基于磁通观测器的无速度传感器转差频率型矢量控制系统

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1、基于磁通观测器的无速度传感器转差频率型矢量控制系统摘要／运动控制学是一门综合性学科。交流调速是运动控制领域的重要分支。但是高性能的交流调速系统实现很困难，这是因为交流电机是多变量、强耦合的非线性系统，不易实现高性能转矩控制。矢量控制技术则解决了交流电机解耦与转矩控制问题，其基本思路——应用坐标变换将三相等效为二相，实现定子励磁电流分量与转矩电流分量之间的解耦，达到对交流电机磁链与电流分别控制的目的，交流电机等效为直流电机实现高性能调速。随着电力电子技术的进步，计算机技术飞跃发展，高度集成的专用模块和高精度的数字信号处理器应用于交流传动系统中，促进矢量控制迅猛发展，日趋成熟。目

2、前，无速度传感器矢量控制是交流传动发展的主要方向之一。一般矢量控制要有转速信息，而转速通常是速度传感器获得的。显然，增加传感器，使系统可靠性降低，成本增加，环境适应能力降低。因此，无速度传感器矢量控制技术受到众多学者关注。无速度传感器矢量控制中，最关键问题是如何进行速度推算和转子磁链估计。本文提出基于磁通观测器的速度估算法，并用转矩电流反馈控制进行误差修正，从而使速度推算精度得到较大提高。k本文首先介绍了交流传动的发展动向，接着阐述矢量控制基本原理、坐标变换和异步电机数学模型及其等效电路。在此基础上，本文设计一种无速度传感器矢量控制系统动态结构．应用状态估计与状态观测器理论，

3、提出了新型磁通观测器结构和速度推算方法，对控制系统建立数学模型，用c++语言进行动态仿真，并对结果进行理论分析，通过仿真实验证明方案的有效性和正确性。接着．设计了PwM电压型逆变器，其中包括主回路功率模块与滤波环节、控制电源、制动单元及保护电路设计。另外还利用霍尔元件与编码器设计出数据采集系统。最后，给出了基于TMS320F240的最小系统，包括存储器扩展、串口扩展、数字I，0接口以及空间矢量PWM的实现。关键词：磁通观测器：无速度传感器?转差频率矢量控制；电压型逆变器j空间矢量PWM基于磁通观测器的无速度传感器转差频率型矢量控制系统AbstractMotloncon仃oli

4、sacomprehensiVesubject．ModernAcdriVeisaimpon锄tembranchmentinthefieldofmotioncomr01．However．itisdimculttorealizehigh—perfbrmanceACdrivesystemsbecauseinductionmotorsareakindof1snDngIy-couplednonlinearsystemwithm锄yvariablesandthetorqueisnot。e船yt0contr01．WithVectorC0n仃0ltechnologydecoupling锄dto

5、rquecontrolofACmotoraresolved．ThebasicideaofV色ctorcontrolisthatthree·phasesystcmisequivalenttotwo—ph酗esystembycoordinatetransfomationanditre“izesmedecouplingbetweenfieldcllrrentandtorquecurrentofthesta【orinordertocontrolthenuxandcurrentrespec“Vely，thusinductionmotorcaIlbecoⅡsidercdDCmotoran

6、dhighperfomanceisachievede懿ily．withtheprogressofelec仃icandelec仃onictechnologyandthedevelopmentofcomputer，high—integratedspecia王modulesandhigh·precisiondigitalsignalpfocessor(DSP)are印pliedtoACdrivesothatvectorcon仃olhasbeendeVelopedrapidly．AtpresentmesensorlessVectorcontroItechnologyis0nem旬or

7、directionofmotioncontr01．t11econventionalvectorcontrolsystemrequiresspeedsignaland廿1esignalisacquiredbyusingspeedsensors．0bViouslytlleadditionofscnso墙诵llresultinthedegradeofthecredibilityandad印tability趾dcostinc陀嬲ing．Somanyscholarshavcpaidcloseattentionto