《异步电机全阶磁链观测器的误差分析与补偿方法》12000字.doc

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异步电机全阶磁链观测器的误差分析与补偿方法

TOC\o1-3\h\z\u第1章绪论 4

1.1研究背景及意义 4

1.2国内外现状 4

1.2.1国内现状 5

1.2.2国外现状 5

第2章异步电机 6

2.1异步电机工作原理 6

2.1.1异步电机构造 6

2.1.2异步电机工作原理 7

2.1.3旋转磁场 8

2.2异步电机模型 8

2.2.1异步电机数学模型性质 9

2.2.2异步电机的动态数学模型 9

2.3观测器模型 10

2.3.1全阶磁链观测器 11

2.3.2电压模型磁链观测器 12

2.3.3电流模型磁链观测器 12

2.3.4状态观测器电压电流模型复合 12

第3章异步电机全阶状态观测器设计 13

3.1异步电机状态观测器模型 13

3.2状态观测器的极点配置 14

3.3系统仿真研究 16

第4章异步电机全阶磁链观测理论与收敛性分析 19

4.1全阶磁链观测器基本原理 19

4.2异步电机全阶磁链观测器 21

4.3电机磁链系统收敛性分析 22

结束语 24

参考文献 25

【摘要】交流电机矢量控制是当前使用比较广泛的控制方式，因为独特的性能优势而被喜好。比如性价比高、控制效果好、控制作用可靠等，都是应用这种控制方式的无速度传感器拥有的优点。本文以磁链观测原理作为分析基础，把这一控制方式带来的参数变化和转速变化作为讨论重点，并分析引入这一控制作用后系统的收敛性。

首先建立数学模型并分析。对异步电机磁链观测技术进行相关了解，对电压模型以及电流模型观测器在全阶状态下进行了分析。此外，全阶状态观测器的构造能够借助异步电机模型以及其状态观测器原理，同时对反馈矩阵K值确定，将合理的极点配置推导出来。进而对参数识别和旋转速率的估计，以及电动机转矩能够借助利用全阶状态磁链观测器实现。对全阶状态磁链的状态观测器模型的划分主要有能够观察磁链的系统模型和能够辨识电动机转速的系统模型，对各种磁链状态观测器中系统特点值的阻尼特性以及特点值的变化分布进行了深入的研究，将其影响收敛和影响其中收敛率和转矩速度主要因素寻找出来。

【关键词】异步电机；全阶状态观测器；极点配置；收敛性

第1章绪论

1.1研究背景及意义

当前，市面上能量动力转换装备有很多，其中使用最广泛的莫过于电动机。电动机是把电能快速转化为机械能实现机械做功的传统工具。日常生活中电动机应用非常普遍，经生产已经渗透到工业生产各个方面。由此可以察觉电动机能量转化率很高，在所有电力设备中利用率也非常高，而电力系统中亘古不变的难题就是提高能量转换率。通过提高电动机性能，进而提高工作效率，比如可以调节电动器的速度性能，一旦速度性能得到改善，那么工业生产成本、效率、质量等各方面都会得到提升（李文博，王志远，2022）。

目前市面上的电机多种多样，主要分为直流和交流两大类。直流电成本较高，结构复杂，运行速度较慢；交流电结构简单，运行效率高，稳定性强，因此被广泛运用，我国99%的装机用的都是交流电（张天成，刘慧中，2023）。从这些反应可以推断出按照目前的发展状况，交流变频技术在电子应用技术中和计算机控制技术中地位日益凸显。

在关于交流调速研究中，提升交流电机性能的方式有很多，其中最重要一种方式就是状态反馈。要想提高性能，必须对电机的电流、转速、磁链等一系列参数性质和状态了解清楚，做到及时反馈（陈思远，赵一鸣，2021）。从中可见当前矢量控制技术发展迅速，其中解耦控制磁链和电磁转距使得这项技术发展空前进步，尤其是在控制方面，异步电动机发挥了最重要作用，它不仅可以更清楚获取转子磁链信息使控制工作顺利进行，并且还可以与转子链条相连接在使转子链条直接转距控制，发挥重要作用（周晓光，孙文博，2021）。但是在观测磁距方面，我国的技术还是很不成熟。有着多种方面缺点，由现有结果可推论出比如说当电机处于低速状态是必须要寻找方法避免这些不足。否则磁链精度会很不准确[1]。

1.2国内外现状

针对磁链观测器性能这一研究领域，国外学者以及国内学者都在该方面花费了大量的精力和时间，并取得了较多的成果。磁通观测器的稳定性和基本参数设置，以及参数的敏感性探讨是现阶段的主要研究焦点。

1.2.1国内现状

很多研究人员致力于在传动领域开拓新的控制方式，并且一直在探索新型电机控制方法，争取设计出性能更加优越的感性电机无速度传感器。根据这些条件我们可以推知辩识转速就是这一时期发现的（吴佳辉，郑智文，2022）。但是国内的研究是在国外研究已经有一定成果