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基于MRAS的牵引电机无速度传感器矢量控制技术研究
| 论文题名： | 基于MRAS的牵引电机无速度传感器矢量控制技术研究 |
| 关键词： | 机车车辆;电力牵引传动;模型参考自适应;牵引电机;无速度传感器;矢量控制 |
| 摘要： | 随着我国国民经济的快速增长和人民生活水平的提高，对于铁路与城市轨道交通的需求也逐渐扩大。而电力牵引传动与控制系统作为机车车辆的核心部分，承担了为机车车辆提供牵引动力的职责，其控制性能好坏直接决定了机车能否正常运行。采用矢量控制的牵引传动系统，需要牵引电机的转速信息，为了解决速度传感器对牵引传动系统所造成的可靠性降低、维护困难、系统复杂度和成本增加等问题，近年来无速度传感器控制技术成为了研究热点。本文以某型号地铁车辆的牵引异步电机作为研究对象，对无速度传感器矢量控制技术进行了研究，具有一定的理论与工程意义。 论文首先简要介绍了异步电机在不同坐标系下的数学模型，在此基础上介绍了间接转子磁场定向的矢量控制技术，采用矢量控制来满足牵引电机的转矩响应快、调速范围宽等控制性能需求。 其次，在综合考虑了辨识转速的准确度、控制算法的计算量和稳定性等因素后，本文选择采用模型参考自适应系统(MRAS)对转速进行辨识。经过对传统的基于转子磁链的MRAS转速辨识法的分析研究，针对电压模型（参考模型）中纯积分环节所引起的直流偏置和误差积累问题，通过采用一阶低通滤波和补偿信号代替纯积分的方式改进电压模型。研究了基于定子电流的MRAS转速辨识法，避免MRAS中由参考模型的不准确所引起的误差。然后在Matlab/Simulink环境下，搭建了基于改进的转子磁链MRAS无速度传感器矢量控制模型和基于定子电流的MRAS无速度传感器矢量控制系统模型，并进行了仿真，同时分析了电机参数对系统的影响，对两种控制算法进行了比较分析，仿真结果验证了两种控制算法的正确性。 最后，在SpaceR实时仿真器和TMS320F28335控制器的基础上搭建了硬件在回路半实物实验平台，基于实验平台完成了被控对象建模和控制程序的设计编写，在此实验平台上进行了相关实验，实验结果验证了本文设计的基于MRAS的无速度传感器矢量控制算法的正确性和可行性。 |
| 作者： | 杨雯越 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 王玉松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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