基于FPGA的異步電機(jī)無(wú)速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的快速發(fā)展以及電力電子技術(shù)的日趨成熟，為異步電機(jī)交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展提供了理論及實(shí)際基礎(chǔ)。同時(shí)，異步電機(jī)交流調(diào)速系統(tǒng)的控制也趨向數(shù)字化。簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、可靠的工作性能以及制造容易等為異步電機(jī)突出的優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于交流調(diào)速領(lǐng)域。在高性能的交流異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，為克服速度傳感器會(huì)帶來(lái)的問缺點(diǎn)，深入研究無(wú)速度傳感器技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景以及實(shí)際意義。而隨著FPGA器件的普及和發(fā)展，使FPGA能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制算法。
　　

2、本文以FPGA為控制核心，設(shè)計(jì)了一套異步電機(jī)無(wú)速度傳感器矢量控制系統(tǒng)。首先，介紹了異步電機(jī)在靜止坐標(biāo)系和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型以及矢量控制的基礎(chǔ)理論和基于SVPWM調(diào)制的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向無(wú)速度傳感器控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。其次，通過對(duì)異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型的分析，構(gòu)造了模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)來(lái)辨識(shí)轉(zhuǎn)子速度，同時(shí)，針對(duì)傳統(tǒng)模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)中PI調(diào)節(jié)器存在的一些不足，本文設(shè)計(jì)了一種基于滑模控制的MRAS(SM MRAS)。該方法不僅可以提高系統(tǒng)的抗擾性，

3、而且還提高了系統(tǒng)的魯棒性。然后在Matlab/Simulink的環(huán)境下，搭建了無(wú)速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的仿真模型，并對(duì)傳統(tǒng)的MRAS和基于滑模控制的MRAS的仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明基于滑膜控制的MRAS對(duì)速度的辨識(shí)有動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、穩(wěn)態(tài)誤差小的優(yōu)點(diǎn)。
　　最后，以ALTERA公司的EP4CE10E22C8為控制器，搭建了控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)FPGA控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路等進(jìn)行了設(shè)計(jì)。軟件部分，以Verilog為編程語(yǔ)言，