异步电机矢量控制系统的参数辨识研究

论文摘要

本文主要研究异步电机矢量控制系统中的参数辨识问题。目前,矢量控制方法是交流调速领域较为成熟的控制方法,它基于转子磁场定向通过旋转坐标系变换,实现定子电流的解耦。矢量控制建立在转子磁链准确观测基础上,控制系统性能受电机参数变化影响较大。异步电机受工况影响,电机参数会发生变化,特别是转子电阻和电感随温度变化,导致转子磁链观测存在误差,影响定子电流完全解耦,从而降低矢量控制系统性能。论文简要介绍了异步电机矢量控制系统的组成以及工作原理,证明电机参数辨识的必要性;借助Matlab/Simulink软件工具定量分析了电机参数变化对转子磁链观测的影响,并定性分析了电机参数变化对矢量控制系统稳态、动态性能的影响,阐明电机参数辨识的重要性。为了抑制电机参数变化对矢量控制系统性能的不良影响,论文采用模型参考自适应法在线辨识异步电机转子时间常数。推导了基于转子磁链模型的转子时间常数辨识算法,但其辨识精度受定子电阻变化影响较大。因此采用基于无功功率模型的转子时间常数辨识算法,消除定子电阻变化对辨识算法的影响,并应用模糊控制技术改进自适应律,提高该辨识算法的收敛速度,得到基于模型参考模糊自适应的转子时间常数辨识方法。将这种参数辨识方法应用于异步电机矢量控制系统,并利用Matlab/Simulink软件进行仿真实验,仿真结果表明该参数辨识算法具有良好的准确性和理想的收敛速度,明显改善了异步电机矢量控制系统性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 异步电机控制策略
• 1.2 异步电机矢量控制方法比较
• 1.3 异步电机转子参数辨识方法综述
• 1.4 课题研究目的及意义
• 1.5 论文主要研究内容
• 第二章 异步电机矢量控制基本原理
• 2.1 异步电机数学模型
• 2.1.1 等效电路
• 2.1.2 坐标变换
• 2.1.3 数学模型
• 2.2 SVPWM技术
• 2.2.1 SVPWM原理
• 2.2.2 SVPWM实现
• 2.3 异步电机矢量控制系统
• 2.3.1 矢量控制思路
• 2.3.2 矢量控制系统
• 2.4 小结
• 第三章 电机参数变化对矢量控制系统的影响
• 3.1 导致电机参数变化的因素
• 3.2 电机参数变化对转子磁链观测的影响
• 3.2.1 转子磁链u-i模型的观测误差分析
• 3.2.2 转子磁链i-n模型的观测误差分析
• 3.3 电机参数变化对矢量控制性能的影响
• 3.3.1 电机参数变化对稳态性能的影响
• 3.3.2 电机参数变化对动态性能的影响
• 3.4 小结
• 第四章 异步电机转子参数辨识方法
• 4.1 模型参考自适应理论
• 4.1.1 MRAS基本思想
• 4.1.2 自适应律设计
• 4.2 基于模型参考自适应的电机参数辨识
• 4.2.1 基于转子磁链模型的参数辨识
• 4.2.2 基于无功功率模型的参数辨识
• 4.2.3 基于模型参考模糊自适应参数辨识
• 4.3 带电机参数辨识的异步电机矢量控制系统
• 4.4 小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文