基于全阶磁链观测的异步电机无速度传感器DTC系统研究-机械制造及其自动化专业论文.docxVIP

Nanjing University of Aeronautics and Astronautics The Graduate School College of Mechanical and Electrical Engineering Research on Speed Sensorless DTC System of Induction Motor Based on Full-order Flux Observer A Thesis in Mechanical Manufacturing and Automation by Xu Jun Advised by Associate Prof. Xue Zhongde Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering January, 2012 承诺书 本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进 行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致 谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。 本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本承诺书） 作者签名： 日 期： 南京航空航天大学硕士学位论文 南京航空航天大学硕士学位论文 基于全阶磁链观测的异步电机无速度传感器 基于全阶磁链观测的异步电机无速度传感器 DTC 系统研究 i i PAGE PAGE iv 摘 要 本文以研究异步电机调速为基础，提出了全阶磁链观测原理，在深入研究观测原理的基础 之上探讨了估计电机转速和电机参数的基本方法，本文电机控制系统调速中运用了直接转矩控 制技术，并对热点领域无速度技术展开了分析，建立了一套基于全阶磁链观测的直接转矩控制 系统实验平台，进行了比较深入的实验研究。 深入的阐述了空间电压矢量的基本原理，同时对空间电压矢量两种不同的调制模式进行了 比较，着重分析了空间电压矢量 SVPWM 的物理意义。将空间电压矢量脉宽调制技术（SVPWM） 运用到直接转矩控制系统中，能够有效地抑制电压的波动。 详细地论述了直接转矩控制技术的原理和结构，同时分析了其存在的一些问题。在此基础 上，将 PI 调节策略引入到直接转矩控制系统中，这种基于 PI 调节的直接转矩控制方法具有便 于系统实现、转矩响应快、转矩脉动低等优点。 以定子电流和转子磁链为状态变量构造出了异步电机全阶磁链观测器，同时对全阶磁链观 测器中的反馈矩阵设计原理进行了详细的论述。运用全阶磁链观测器原理所得到的电机转速、 参数的估计算法，不仅对转速能够有效准确地辨识而且还能够有效地辨识电机的定子电阻。 建立了一套全阶磁链观测直接转矩控制系统实验装置，在该实验装置上进行了直接转矩控 制相关方面的验证实验。实验研究的结果表明了本文所提出地基于全阶磁链观测器的无速度传 感器直接转矩控制方案是有效可行的。 关键词：空间电压矢量，直接转矩控制，全阶磁链观测器，极点配置，李雅普诺夫，无速度传 感器 ABSTRACT Based on the research of the speed regulating characteristic of induction motor, this paper presents a full-order flux observer principle. On the depth study of the observer principle, this paper uses direct torque control (DTC) technique in the control system and analyses speed sensorless methods of induction motor. Then, a DTC system based on full order flux observer is built and a lot of experiments are conducted. The basic principles of space voltage vector are elaborated in-depth, at the same time, two different space voltage vector modulation modes are compared, and also focused on anal