感应电机无速度传感器直接转矩控制系统的实验研究.doc

华中科技大学文华学院 毕业设计（论文） 题目：感应电机无速度传感器直接转矩控制系统的实验研究 学 生 姓 名： 学号： 学 部 （系）： 专 业 年 级： 指 导 教 师： 职称或学位：高级工程师 2010 年 5 月 28 日 目录 目录 - 2 - 摘要 - 3 - 关键词 - 3 - Abstract - 3 - Keywords - 5 - 第1章 绪论 - 5 - 1.1选题目的及意义： - 5 - 1.2．课题发展现状和前景展望 - 5 - 1.3 研究内容 - 6 - 第2章 感应电机无速度转矩矢量控制原理 - 7 - 2.1 异步电机的数学模型与坐标变换 - 7 - 2.1.1异步电机的基本方程式 - 7 - 2.1.2 异步电动机的几种等效电路 - 10 - 2.1.3坐标变换 - 13 - 2.2 矢量控制变频调速系统的原理 - 17 - 2.2.1 矢量控制基本方程式 - 17 - 2.2.2 转差型矢量控制 - 19 - 2.3 无速度传感器矢量控制系统的结构和速度观测原理 - 19 - 2.3.1 无速度传感器矢量控制系统的原理 - 19 - 2.3.2 感应电机矢量控制系统的基本思路 - 20 - 2.3.3转子磁链定向的矢量控制系统 - 20 - 2.4 无速度传感器矢量控制技术 - 21 - 第3章 仿真设计 - 23 - 3.1 仿真平台 - 23 - 3.2 仿真准备 - 24 - 3.3 仿真电路 - 25 - 第4章 仿真结果 - 25 - 4.1 仿真结果波形 - 25 - 4.2 结果分析 - 26 - 4.3结论 - 27 - 第5章 总结 - 27 - 参考文献 - 27 - 致谢 - 29 - 摘要 直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后交流传动领域中一种新兴的控制技术,它省去了复杂的矢量变换,具有动态响应快、结构简单、易于实现等优点。无速度传感器技术是当前交流传动领域中的研究热点,由于速度传感器的安装不仅增加了系统的成本,而且存在安装不便、维修困难等缺点,因而用软件代替速度传感器来辨识转速,即无速度传感器技术,具有非常好的应用前景。 本论文从异步电机的数学模型出发,介绍了直接转矩控制的基本原理,详细的分析了直接转矩控制的六边形及圆形磁链轨迹的控制方案,对圆形磁链轨迹的转矩调节器进行改进,减小了转矩脉动,并提出一种新型的十八边形磁链轨迹控制方案,改善了电流波形,针对不同的应用场合及不同的转速范围可以应用不同的控制方案。本文对无速度传感器技术进行了深入的研究,着重分析了基于模型参考自适应的速度辨识算法,建立了三种速度辨识方案的数学模型,并将它们应用到直接转矩控制系统中进行仿真比较,发现基于全阶磁链观测器的速度自适应辨识在全速度范围都有着理想的辨识效果,且由磁链观测器得到的定子磁链可以直接应用于直接转矩控制系统。 本论文用Matlab/Simulink软件对直接转矩控制不同磁链轨迹的控制方案进行了详尽的仿真研究,构建了三种速度辨识方案的仿真模型,对无速度传感器的异步电机直接转矩控制系统进行了仿真研究。仿真结果与理论分析是一致的。 关键词 直接转矩控制；无速度传感器；感应电机；矢量控制；模型参考自适应 Abstract The direct torque control theory is a kind of new control theory followed the vector control theory in the field of alternating current drive. The method has the performance of quick reaction, simple structure, and easy design because it hasn’t complicated vector transform. The speed sensorless method has been a focus in the field of alternating current drive since it came into being. Using speed sensor not only increases the cost, but also has the disadvan-tage of