一种磁链观测模型参数确定方法研究

论文摘要

异步电动机直接转矩控制技术经过多年的发展,已经在电动机变频调速领域占有了重要地位,随着工业自动化程度的提高,人们对电动机控制系统提出了更高的要求。近年来新兴技术的发展及其在工业自动化领域的应用,为直接转矩控制方法注入了新的活力,融合新兴技术提升控制系统性能将成为直接转矩控制方法发展的方向。直接转矩控制方法具有计算简单、对电动机参数依赖性小、动静态性能优良的特点,但同时也存在着控制精度相对较低、低速运行阶段受电机参数变化影响较大、高低速切换引起系统振荡较大等一些问题。本文立足于直接转矩控制方法,简要论述了直接转矩控制系统的构建方法,着重在电动机磁链观测环节展开分析,介绍了传统的磁链观测模型和基于神经网络技术的磁链观测模型,并针对各个模型的优缺点进行比较,展开论述。本文重点介绍了磁链观测的高速、低速模型、自适应模型、基于Lyapunov稳定性理论的自适应模型以及速度估算模型,详细论述了其中参数的确定方法并进行建模仿真,实现了电机高低速阶段的平滑切换及电机转速的估算。同时本文根据磁链观测技术的方展方向,介绍了一种以神经网络理论为基础,利用BP算法训练的磁链观测模型,并将基于神经网络的磁链观测模型应用到了直接转矩控制系统中。本文以磁链观测为出发点,介绍了模型参数的确定方法,实现了直接转矩控制算法下的电动机高低速切换,构建了具有无速度传感器的直接转矩控制系统,并且在磁链观测模型构建过程中融合了神经网络技术,改善了的控制系统的控制性能并针对其中出现的问题提出了有效的解决方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 直接转矩控制技术介绍
• 1.2 磁链观测的作用及存在问题
• 1.3 选题意义及主要研究内容
• 1.3.1 选题意义
• 1.3.2 主要研究内容
• 本章小结
• 第二章 直接转矩控制系统部分仿真模块设计
• 2.1 扇区判断单元设计
• 2.1.1 扇区判断单元工作原理
• 2.1.2 扇区判断单元建模
• 2.2 电压矢量选择单元设计
• 2.2.1 电压矢量选择单元工作原理
• 2.2.2 电压矢量选择单元建模
• 2.3 异步电动机仿真模型设计
• 2.3.1 异步电动机模型数学关系分析
• 2.3.2 异步电动机模型建模
• 本章小结
• 第三章 磁链观测模型参数确定及建模仿真
• 3.1 磁链观测模型功能、种类及研究新动向
• 3.2 磁链观测高速模型
• 3.2.1 高速模型数学关系分析
• 3.2.2 高速模型建模及仿真结果分析
• 3.3 磁链观测低速模型
• 3.3.1 低速模型数学关系分析
• 3.3.2 低速模型建模及仿真结果分析
• 3.4 磁链观测自适应模型
• 3.4.1 自适应模型数学关系分析
• 3.4.2 自适应模型参数确定
• 3.4.3 自适应模型建模及仿真结果分析
• 3.5 基于Lyapunov稳定性理论自适应模型
• 3.5.1 Lyapunov稳定性理论介绍
• 3.5.2 Lyapunov自适应模型数学关系分析
• 3.5.3 Lyapunov自适应模型参数确定
• 3.5.4 Lyapunov自适应模型建模及仿真结果分析
• 3.6 速度估算模型设计
• 3.6.1 模型参考自适应速度估算模型分析
• 3.6.2 模型参考速度估算法数学关系分析
• 3.6.3 速度估算模型建模及仿真结果分析
• 本章小结
• 第四章 神经网络磁链观测模型设计
• 4.1 BP网络结构
• 4.1.1 BP网络神经元结构
• 4.1.2 BP网络训练和学习规则
• 4.2 BP网络数学关系分析
• 4.3 BP网络训练方案设计
• 4.3.1 设计思想
• 4.3.2 磁链辨识模型训练及仿真结果分析
• 4.4 BP网络磁链观测模型设计
• 本章小结
• 第五章 磁链观测模型性能比较说明
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢