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基于矢量控制原理的异步电机调速系统的研究与设计
| 论文题名： | 基于矢量控制原理的异步电机调速系统的研究与设计 |
| 关键词： | 异步电机;矢量控制;数字信号处理器;磁通;调速系统;电力传动 |
| 摘要： | 1971年德国专家提出了矢量变换控制理论，解决了交流电机的转矩控制问题，开创了交流调速与直流调速相竞争的时代。但是，矢量控制技术自身也存在缺陷，当磁通发生变化、电动机参数发生变化、负载转矩发生变化时都会使矢量控制性能变差。正是由于异步电动机调速系统受电机参数变化、外部负载扰动等不确定性因素的影响，要获得高性能的异步电动机驱动系统，必须时刻清楚转子磁链的大小和方位。而这两个量都是不能清楚知道的。因此必须研究先进的控制策略以克服这些不确定性因素的影响，使系统具有较强的自适应性和抗干扰能力。本文将非线性自适应控制理论引入矢量控制系统中，利用自适应规律，使系统自动跟踪电机参数及负载转矩的变化，使系统具有良好的鲁棒性。基于此，本文就高精度变频调速技术及方案进行了设计与研究。 本文介绍了基于转子磁场定向的矢量控制系统的原理及设计方法，并设计了转子磁链自适应观测器，同时做了仿真，最后用MATLAB/SIMULINK做了综合仿真，检验了设计方案的可行性和准确性。矢量控制技术是近年来提出的一种变频控制技术，其控制精度高，性能好，但计算量比较大。为此，我们采用美国TI公司的数字信号处理器(DigitalSignalProcessor)TMS320F240芯片作为系统的处理器，此芯片计算速度快(可达每秒两百万条指令)，使得矢量控制算法得以实时的处理.另外，由于其内部提供了强大的功能模块，也使系统的软、硬件设计得到了极大的简化。 本文共分四部分，第一部分介绍了交流调速技术发展与研究的背景、国内外研究水平、动向和意义；第二部分论述了电机在不同坐标系下的模型、矢量控制的基本原理和矢量控制系统的类型；矢量控制系统的控制性能的好坏取决于系统对磁链观测的准确性，在系统的设计中，首先考虑了磁通观测器的设计及其自适应控制算法，并根据具体算法做了仿真。第三部分研究了矢量控制系统的构成设想，重点讨论了系统的自适应算法，并根据实际，应用DSP实现了系统的数学化控制；第四部分用Matlab/Simulink对整个系统进行仿真，验证了自适应控制器的优越性。 |
| 作者： | 胡君臣 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 韩安荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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