无速度传感器直接转矩控制系统的应用研究.docx
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无速度传感器直接转矩控制系统的应用研究,2.11万字自己原创的毕业设计，今年最新的，仅在本站独家提交，大家放心使用摘要 随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的飞速发展，各类电机控制技术不断得到发展。其中直接转矩控制技术(dtc)作为继矢量变换控制之后又一项新型的现代交流调速控制技术，其思路是把交流电机与逆变器看作一...
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无速度传感器直接转矩控制系统的应用研究
2.11万字
自己原创的毕业设计，今年最新的，仅在本站独家提交，大家放心使用
摘要 随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的飞速发展，各类电机控制技术不断得到发展。其中直接转矩控制技术(DTC)作为继矢量变换控制之后又一项新型的现代交流调速控制技术，其思路是把交流电机与逆变器看作一个整体对待，采用空间电压矢量分析方法进行计算，免去了矢量变换的复杂计算。控制系统具有结构简单、鲁棒性强、静动态性能好、便于实现全数字化等到优点，所以得到了越来越广泛的重视。
本论文详细研究了异步电动机的数学模型，并根据传统直接转矩控制存在的缺点以及对电动机调速性能的要求，改变对定子磁链的调节方式，使定子磁链轨迹近似为一圆形。无速度传感器转速估算是现代交流传动研究中的一个重要方向，自适应观测器是无速度传感器技术中最常用的方法。无速度传感器控制系统利用检测定子电压、电流等容易测量的物理量进行速度估算，以取代速度传感器，提高控制系统的可靠性，降低成本。无速度传感器的异步电机控制对定子电阻的变化非常敏感，尤其是在低速的时候。本课题探讨了无速度传感器直接转矩控制系统中速度辨识的几种方法和途径，即卡尔曼滤波法、模型参考自适应法、神经网络速度辨识法，对这几种方法的优劣进行了比较。
最后，利用MATLAB仿真工具基于完成圆形定子磁链轨迹这种直接转矩控制系统的仿真试验。用模型参考自适应的方法来估计转速,用异步电机模型作为参考模型,构造观测器作为可调模型。可调模型中电机转速的估计值为, 构成速度的自适应观测器, 利用MATLAB中的库元件来搭建整个系统的仿真模型。
关键词:异步电机 直接转矩控制 无速度传感器 模型参考自适应
Application of Speed Sensorless Direct Torque Control System
Abstract With the rapid development of power electronics technology, computer technology and the automatic control technology, various types of motor control technologies have continued to develop. Direct Torque Control Technology (DTC) as a new type of modern AC variable speed control technology after the appearance of the vector control, the idea is taking the AC inverter and as a whole, using space vector analysis method, removed the complex calculation from the vector transform. The control system is simple, robust, good for the static and dynamic performance, easy to achieve the advantages of digital, so it has been paid more and more attention.
In this paper, a detailed study of the induction motor mathematical model based on the traditional direct torque control as well as the shortcomings of the motor speed performance requirements, changes the way to adjust the stator flux so that the track of the stator flux looks like a round.Speed sensorless is an important research direction, the adaptive observer is the most commonly used method in speed sensorless technology. Speed sensor control system for detecting the use of stator voltage, current, and so easy to carry out physical measurements of the speed estimates to replace the speed sensors to enhance control system reliability and lower its cost. Speed sensorless control of the induction motor to the stator resistance changes is very sensitive, especially in low-speed range.
Finally, simulations using MATLAB simulation tools such direct torque control system based on the completion of the circular stator flux trajectory. With model reference adaptive approach to estimate speed, asynchronous motor model as the reference model, constructed observer as an adjustable model. Adjustable motor speed estimation model is constituted speed adaptive observer, the use of MATLAB library components to build a simulation model of the entire system.
Key words Induction Motor Direct Torque Control Speedless Sensor Model Reference Adaptive System
目录
第一章 绪论 1
1.1 直流调速技术与交流调速技术的对比 1
1.2 交流调速技术的发展概况 2
1.3 直接转矩控制技术的难点与热点研究方向 5
1.4 论文选题的意义和主要研究内容 6
1.4.1 选题意义 6
1.4.2 主要内容 6
第二章 直接转矩控制系统基本原理及基本结构 8
2.1 异步电动机的数学模型 8
2.1.1 电压电流状态方程、磁链方程，转矩方程及运动方程 9
2.1.2 异步电动机空间矢量等效电路 11
2.2 3/2静止坐标变换 12
2.3 逆变器的数学模型与电压空间矢量 13
2.3.1 理想逆变器的数学模型 13
2.3.2 空间电压矢量 15
2.4 空间电压矢量对定子磁链及转矩作用 16
2.4.1 空间电压矢量对定子磁链的作用 16
2.4.2 空间电压矢量对电动机转矩的作用 17
2.5 定子磁链与转矩观测 18
2.5.1 传统定子磁链观测模型 18
2.6 电磁转矩观测 19
2.7 直接转矩控制系统的组成[8-18] 20
2.7.1 扇区选择 21
2.7.2 磁链调节环节 21
2.7.3 转矩调节环节 22
2.7.4 状态选择器 23
2.8 本章小结 24
第三章 无速度传感器直接转矩控制系统研究 26
3.1 直接计算法 26
3.1.1 转差计算的基本原理 27
3.1.2 转差计算存在的问题 27
3.2 模型参考自适应法(MRAS) 28
3.2.1 模型参考自适应法基本理论思想 28
3.2.2 模型参考自适应法的改进 30
3.3 其他动态速度估计器 30
3.3.1 速度自适应观测器 30
3.3.2 卡尔曼滤波技术(KFT) 31
3.3.3 基于神经网络的速度估计器 31
3.3.4 转子齿谐波法(RSR) 32
第四章 无速度传感器的直接转矩控制系统MATLAB仿真 33
4.1 MATLAB仿真模型 33
4.2 MATLAB仿真结果 36
第五章 总结与展望 38
2.11万字
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摘要 随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的飞速发展，各类电机控制技术不断得到发展。其中直接转矩控制技术(DTC)作为继矢量变换控制之后又一项新型的现代交流调速控制技术，其思路是把交流电机与逆变器看作一个整体对待，采用空间电压矢量分析方法进行计算，免去了矢量变换的复杂计算。控制系统具有结构简单、鲁棒性强、静动态性能好、便于实现全数字化等到优点，所以得到了越来越广泛的重视。
本论文详细研究了异步电动机的数学模型，并根据传统直接转矩控制存在的缺点以及对电动机调速性能的要求，改变对定子磁链的调节方式，使定子磁链轨迹近似为一圆形。无速度传感器转速估算是现代交流传动研究中的一个重要方向，自适应观测器是无速度传感器技术中最常用的方法。无速度传感器控制系统利用检测定子电压、电流等容易测量的物理量进行速度估算，以取代速度传感器，提高控制系统的可靠性，降低成本。无速度传感器的异步电机控制对定子电阻的变化非常敏感，尤其是在低速的时候。本课题探讨了无速度传感器直接转矩控制系统中速度辨识的几种方法和途径，即卡尔曼滤波法、模型参考自适应法、神经网络速度辨识法，对这几种方法的优劣进行了比较。
最后，利用MATLAB仿真工具基于完成圆形定子磁链轨迹这种直接转矩控制系统的仿真试验。用模型参考自适应的方法来估计转速,用异步电机模型作为参考模型,构造观测器作为可调模型。可调模型中电机转速的估计值为, 构成速度的自适应观测器, 利用MATLAB中的库元件来搭建整个系统的仿真模型。
关键词:异步电机 直接转矩控制 无速度传感器 模型参考自适应
Application of Speed Sensorless Direct Torque Control System
Abstract With the rapid development of power electronics technology, computer technology and the automatic control technology, various types of motor control technologies have continued to develop. Direct Torque Control Technology (DTC) as a new type of modern AC variable speed control technology after the appearance of the vector control, the idea is taking the AC inverter and as a whole, using space vector analysis method, removed the complex calculation from the vector transform. The control system is simple, robust, good for the static and dynamic performance, easy to achieve the advantages of digital, so it has been paid more and more attention.
In this paper, a detailed study of the induction motor mathematical model based on the traditional direct torque control as well as the shortcomings of the motor speed performance requirements, changes the way to adjust the stator flux so that the track of the stator flux looks like a round.Speed sensorless is an important research direction, the adaptive observer is the most commonly used method in speed sensorless technology. Speed sensor control system for detecting the use of stator voltage, current, and so easy to carry out physical measurements of the speed estimates to replace the speed sensors to enhance control system reliability and lower its cost. Speed sensorless control of the induction motor to the stator resistance changes is very sensitive, especially in low-speed range.
Finally, simulations using MATLAB simulation tools such direct torque control system based on the completion of the circular stator flux trajectory. With model reference adaptive approach to estimate speed, asynchronous motor model as the reference model, constructed observer as an adjustable model. Adjustable motor speed estimation model is constituted speed adaptive observer, the use of MATLAB library components to build a simulation model of the entire system.
Key words Induction Motor Direct Torque Control Speedless Sensor Model Reference Adaptive System
目录
第一章 绪论 1
1.1 直流调速技术与交流调速技术的对比 1
1.2 交流调速技术的发展概况 2
1.3 直接转矩控制技术的难点与热点研究方向 5
1.4 论文选题的意义和主要研究内容 6
1.4.1 选题意义 6
1.4.2 主要内容 6
第二章 直接转矩控制系统基本原理及基本结构 8
2.1 异步电动机的数学模型 8
2.1.1 电压电流状态方程、磁链方程，转矩方程及运动方程 9
2.1.2 异步电动机空间矢量等效电路 11
2.2 3/2静止坐标变换 12
2.3 逆变器的数学模型与电压空间矢量 13
2.3.1 理想逆变器的数学模型 13
2.3.2 空间电压矢量 15
2.4 空间电压矢量对定子磁链及转矩作用 16
2.4.1 空间电压矢量对定子磁链的作用 16
2.4.2 空间电压矢量对电动机转矩的作用 17
2.5 定子磁链与转矩观测 18
2.5.1 传统定子磁链观测模型 18
2.6 电磁转矩观测 19
2.7 直接转矩控制系统的组成[8-18] 20
2.7.1 扇区选择 21
2.7.2 磁链调节环节 21
2.7.3 转矩调节环节 22
2.7.4 状态选择器 23
2.8 本章小结 24
第三章 无速度传感器直接转矩控制系统研究 26
3.1 直接计算法 26
3.1.1 转差计算的基本原理 27
3.1.2 转差计算存在的问题 27
3.2 模型参考自适应法(MRAS) 28
3.2.1 模型参考自适应法基本理论思想 28
3.2.2 模型参考自适应法的改进 30
3.3 其他动态速度估计器 30
3.3.1 速度自适应观测器 30
3.3.2 卡尔曼滤波技术(KFT) 31
3.3.3 基于神经网络的速度估计器 31
3.3.4 转子齿谐波法(RSR) 32
第四章 无速度传感器的直接转矩控制系统MATLAB仿真 33
4.1 MATLAB仿真模型 33
4.2 MATLAB仿真结果 36
第五章 总结与展望 38
