论文题目: 交流异步电机无速度传感器矢量控制方法及其在电动汽车中的应用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 电机与电器
作者: 陈桂兰
导师: 温旭辉
关键词: 感应电机,磁链观测,电压模型,电流模型,全阶状态观测器,电压误差,参数辨识
文献来源: 中国科学院研究生院（电工研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 对于电动汽车中交流异步电机驱动系统来说,无速度传感器矢量控制方法的关键技术是准确的磁场定向。磁链观测是关系到能否实现准确的磁场定向的关键,这将决定着电动汽车能否在低速范围实现稳定的大转矩输出,实现在带载情况下的稳定起动及稳定运行。本文的研究工作主要是围绕着针对异步电机的全阶状态观测器磁链观测展开的。主要内容有以下几个方面: 1.通过对全阶状态观测器与电压模型、电流模型磁链观测器之间的关系的分析,得出结论:极点配置使全阶状态观测器磁链观测值在低速范围更接近电流模型观测值,在高速范围更接近电压模型观测值。2.通过分析电压误差和电流误差与全阶状态观测器磁链观测误差之间的关系,在转速已知的条件下,提出了降低电压误差和电流误差影响的极点配置方法,并通过仿真验证。这对提高磁链观测精度是十分重要的。通过分析参数偏差对全阶状态观测器磁链观测稳态误差的影响,并通过仿真得出:上述的极点配置方法,同样可以降低定子电阻偏差和漏感偏差在极低速范围对磁链观测稳态误差的影响。3.在转速未知的条件下,通过对MRAS 磁链观测器的动态性能以及磁链观测稳态误差的分析,并通过仿真得出:磁链观测和转速控制动态性能的改善与磁链观测稳态误差和转速误差的降低是互相矛盾的。对于电动汽车中异步电机控制来说,精确的磁链观测更为重要,当对动态性能要求不高时,可以不进行极点配置。4.针对实际控制中的电压型逆变器,提出利用电流测量值与电流观测值之差进行定子电压误差补偿的方法,对定子电压重构误差的直流分量和基波分量进行了补偿。通过仿真验证了提出的方法可以提高在电压型逆变器供电情况下的无速度传感器矢量控制系统的起动和低速运行性能。通过对电压模型磁链观测误差与定子电阻偏差的关系的分析,提出了一种定子电阻在线辨识方法,通过仿真验证了其有效性。5.在基于TMS320F2407A 的感应电机实验平台上,实现了无速度传感器矢量控制方法。验证了本文提出的定子电压误差补偿方法能够有效地提高控制系统的起动性能和带载能力。提出的定子电阻在线辨识方法能够和定子电压误差补偿方法相协调,使系统能够在宽转速范围内稳定运行。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究意义
1.2 交流异步电机无速度传感器控制有关研究综述
1.2.1 基于电压模型的磁链观测方法
1.2.2 含有电流模型的磁链观测方法
1.2.3 两种模型的结合——状态观测器方法
1.2.4 转速的估计
1.3 论文研究工作与重点
1.3.1 存在的问题
1.3.2 主要工作内容
第二章 交流异步电机磁链观测器分析
2.1 数学模型及矢量控制基本原理
2.1.1 交流异步电机数学模型
2.1.2 转子磁场定向矢量控制基本原理
2.2 磁链观测器结构与特点分析
2.2.1 磁链观测器基本形式
2.2.2 全阶状态观测器与电压模型和电流模型之间的关系
2.3 本章结论
2.4 本章附录
第三章 电压电流误差以及参数偏差对磁链观测的影响分析
3.1 电压误差和电流误差对磁链观测的影响
3.1.1 电压误差和电流误差与磁链观测误差之间的关系
3.1.2 电压误差和电流误差的直流分量对磁链观测的影响
3.1.3 电压误差和电流误差的交流分量对磁链观测的影响
3.2 参数偏差对磁链观测稳态误差的影响
3.2.1 参数偏差与磁链观测稳态误差之间的关系
3.2.2 参数偏差对磁链观测稳态误差影响的计算分析
3.3 减小电压误差、电流误差影响的极点配置方法
3.4 仿真分析
3.4.1 参数偏差对磁链观测影响的仿真分析
3.4.2 减小定子电阻偏差和电压误差影响的极点配置方法的仿真分析
3.5 本章小节
3.6 本章附录
第四章 MRAS 全阶状态观测器分析
4.1 MRAS 无速度传感器控制基本原理
4.1.1 MRAS 磁链观测器基本原理
4.1.2 转速估计的稳定性理论分析
4.2 MRAS 无速度传感器控制性能分析
4.2.1 MRAS 磁链观测器动态性能分析
4.2.2 转速估计误差对磁链观测稳态误差的影响
4.2.3 极点配置对磁链观测的影响
4.3 仿真分析
4.4 本章小节
4.5 本章附录
第五章 MRAS 全阶观测器电压误差补偿和定子电阻在线辨识
5.1 死区时间和管压降对磁链观测的影响
5.1.1 死区时间的影响
5.1.2 管压降的影响
5.2 定子电压基波分量幅值误差补偿和直流分量误差补偿
5.2.1 定子电压误差与电流观测误差之间的关系
5.2.2 定子电压直流分量误差补偿和基波分量幅值误差补偿
5.3 定子电阻在线辩识
5.4 仿真系统构成
5.5 仿真结果
5.5.1 无定子电压误差补偿的仿真分析
5.5.2 定子电压误差补偿和定子电阻在线辨识仿真分析
5.6 本章小节
第六章 控制系统实现与实验结果
6.1 控制系统总体结构
6.2 系统的硬件结构
6.2.1 主回路部分
6.2.2 控制回路
6.3 系统软件程序设计
6.3.1 系统软件结构
6.3.2 磁链观测器离散化
6.3.3 磁链观测器部分子程序
6.4 实验结果与分析
6.4.1 空载实验结果
6.4.2 带载实验结果
6.4.3 定子电压基波分量幅值误差补偿实验结果
6.4.4 定子电阻在线辨识结果
6.5 本章小节
结论
参考文献
致谢及声明
个人简历、在学期间的研究成果及发表的论文
发布时间: 2005-08-23
参考文献
- [1].电励磁直驱风力发电机并网控制技术研究[D]. 赵新.北京交通大学2014
- [2].基于磁链观测器的永磁同步电动机无传感器控制技术研究[D]. 苏健勇.哈尔滨工业大学2009
标签：感应电机论文; 磁链观测论文; 电压模型论文; 电流模型论文; 全阶状态观测器论文; 电压误差论文; 参数辨识论文;