感应电机变频调速系统中检测与控制关键技术研究

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1、分类号：单位代码：学号肀钝博士学位论文慼应电桃变频调速系统中检测与控关键技术研究博士研究生赵俊指导教师志杰任鹺学科专费年月日、，￡；‘图书分类号密级韭蜜注博士学位论文感应电机变频调速系统中检测与控制关键技术研究赵俊梅指导教师（姓名、职称）张志杰教授任一蝰教授由请犖位级别工举博士专业名称电子信息技术及仪器论女提交日期年曰论文答辩日期年月日学位授予曰期年月一日论文评阅人李东光李亮玉孙志毅王广龙阎占女陈国光潘宏侠答辩委员会主席—年月日Researchonseveralkeytechnologiesofdetectionandcontrolbasedoninductionmotorvariable

2、frequencydrivesystemBy:ZhaoJunmeiSupervisor:Prof.ZhangZhijieProf.RenYifengNorthUniversityofChinaMay2015原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：如我似日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保

3、管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、縮印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容保密学位论文在解密后遵守此规定。签名：釦擭构日期导师签名：日期：‘感应电机变频调速系统中检测与控制关键技术研究摘要感应电机直接转矩控制变频调速系统已向高性能方向发展本文以高性能感应电机变频调速系统为研宄对象，在转速检测和闭环控制策略等方面进行理论分析和研究。在感应电机控制中，应用新的非线性控制理论，对提高工业控制器性能水平具有十分重要的意义。本文首先针对感应电机难以建立

4、精确数学模型和基于传统自抗扰的直接转矩控制系统参数整定困难，提出了改进型自抗扰控制方法。改进思路包括滑模变结构和相结合的复合自抗扰控制、局部线性化自抗扰控制和控制三种控制策略。通过在结构中引入滑模变结构控制器，达到参数整定容易，可调参数减少，使控制作用更加平缓的目的，在感应电机的磁链环和转速环均设计了复合自抗扰控制器，仿真验证系统的动、静态性能、鲁棒性能得到了改善；局部线性化自抗扰控制是对中的非线性组合进行局部线性化改造，通过线性扩张状态观测器对感应电机模型中参数摄动、未知扰动引起的模型不确定性以及各种外部扰动进行估计并补偿，既降低了自抗扰控制器的设计难度，又减少了整定参数，便于工程应用推

5、广；而基于相对阶状态反馈的控制器，是自抗扰控制的另一种优化的控制器形式，可以证明在统一的假设条件下，控制器等价于局部线性自抗扰控制，在感应电机控制的转速环和磁链环设计了串级控制器，实验表明，控制在感应电机应用中取得了较好的控制效果。本文然后完成了系统硬件电路的设计和软件系统的实现完成了感应电机自抗扰控制的变频调速系统实验。同时研究了带有转子磁链的全阶磁链观测器的转速检测方法和基于滑模磁链观测器的转速检测方法提高了感应电机转速间接检测的精度，实现了感应电机无速度传感器直接转矩控制。并且对基于光电码盘的转速直接检测和基于的转速间接检测进行了比较。改进的自抗扰控制器研究与应用，设计简单，性能优良

6、，感应电机的控制中有望取代成为新一代高性能的控制器。关键词：滑模自抗扰，局部线性自抗扰，控制，感应电机，转速检测ResearchonseveralkeytechnologiesofdetectionandcontrolbasedoninductionmotorvariablefiequencydrivesystemAbstractInductionmotorvariablefrequencyspeeddirvesystembasedondirecttorquecontrolhasdevelopedtowardsthehighperformancecontrolsystem.Inthispa

7、per,theresearchobjectisinductionmotorvariablefrequencyspeedcontrolsystem,thetheoryanalysisandresearchareperformedconcerningthespeeddetectionandclose-loopcontrolstrategiesinthesystem.Applingnewnonlinearcontroltheo