基于转子磁链定向的无速度传感器矢量控制研究

论文摘要

基于转子磁链定向矢量控制作为交流调速系统中的一种的控制方法,以非常优良的动态和静态性能,受到了广泛的关注。近些年来,国内外的许多学者对矢量控制存在的问题提出了许多的解决方法。本文总结了矢量控制中出现的某些重点的问题,并且列出了比较常用的解决方法。同时也提出了自己的解决方案。本文方案是基于转子磁链定向、通过固定开关频率、运用空间矢量调制(SVPWM)方法的矢量控制。在系统中,估计了转子磁链的大小和角度,并且利用转子磁链的角度作为旋转坐标变换的旋转角,即进行了基于转子磁链的定向,同时对于外环转速环,利用速度估计的算法,估计出了转子的速度,完整描述了无速度矢量控制的实现过程。同时,由于在磁链估计和速度估计中,频繁运用到了电机的参数,如果电机参数估计不准确,会极大地影响控制的精度和系统的稳定性,当然,作为实验,可以提前知悉实验电机的参数,但是为了保证将来这种变频器向通用方面发展,本文还讨论了系统辨识的问题,给出了系统辨识的一般方法,利用最小二乘的方法推导出来了电机参数的表达式。本文对基于转子磁链定向的无速度矢量控制系统进行了仿真,对本文所讨论的算法进行了可行性验证,取得了很好的效果。同时本文给出了整个系统实现的实验步骤,在以TMS320F2812为控制芯片的硬件平台上做了大量的工作,很有实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 交流传动系统控制技术发展概述
• 1.2 无速度传感器矢量控制的特点及其研究现状
• 1.2.1 无速度传感器矢量控制的特点
• 1.2.2 无速度传感器的矢量变频器产品概述
• 1.2.3 无速度传感器矢量控制的研究现状
• 1.3 选题的意义
• 2 基于转子磁链定向的无速度矢量控制理论基础
• 2.1 矢量控制的控制思想
• 2.2 矢量控制的理论基础
• 2.2.1 异步电机数学模型分析
• 2.2.2 转子磁链定向的矢量控制方程分析
• 3 基于转子磁链定向无速度传感器矢量控制实现
• 3.1 基于转子磁链定向的无速度传感器矢量控制仿真
• 3.2 基于转子磁链定向的无速度传感器矢量控制研究
• 3.2.1 电压空间矢量调制方法的理论依据和软件实现的原理
• 3.2.2 传统的磁链估计方法
• 3.2.3 改进后的转子磁链估计方法
• 3.2.4 转子速度估计方法研究
• 3.3 基于转子磁场定向的无速度传感器矢量控制实验结果分析
• 4 参数辨识系统
• 4.1 电机状态方程的推导
• 4.2 最小二乘法递推算法的理论推导
• 4.3 电机参数离线辨识实验结果分析
• 5 实验硬件平台及软件结构
• 5.1 硬件平台结构分析
• 5.1.1 TMS320F2812简介
• 5.1.2 硬件结构设计
• 5.2 系统软件结构分析
• 5.2.1 主程序结构
• 5.2.2 中断程序结构
• 6 工作总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢