收藏本站
《中南大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

无速度传感器直接转矩控制策略的研究

黄志武  
【摘要】: 交流调速正逐步取代直流调速,在电气传动领域占据主导地位。无速度传感器直接转矩控制技术能够提高交流传动系统的简便性、廉价性和可靠性,得到了很大的发展。本文应用先进控制理论,对无速度传感器直接转矩控制策略进行了深入研究,主要研究工作有: 在建立两相静止αβ坐标系下的以定子电流和转子磁链为状态变量的感应电机模型的基础上,构建了直接转矩控制系统的仿真模型;详细讨论了直接转矩控制的低速性能、定子电阻变化、磁链观测中初始误差和直流偏移对系统性能的影响。 定子磁链的准确观测对电压空间矢量的选择和转矩的观测结果影响很大,是高性能直接转矩控制的重要环节。针对传统直接转矩控制中定子磁链的开环计算方法、U-I积分器的改进方法和定子磁链观测器方法的局限性,提出了一种基于模糊截止频率可调的改进型积分器定子磁链观测器。该观测器采用模糊自适应滤波器,根据感应电机的运行状态实时在线地调整低通滤波器的截止频率,有效抑制了初始误差和直流偏移误差,提高了定子磁链的计算精度。 自适应速度观测器是无速度传感器技术中最常用的方法,速度观测器的性能取决于其自身的增益矩阵G和速度自适应律的选择。目前绝大多数自适应速度观测器方案都是采用极点配置的方法来确定增益矩阵G。通过对基于极点配置的自适应观测器存在不稳定区域问题的深入研究,认为对感应电机这种高阶、多变量、强耦合的非线性对象采用极点配置的方法来确定增益矩阵G将可能导致系统的不稳定。另一方面,由于准确的转子磁链实际值的获取较为困难,现有的速度自适应律选取方案中通常忽略了转子磁链的偏差项。但对电机运行于低速发电工况的研究表明,此时转子磁链的偏差比定子电流的偏差大很多,不能忽略,否则会影响观测器的快速性和稳定性。 本文提出了一种能在全速范围稳定工作的自适应速度观测器。一方面,依据Lyapunov稳定性理论进行观测器的矩阵增益G的选取。在定义Lyapunov函数时,通过引入待定矩阵P将Lyapunov不等式转化为关于G和P的双线性矩阵不等式,利用Matlab LMI工具箱并采用迭代算法求解得到使观测器稳定的增益矩阵G和矩阵P。另一方面,通过采用基于模糊截止频率可调的改进型积分器定子磁链观测器获得的定子磁链值,计算得到了较为逼近实际值的转子磁链,实现了在速度自适应律中可同时包含电流偏差项和转子磁链偏差项。由于正确选择了增益矩阵G和速度自适应律,从而确保自适应速度观测器的Lyapunov不等式在全速范围内都成立,克服了传统观测器存在不稳定区域和速度辨识不准确的缺点。 在感应电机的运行过程中定子的电阻值会随着温度的变化而变化,如果直接转矩控制系统中采用的定子电阻值与实际值不匹配,将会产生较大的定子磁链和转速估计误差,甚至会导致系统不稳定。因此需要对定子电阻进行在线辨识。本文在分析直接转矩控制中基于极点配置的定子电阻辨识方法存在的局限性的基础上,提出了一种严格保证Lyaponov不等式成立的条件下的定子电阻的辨识律,并加入到基于LMI的自适应速度观测器中实现定子电阻的在线辨识,提高了磁链和转速辨识的精度,改善了系统的性能。 在Matlab 6.5/Simulink环境下,采用空间矢量调制技术取代传统直接转矩控制的开关表方案改善低速性能,引入模糊自适应PI速度调节器取代PI速度调节器提高系统的快速性和鲁棒性,建立了无速度传感器感应电机直接转矩控制的仿真平台,对论文中提出的策略和方案进行了仿真实现,仿真结果证明论文提出的无速度传感器直接转矩控制策略能实现调速系统全速范围稳定。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 汤正祎;;基于模型参考自适应的永磁同步电机无速度传感器直接转矩控制[J];科技广场;2007年03期
2 孙伟;何礼高;;多电平变频器无速度传感器直接转矩控制的研究[J];变频器世界;2009年03期
3 任美婵;郭兴众;李小凡;;遗传算法优化的神经网络无速度传感器DTC系统[J];自动化与仪器仪表;2007年05期
4 李小凡;;遗传神经网络无速度传感器DTC系统的研究[J];盐城工学院学报(自然科学版);2009年03期
5 汤煊琳;何祈雯;徐江红;;可编程滤波器在直接转矩控制中的应用[J];郑州轻工业学院学报(自然科学版);2007年05期
6 王健;王昆;陈全世;;风力发电模拟器的控制策略研究[J];系统仿真学报;2007年10期
7 别红波,徐中;基于DSP的自适应速度辨识直接转矩控制系统研究[J];计算机测量与控制;2005年05期
8 毛朝斌;朱建林;罗卫国;谭平安;;矩阵变换器的无速度传感器DTC研究[J];微特电机;2008年03期
9 李琳;颜渐德;李可佳;;基于模糊控制器的无速度传感器直接转矩控制[J];湘潭师范学院学报(自然科学版);2007年02期
10 张继勇,刘贤兴,王德明;一种改进的无速度传感器感应电机直接转矩控制[J];计算机测量与控制;2004年02期
11 吴志刚,南余荣;无速度传感器的滑模变结构直接转矩控制系统研究[J];机床与液压;2004年08期
12 纪志成,沈艳霞,范茂兴;无速度传感器直接转矩控制系统的仿真研究[J];东南大学学报(自然科学版);1999年05期
13 马宪民;MATLAB在无速度传感器交流调速系统仿真中的应用[J];电子技术应用;2001年06期
14 别红波,徐中;基于MATLAB的异步电机无速度传感器直接转矩控制的仿真研究[J];机电工程技术;2004年09期
15 李颖;;基于模型参考自适应法无速度传感器直接转矩控制系统的研究[J];计算技术与自动化;2006年S2期
16 刘宏鑫;;矢量控制与直接转矩控制之我见[J];电力电子;2004年01期
17 张超;年晓红;颜会东;何亚屏;;基于鲁棒二次稳定性理论的状态观测器增益矩阵求法[J];大功率变流技术;2008年06期
18 ;三月·暖[J];变频器世界;2009年03期
19 杨耕;王焕钢;;有关矢量控制和直接转矩控制的一些改进方案[J];电力电子;2004年01期
20 黎亚元,陈廷成,匡晓艳,唐浦华;基于直接转矩控制无速度传感器交流调速研究[J];机械工程学报;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王晓东;石海峰;;ADALINE速度观测器在直接转矩控制系统中的应用[A];第11届全国电气自动化电控系统学术年会论文集[C];2002年
2 徐壮;徐殿国;于泳;;内嵌式永磁同步电机变结构直接转矩控制及定子磁链的观测[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
3 唐浦华;刘飞;黎亚元;;具有恒定开关频率的感应电机直接转矩控制[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
4 刘贤兴;乔薇;周旭;胡育文;;基于扩展卡尔曼滤波器的无速度传感器异步电动机直接转矩控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 张素兵;王聪;;人工神经网络技术在交流传动控制系统中的应用研究[A];1999年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1999年
6 徐进;戴芳;;基于EKF感应电机直接转矩控制状态观测器的新设计[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
7 曹霄;年晓红;王涛;;电源电压骤降对异步电动机无速度传感器直接转矩控制系统影响的仿真分析[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
8 颜渐德;刘国荣;;基于模糊控制器的无速度传感器直接转矩控制[A];2006中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集[C];2006年
9 陈晓;;变频器矢量控制与直接转矩控制的比较与探讨[A];有色金属工业科技创新——中国有色金属学会第七届学术年会论文集[C];2008年
10 倪红军;李明;;异步电机直接转矩控制系统[A];第十三届全国煤矿自动化学术年会、中国煤炭学会自动化专业委员会学术会议论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李玉琢 本报记者 鲁汉 肖克;中国民族高压变频器产业专题[N];机电商报;2005年
2 孙娟;一定要做出自己的特色[N];科技日报;2005年
3 上海 张磊;浅谈变频器的电气试验与测试仪表(一)[N];电子报;2008年
4 南姗姗;ABB帮助泰格林纸集团大幅提高能源效率[N];机电商报;2008年
5 方圆;ABB斩获中国重点钢铁建设项目1700万美元合同[N];机电商报;2006年
6 记者 郭俊 通讯员 李玉敏 郭荣军;起点高 技术新 瞄准国际先进水平[N];中国煤炭报;2007年
7 王东;长距离胶带机变频器驱动的发展前景[N];中国有色金属报;2006年
8 ;ABB助泰格林纸大幅提高能源效率[N];消费日报;2008年
9 赵占岭特约记者 张武福 李沁东;新型现代化典范矿井在潞安诞生[N];经理日报;2007年
10 ;高压变频调速关键控制技术及其发展趋势[N];中国电力报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王德明;无速度传感器的异步电动机直接转矩控制的研究[D];河海大学;2005年
2 张志锋;感应电机无速度传感器直接转矩控制关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
3 王坚;牵引电机无速度传感器间接定子量控制研究[D];中南大学;2010年
4 赵宏革;基于船舶电力推进系统直接转矩控制技术研究[D];大连海事大学;2011年
5 宋文祥;三电平逆变器异步电机直接转矩控制的研究[D];上海大学;2006年
6 孙丹;高性能永磁同步电机直接转矩控制[D];浙江大学;2004年
7 黄志武;无速度传感器直接转矩控制策略的研究[D];中南大学;2006年
8 徐艳平;永磁同步电动机减小转矩脉动的直接转矩控制方法研究[D];西安理工大学;2008年
9 李磊;异步电机无速度传感器直接转矩控制系统的研究与实践[D];南京航空航天大学;2001年
10 陈永军;低速大转矩永磁同步电机直接转矩控制研究[D];华中科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王坚;无速度传感器异步电机直接转矩控制系统的研究[D];中南大学;2005年
2 毛朝斌;矩阵变换器的无速度传感器直接转矩控制系统的研究[D];湘潭大学;2007年
3 朱小鸥;永磁同步电机直接转矩控制系统的探讨与分析[D];西南交通大学;2005年
4 杨文方;无速度传感器DTC系统的研究和设计[D];西华大学;2006年
5 严文垒;交流异步电动机无速度传感器直接转矩控制系统的研究[D];武汉科技大学;2005年
6 王夺;直接转矩控制中改善低速性能的研究[D];福州大学;2006年
7 韩海涛;无速度传感器异步电动机直接转矩控制低速性能的改善[D];大连交通大学;2005年
8 张昱;永磁同步电机直接转矩控制系统研究[D];合肥工业大学;2007年
9 黄小艳;无速度传感器直接转矩控制系统设计与研究[D];大连理工大学;2010年
10 孙鹏;异步电动机直接转矩控制技术的研究[D];大连理工大学;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978