子时间常数变化的鲁棒性。仿真结果验证了该控制策略的有效性。关键词：无速度传感器感应电机，速度控制，鲁棒性，观测器山东大

5、学硕士学位论文ABSTRACTAlternatingcurrent(AC)driveplaysanimportantroleinindustryandhasbeenusedinmanyfieldssuchasmanufacture,drive&transportation,andpumpsandSOOILInductionmachineisthemostwidelyusedACmachine，whosecapabilitytakesup70％一80％ofthewholeelectricalmachinecapability．Butduetothecomplexstructureofind

6、uctionmachine，thecontrolofinductionmachineisrelativelydifficult．Andtheparametersofinductionmachineareeasilydriftedwiththevariationinindustrialenvironment．n塘abovetwofactorsalethemainreasonsofdeterioratingtheperformanceofinductionmachine．ForthespeedsensorswhichareusedtomeasBl"ethespeedoutputofinduc

7、tionmachinereducingthereliabilityandincreasingthecost，howtoeliminatethespeedsensorisafocusinlastyears．Basedontheabovecausations，thispaperconsiderstheimpactoftheelectricalcharacteristiconthemechanicalperformance,achieve