基于MRAS的異步電機(jī)無(wú)速度傳感器系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來(lái),隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,異步電機(jī)矢量控制技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越迅速。矢量控制思想是將交流電動(dòng)機(jī)模型等效成直流電動(dòng)機(jī)模型加以控制,利用坐標(biāo)變換理論,將非線性、強(qiáng)耦合的交流電機(jī)模型解耦,把交流電動(dòng)機(jī)定子電流矢量分解為兩個(gè)分量:勵(lì)磁電流分量,轉(zhuǎn)矩電流分量。通過(guò)對(duì)這兩個(gè)矢量的分別控制,實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)那樣對(duì)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)矩的控制。但在實(shí)際的系統(tǒng)中,安裝速度傳感器將會(huì)引起系統(tǒng)魯棒性降低、成本增加及不能在高溫、高濕的環(huán)境下工作等一系列問(wèn)題。而無(wú)速度傳感

2、器矢量控制技術(shù)以其構(gòu)造簡(jiǎn)單、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)成為研究的熱點(diǎn)。在所有無(wú)速度傳感器技術(shù)中,模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)(MRAS)以其估測(cè)精度高、可實(shí)現(xiàn)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)得到了大家的青睞。
　　論文首先分析矢量控制的原理,介紹坐標(biāo)變換并建立了異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型,分析了空間矢量PWM的機(jī)理、調(diào)制算法以及實(shí)現(xiàn)方法,得到按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的間接矢量控制方案。在對(duì)MRAS的基本結(jié)構(gòu)及原理進(jìn)行分析的基礎(chǔ)之上,對(duì)速度估算模型進(jìn)行改進(jìn),得到不包含積分環(huán)節(jié)的反電勢(shì)MRAS模型。

3、在此基礎(chǔ)上利用MRAS構(gòu)建基于反電勢(shì)模型的無(wú)速度傳感器,并將其應(yīng)用到異步電機(jī)的矢量控制中,得到基于MRAS的異步電機(jī)無(wú)速度傳感器矢量控制系統(tǒng)。
　　然后建立系統(tǒng)的硬件部分和軟件部分。硬件電路由控制板和功率板構(gòu)成,控制板以TMS320F2812型號(hào)DSP為核心,還包括電源、時(shí)鐘及復(fù)位、通訊和D/A模塊等;功率板主要由整流電路、逆變電路、隔離電路、檢測(cè)電路和保護(hù)電路構(gòu)成。軟件部分用C語(yǔ)言在CCS3.3上編制而成,利用模塊結(jié)構(gòu)化的編程思

4、想對(duì)控制系統(tǒng)中各種功能模塊進(jìn)行了實(shí)現(xiàn),分為主程序和中斷子程序,由于PWM調(diào)制方式對(duì)感應(yīng)電機(jī)矢量控制系統(tǒng)性能有較大影響,本文對(duì)空間矢量PWM進(jìn)行了改進(jìn),提高了其性能,并設(shè)計(jì)出以兩相靜止參考量為輸入的空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)算法程序。
　　最后對(duì)所建立的系統(tǒng)進(jìn)行仿真和試驗(yàn)。在Matlab/Simulink仿真平臺(tái)上,建立系統(tǒng)的仿真模型并進(jìn)行仿真,仿真實(shí)現(xiàn)了高度模擬現(xiàn)實(shí),仿真結(jié)果證明了MRAS算法可以很好的估測(cè)速度,所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性