异步电机无速度传感器控制理论和应用研究

来源 :中国科学院电工研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:scarllie
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交流异步电机具有结构简单坚固、造价低廉、工作可靠、调速范围大、维护方便等突出优点,随着微处理器和电力电子技术的发展,交流异步电机在电气传动中得到越来越多的应用。无速度传感器的交流异步电机控制系统免除了速度传感器带来的安装、连接、调试等诸多问题,提高了系统可靠性。从20世纪70~80年代以来,交流异步电机无速度传感器驱动控制系统一直是国际电气传动界普遍关心的一项研究课题和开发项目。本文对交流异步电机的无速度传感器矢量控制的理论、技术、实验和应用进行了研究。 本文提出了基于Luenberger状态观测器的一种新型的无速度传感器控制方法。构建了变系数反馈矩阵的Luenberger状态观测器;应用模型参考自适应控制理论,根据Lyapunov稳定性定理推导出基于滤波器方式的速度辨识自适应机制。仿真结果表明了本文所提出无速度传感器控制方法的正确性。 定子电压重构是无速度传感器控制实现必不可少的共性关键技术,本文提出并实现了基于PWM占空比硬件测量和管压降软件补偿的定子电压重构技术,实验验证了所提出电压重构方法的有效性。 采用电机控制领域先进的32位高速DSP-TMS320F2812,独立开发了一套数字化交流电机控制平台。该平台硬件系统具有功能强大和扩展容易等优点,软件平台采用面向对象的编程思想,分层次模块化实现控制策略,具有可重用性强等优点。基于所研发的数字化交流电机控制平台,实现了异步电机控制的半实物实时仿真技术。 设计搭建了交流异步电机无速度传感器控制实验平台,实现了转子磁场定向的无速度传感器控制。实验结果表明,本文提出的无速度传感器控制算法具有良好的工作性能,不但可以工作于速度阶跃动态运行条件下以及低速和零速等运行条件下,而且对定子电阻和转子电阻变化具有鲁棒性。最后,本文的无速度传感器控制算法以及软硬件控制系统在国家“863”计划项目/北京科技奥运项目一“纯电动大客车电机及控制系统”上进行了应用研究,实验结果进一步表明了本文无速度传感器控制算法的可行性以及数字化控制平台的可靠性。
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