无速度传感器矢量控制技术在变频洗衣机上的应用

论文摘要

伴随着计算机技术以及电力电子技术的迅猛发展,以此为基础的现代交流调速技术更是取得了长远进步,特别是矢量控制技术的提出,使得交流调速系统完全可以和直流调速系统相媲美,以计算机控制为核心的交流调速取代模拟控制的直流调速已成为发展的趋势。本文通过研究无速度传感器矢量控制技术,并将其应用到变频洗衣机中,对无速度传感器的矢量控制技术的推广具有非常重要的理论和实际意义。本文以异步电动机为被控对象,分析矢量控制原理,建立异步电动机在不同坐标系下的电机模型,在有速度传感器的闭环交流调速系统的原型基础上,根据模型参考自适应原理设计速度观测器,建立了无速度传感器矢量控制系统。以MATLAB/SIMULINK为仿真平台,对基于模型参考自适应原理的无速度传感器矢量控制系统进行建模和仿真,通过分析仿真结果表明,该控制精度良好,验证了此方法的理论可行性。在上述理论和仿真模型的支撑下,将该控制方法应用到变频洗衣机的研发上,以瑞萨电子公司的16位单片机R8C21246为主控芯片设计变频驱动电路,并且结合电路原理图对部分电路原理进行分析,最后从变频板与上位机的通讯、上位机模拟和变频板的软件设计三个方位详解了整个变频板的软件实现过程。通过对实物进行实验测试,结果也验证了该方法的可行性和实用性。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 无速度传感器矢量控制的现状
• 1.2.1 无速度传感器矢量控制的国内外研究现状
• 1.2.2 无速度传感器矢量控制的关键技术与不足
• 1.2.3 无速度传感器矢量控制的发展方向
• 1.3 本文的研究内容与目标
• 1.4 课题来源
• 2 异步电动机的数学模型和坐标变换
• 2.1 异步电动机的数学模型
• 2.2 坐标变换
• 2.3 电机模型
• 2.3.1 α- β坐标系上的电机模型
• 2.3.2 M-T 坐标系上的电机模型
• 2.4 本章小结
• 3 无速度传感器的矢量控制系统
• 3.1 无速度传感器矢量控制的基本原理
• 3.2 转子磁链观测
• 3.2.1 电流模型
• 3.2.2 电压模型
• 3.3 模型参考自适应系统
• 3.3.1 模型参考自适应系统的基本结构
• 3.3.2 基于模型参考自适系统的转子转速估计
• 3.3.3 转子磁链和转速估计系统
• 3.4 本章小结
• 4 无速度传感器矢量控制系统的仿真
• 4.1 无速度传感器矢量控制系统的建模
• 4.2 仿真结果分析
• 4.3 本章小结
• 5 无速度传感器矢量控制的变频洗衣机硬件设计
• 5.1 R5F21246 单片机最小系统
• 5.2 洗衣机变频板
• 5.3 系统的主电路
• 5.4 电压检测和继电器控制电路
• 5.5 电流检测电路
• 5.6 其他功能电路
• 5.7 本章小结
• 6 无速度传感器矢量控制的变频洗衣机软件设计
• 6.1 主机和从机的通讯
• 6.2 上位机模拟软件设计
• 6.3 变频板的软件设计
• 6.4 实验结果
• 6.5 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集