基于自抗扰技术的异步电机控制策略研究

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1、万方数据分类号：TM40单位代码：11232密级：◆f京信息斟技太伊工学硕士学位论文基于自抗扰技术的异步电机控制策略研究学院：自动化学院学科(专业)：控制理论与控制工程学号：2011020146作者：冯兆磊指导教师：王久和教授完成日期：二。一四年一月三日万方数据学位论文版权使用授权书舢舢㈣圳⋯Ⅲ㈣㈣㈣洲Y2659520本人完全了解北京信息科技大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的

2、阅览服务：学校有权按有关规定向中国科学技术信息研究所等国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。学位论文作者签名：易槛雾秒)秒Jq年／月／印日坫幺开口保密(——年——月)(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)指导教9币签名：土地学位论文作者签名：为彳疏年月日≯仰年／月竹日万方数据硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文题目为《基于自抗扰技术的异步电机控制策略研究》学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作

3、的、己公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。作者签字：?彰j7匦磊歹口竹年7月竹日万方数据摘要采用矢量控制可以使得三相交流异步电机获得近似直流电机的调速性能。其控制器设计的关键是将异步电机近似地解耦成磁链子系统和转矩子系统，进而分别对两个无耦合作用的子系统进行控制。而在采用常规PI控制器以及带普通解耦环节的异步电机矢量控制系统中，解耦的效果随电机参数和负载的变化明显变差，从而导致异步电机运动控制系统的性能总是低于直流电机运动控制系统。论文利用两个一阶自抗扰控制器来

4、处理两个子系统之间的耦合作用，并添加一个一阶自抗扰控制器提升异步电机的带负载能力。具体讲就是对异步电机的两个电流分量采用自抗扰控制，保证两个电流分量的快速无超调地跟踪给定；转速外环采用自抗扰控制，保证转速在遇到较大的负载扰动时，转速快速无超调的跟随转速给定；磁链外环控制器采用PI调节器。最终形成了异步电机ADRC+PI的矢量控制策略。为降低一阶自抗扰控制器的复杂程度，减少算法实时计算量，提高实用性，通过分析自抗扰控制器中各部件的实际作用，对一阶自抗扰控制器进行了结构上的简化和算法上的优化，特别是用线性的状态误差反馈代替非线性状态误差反馈。随后利用经算法优化后的二阶扩张观测器，提出

5、了无需转速信息的转子磁链观测器。为进一步减少控制器可调参数，降低现场调试难度，同时不降低异步电机的带负载能力，考虑将基于无源性的控制与自抗扰控制技术相结合。将整个异步电机调速系统按照转矩子系统和转速子系统分别设计基于无源性的转矩控制器和基于自抗扰技术的转速自抗扰控制器。从而就有了异步电机基于无源性+自抗扰控制器的控制策略。这样做实现了两种控制方法的优势互补，即对负载扰动和参数变化有强鲁棒性，同时减少了调节器参数。最后在Matlab／smliIll【环境下，建立了相应的仿真模型。对异步电机空载启动、给定转速突变、阶跃负载扰动以及周期负载扰动、转子参数发生变化等情况进行了仿真分析。其

6、中，对比分析了完全采用PI调节器的矢量控制系统。关键词：异步电机；一阶自抗扰控制器；基于无源性的控制；基于EsO的转子磁链观测器万方数据Abs廿actAbStraCtUsmgVectorcontrolcanmakethettlree—phaseACasyncllr．onOusmotorobtamthe印proximateDCmotorspeedcontrolpe怕Hnance．ThekeytothecontrollerdesignistodecoupleitsasyncllrDnousInotor印proxiIIlately试tomagneticchainsubsystemaJl

7、dtorquesubsystem，柚dtllentocon仃DltlletwoSubsystemsreSpectiVelywitlloutcoupliIlgef佗ct．IIlmeas)，IlchronousmOtorVectorcon仃olsystem，whichllsest11econventionalPIcon仃Dllerandthegeneraldecouplillglilll(，thedecouplingef-fectsignificantlydeteriorateswi