異步電機矢量控制與參數(shù)辨識研究.pdf

1、當前隨著環(huán)境和能源問題日趨嚴峻,電動汽車逐漸成為各國研究的熱點。電機驅(qū)動控制系統(tǒng)是電動汽車的核心部件之一,異步電機因其結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、維修工作量小等優(yōu)點,在電動汽車中得到了廣泛的應(yīng)用,作為美國新興的電動車行業(yè)領(lǐng)軍者特斯拉所采用的就是異步電機。目前,用于異步電機的控制方式主要是基于動態(tài)模型的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制,矢量控制根據(jù)磁場定向,將定子電流分解為勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量,使得磁鏈和轉(zhuǎn)矩控制相互解耦,具有良好的靜動態(tài)性能。但是,矢量控制

2、對電機參數(shù)依賴較大,尤其是轉(zhuǎn)子時間常數(shù),在電機運行過程中,由于溫度變化或者磁場飽和等原因,會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子時間常數(shù)發(fā)生較大變化,影響磁場定向。
　　論文主要對矢量控制及參數(shù)辨識進行研究,首先介紹了矢量控制的基本原理,對按照轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制系統(tǒng)中的各主要部分進行了分析推導(dǎo),在此基礎(chǔ)之上再對參數(shù)辨識進行研究。異步電機參數(shù)辨識可分為離線辨識和在線辨識,論文先討論了通過傳統(tǒng)的堵轉(zhuǎn)和空載實驗測試電機參數(shù)的方法,受現(xiàn)場條件限制該方法往往不便于進

3、行,針對該缺點,論文采用了一種基于變頻器-電機系統(tǒng)的異步電機參數(shù)離線辨識方法,在電機運行之前,控制器執(zhí)行一套辨識程序,對電機施加特定的激勵,通過分析檢測到的電機的響應(yīng)便可得到電機的參數(shù)。
　　電機在運行過程中參數(shù)變化會影響矢量控制的性能,通過理論和仿真分析了轉(zhuǎn)子時間常數(shù)變化對矢量控制靜、動態(tài)性能的影響,闡明了參數(shù)辨識的重要性。為了抑制參數(shù)變化對矢量控制系統(tǒng)性能造成不良影響,論文采用模型參考自適應(yīng)的方法對轉(zhuǎn)子時間常數(shù)進行在線辨識,該

4、方法的關(guān)鍵在于模型的選取和自適應(yīng)律的確定,結(jié)合電機的轉(zhuǎn)子磁鏈模型,采用 Popov穩(wěn)定性理論,推導(dǎo)了一種基于轉(zhuǎn)子磁鏈模型的轉(zhuǎn)子時間常數(shù)辨識方法,該方法易于實現(xiàn),但其精度受定子電阻和純積分環(huán)節(jié)的影響,針對此問題,論文研究了一種只含有定子電壓和電流所構(gòu)成的參考模型,該方法克服了模型參考自適應(yīng)方法對參數(shù)的較大依賴性以及在低速輕載時無法辨識參數(shù)的缺點,然后在MATLAB/Simulink環(huán)境下對兩種方式進行了仿真研究,結(jié)果證明了該方法的正確性和