MC-DTC系统的速度辨识及控制策略研究

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1、MC-DTC系统的速度辨识及控制策略研究摘要：对于无速度传感器的研究主要针对电动机的矢量控制系统，而应用于直接转矩控制(DTC)系统的很少。本文研究基于矩阵变换器(MC)直接转矩控制系统(MC-DTC)应用无速度传感器技术以及将三者融合的技术。讨论了无速度传感器的直接计算方法和模型自适应方法，重点讨论了速度自适应辨识方法与满足系统融合要求的控制策略。仿真实验衣明，速度口适应辨识速度高丁•直接计算楮度，动态响应好。同时能发挥MC和DTC的优势，成为一种高性能的交流调速系统。关键词：交流电动机；矩阵式变换器；无速度传感器；直接转矩控制Studyofspeedof

2、distinguishandcontrolstrategybyMC-DTCsystemAbstract:Thespeedsensorlessmostlyapplytovectorcontrolsystemofelectricmachine,whereasseldomapplytodirecttorquecontrol(DTC)system・Inthispaperthespeedsensorlesstechnologybased-onmatrixconverter(MC)directtorquecontrolsystem(MC・DTC)andtheirfusi

3、ontechnologyisstudied・Thedirectcalculationmeansandmodeladaptationmeansofthespeedscnsorlcssarcdiscussed,andthespeedadaptationdistinguishmeansandthecontrolstrategywhichsatisfiedwithsystemoffusionisemphasisdiscussed・Simulationresultsshowthataccuracyofparameteridentificationishighertha

4、nmeasurementaccuracyofdirectcalculation»dynamicresponseisalsofast.It'sahigh-poweredACspeedgoverningsystem,thepredominanceofMCandDTCareexertedatthesametime.Keywords:ACmotor;matrixconverter;speedscnsorlcss;directtorquecontrol1引言在电力电子、微电子及计算机技术迅速发展的今天，各种电力电子变换器已在国民经济中得到广泛的应用，但与此同时也给电力

5、系统带来了谐波污染和低功率因数等负而影响。矩阵变换器作为新的“绿色产品”受到大家的重视。目前对矩阵变换器本身的研究已取得了长足的进展，但基于矩阵变换器的直接转矩控制的交流传动系统的研究却很少见诸报导。文献［1］提出了i种适用于矩阵变换器供电的感应电机调速系统的组合控制策略，同吋实现了矩阵式变换器的空间矢暈调制和感应电机的定子磁场定向直接转矩控制。基于无速度传感器的矩阵变换器直接转矩控制系统方面的研究在国内外却还没见到相关的报导。直接转矩控制(DirectTorqueControl,DTC)在1985年由徳国魯尔大学的Depenbrock教授提出⑵，是继矢量控

6、制之后发展起來的新型交流调速技术，具冇转矩响应快和鲁棒性好的特点。在交流调速中，使用矩阵变换器驱动交流电动机，采用直接转矩的控制方法，一方面能够实现较好的传动性能，另一方面也可以满足日益严格的电网电能质量的要求，降低谐波污染⑶。目前，电机速度辨识的方法很多，常见的有直接计算法、自适应法、模型参考自适应法、神经网络法以及卡尔曼滤波法等。这些方法的研究大多是针对矢量控制系统开展的。由于直接转矩控制系统有自己的特点，因此有些速度辨识方法并不适用或其效果远不如矢量控制系统中应用。本文对直接计算法和转速模型参考自适应辨识法进行了仿真研究。并重点讨论了速度模型参考自适应

7、辨识方法与满足系统融合要求的控制策略。1975年A.Abbondanti等人推导出基于稳态方程的转差频率估算法，在无速度传感器领域作出了首次尝试⑷。文献［5］率先采用模型参考自适应(MRAS)的方法实现了对电机转速的口适应辨识。文献［6］和文献［7］在电机全阶观测器的基础上分别采用李雅普诺夫理论和波波夫理论推导出了电机转速以及电机定转子电阻的自适应收敛率，从而构造了速度自适应的转子磁链观测器。UweBander等学者采用定子磁场的角速度减去转子磁场相对于转子的角速度以及定转子磁场的相对角速度，即得到电机的转速⑻。无速度传感器技术可以提高转速的检测精度，降低系

8、统成木，提高系统的可靠性。根据模型参考口适应(MRA