异步电机矢量控制系统参数自整定研究.doc

摘要：异步电动机控制技术日益成熟，而且它在日常生活中的应用也日益增多，但是异步电机矢量控制具有多个变量，耦合性较强，并且受电动机参数等因素的影响较大，所以异步电机的速度估算也较为困难。以异步电动机的数学模型为基础，提出了一种运用电动机本身的资源来对电动机各类参数进行识别的方案；之后根据异步电动机现有的参数，对矢量控制系统进行PI参数自整定。

异步电动机离线辨识方法中，将一定形式的电压施加到异步电动机上，并同时收集电流变化情况，之后计算相关的电机参数。运用直流、空载、单相等实验方法，来测试电机定转子电阻、电感以及互感等参数。为了提高辨识到的参数的准确性，采用在线辨识的方法，来提高辨识参数的精度。参数辨识试验结果说明，运用在线辨识方法得到的电机参数的准确度能够满足无传感器矢量控制要求。

本文的在线辨识方法，可把电动机转化为电流环和速度环的双闭环结构，运用工程上常用的参数选择方法，利用参数辨识结果进行参数自整定。运用Matlab软件对这种方法进行仿真。仿真结果证明了上述方法设计的调速系统表现出优良的稳定性和动态性能。

关键词：异步电动机，矢量控制系统，参数辨识，PI调节器参数整定

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 研究背景-1

1.2交流调速系统技术的发展-1

1.3异步电机矢量控制系统介绍-1

1.4电机参数辨识及整定的研究背景-2

1.4.1电机参数辨识研究背景-2

1.4.2电机参数整定研究背景-3

1.5本文主要内容-4

52.1 异步电机物理模型-5

2.2 坐标变换-6

2.2.1 Clark变换-6

2.2.2 Park变换-7

2.3 异步电机数学模型-8

2.4 电压空间矢量控制SVPWM-10

2.4.1空间矢量定义-10

2.4.2空间矢量脉宽调制原理-11

2.4.3 扇区判断-13

2.4.4 电压矢量作用时间计算-15

2.5 本章小结-17

第三章 异步电动机参数离线辨识方案-18

3.1 定子电阻的测量-18

3.2堵转实验-18

3.3 空载实验-19

3.4 本章小结-20

第四章 基于模型参考自适应的参数辨识-21

4.1转子磁链观测器-21

4.1.1 电压模型法-21

4.1.2 电流模型法-21

4.1.3 两相旋转坐标系中的电流模型法-22

4.2 基于转子磁链的MRAS异步电机转速辨识-23

4.3 无速度传感器矢量控制系统的仿真模型-24

4.3.1 PI控制模块的仿真模型-24

4.3.2 SVPWM模块的仿真模型-25

4.3.3 基于MRAS的转速辨识模块-26

4.4 仿真结果与分析-27

4.5 本章小结-31

第五章 矢量控制系统参数自整定原理及仿真-32

5.1 异步电机按转子磁链定向的数学模型-32

5.2 矢量控制系统电流解耦-33

5.3 调节器参数设计-34

5.3.1 电流调节器参数整定-34

5.3.2 转速调节器参数整定-35

5.4 系统仿真模型-36

第六章 总结和展望-39

6.1总结-39

6.2 展望-39

参考文献-40

致  谢-41