无速度传感器感应电机矢量控制仿真

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1、拖动系统课程设计报告书题目：无速度传感器感应电机矢量控制系统设计与仿真专业：姓名：学号：指导教师：课程设计任务书课题名称异步电机矢量控制系统设计与仿真主要任务与目标矢量变频器技术是基于DQ轴理论而产生的，它的基本思路是把电机的电流分解为D轴电流和Q轴电流，其中D轴电流是励磁电流,Q轴电流是力矩电流，这样就可以把交流电机的励磁电流和力矩电流分开控制，使得交流电机具有和直流电机相似的控制特性，是为交流电机设计的一种理想的控制理论,大大提高了交流电机的控制特性。矢量控制，也称磁场定向控制。它是七十年代初由西德F.Blasschke等人首先提出，以直流电动机和交流电动机比较的

2、方法分析阐述了这一原理，由此开创了交流电动机等效直流电动机控制的先河。本课题就是以这类高性能矢量型变频器为研究对象。一、该同学的主要任务1、查找文献，掌握异步电动机矢量控制变频调速系统的基本控制原理。2、设计异步电机矢量控制系统的硬件系统。3、应用MATLAB软件对所设计的系统进行建模。4、对系统进行仿真试验，分析系统的动静态性能。二、目标1、系统可以实现异步电动机的高性能变频控制；2、系统具有良好的调速性能；3、系统具有较好的控制精度；主要内容本课题以DSP为控制器，采用转子磁场定向的矢量控制方式，设计异步电动机的变频调速系统。该同学的主要承担硬件系统设计与MATL

3、AB仿真试验。主要内容：1、设计系统交直交主电路、驱动电路；2、设计转子磁场定向控制算法设计；3、速度调节器、电流调节器设计；4、负载变化等抗干扰性能的仿真试验。••11主要参考资料一、主要参考文献1、电力拖动控制系统；陈伯时，机械工业出版社；2、电气传动的脉宽调制控制技术，吴守，机械工业出版社；3、电力电子技术，浣喜明，高等教育出版社；4、电动机的DSP控制，王晓明，北京航空航天出版社；计划进度：序号内容1任务布置与介绍2系统总体方案设计3异步电机数学模型推导4SVPWM算法设计5电流调节器设计6速度调节器设计7磁链观测器设计8仿真调试与试验9撰写课程设计报告10答

4、辩实习地点指导教师签名年月曰系意见系主任签名：年月曰学院盖章主管院长签名：年月曰•••111摘要矢量变换控fh'JCTransvectorControl),也称磁场定向控制。它是由徳国学者F.BIaschke等人在1971年提出的一种新的优越的感应电机控制方式，是基于dq轴理论而产生的，它的基本思路是把电机的电流分解为d轴电流和q轴电流，其中d轴电流是励磁电流，q轴电流是力矩电流，这样就可以把交流电机的励磁电流和力矩电流分开控制，使得交流电机具有和直流电机相似的控制特性，是为交流电机设计的一种理想的控制理论，大大提高了交流电机的控制特性。一般将含有矢量变换的交流电动机

5、控制都称为矢量控制，实际上只有建立在等效直流电动机模型上并按转子磁场准确定向的控制，电动机才能获得最优的动态性能。本文介绍了矢量控制系统的原理及模型的建立，搭建了带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制无速度传感器调速系统的Simulink模型，并用MATLAB最终得到了仿真结果。关键词：感应电机；矢量控制；磁链观测；速度估算目录摘要iv目录v1异步电机及Simulink模型11.1异步电动机的稳态等效电路1LL1等效电路中各参数物理意义11.1.2感应电机功率流程11.2Simulink仿真基础21.2.1异步电动机Simulink模型21.2.2异步电动机模型参数设置3

6、1.3电机测试信号分配器模块及参数设置42矢量控制52.1矢量控制的基本思路52.2矢量坐标变换原理72.2.1定子绕组轴系的相变换（A-B-C和。・0坐标系间的变换）72.2.2转子绕组轴系的变换（A-B-C和d-q坐标系间的变换）83电流正弦PWM技术84转子磁链模型的建立94.1基于电压电流模型设计转子磁链观测器94.2基于转差频率设计的转子磁链观测器105转矩计算模块116转速推算器的设计116.1基于转矩电流误差推算速度的方法116.2基于模型参考自适应方法（MARS）的速度估算126.3基于空间位置角似的速度估算方法137感应电机矢量控制系统的Simuli

7、nk仿真138结论18参考文献19附录1基于妙0的感应电机数学模型20附录2基于dqO的感应电机数学模型21附录3基丁dqO的转子磁链定向感应电机数学模型221异步电机及Simulink模型感应电动机是借定子旋转磁场在转子导体中感应电流，从而产生电磁转矩的一种电机。定、转子间的能量转换依靠旋转磁场的电磁感应作用，故称为感应电动机。三相感应电动机利用旋转磁场的原理，当定子三相绕组通入三相电流后，在空气隙中将产生旋转磁场，如果在这个磁场内放一个短路线圈，则会在线圈中产生感应电动势，从而产生电流，这个电流和旋转磁场相互作用就产生了转矩，使线圈动起来，跟随旋