异步电机无速度传感器矢量控制系统的研究

【摘要】： 交流电动机是一个多变量、高阶、强耦合的非线性系统,不象直流电机那样易于控制转矩,采用矢量控制技术可解决传统交流调速的难题,使交流电机可以按直流电机的控制规律来进行控制,而无速度传感器矢量控制技术由于可以省去速度传感器,使相应的交流调速系统变得简便、廉价和可靠,本论文工作就是这方面的一个尝试。 论文首先介绍了矢量控制技术的基本理论。对感应电动机在三相静止坐标系下强耦合和互感变参数的数学模型,通过坐标变换,导出感应电机在两相同步旋转坐标系下的数学模型,然后将同步坐标系按转子磁场定向,实现了对转子磁链和转矩的分别控制,从而可以按直流电机的控制规律来控制交流电机。 接着介绍了一种新的无速度传感器控制方法,这种方法是估计电流的,而非估计磁链和转速,其中通过控制定子电压使电机的数学模型中的定子电流和实际电机的定子电流相等,通过仿真证实了所提方法的可行性,然后又介绍了基于扩展卡尔曼滤波算法的状态估计方法,用Matlab建立了系统的仿真模型。 实验部分采用了DSP(LF2407A)开发系统,通过软件实现扩展卡尔曼滤波对磁链和转速进行估计,以及空间矢量调制算法,获得了令人满意的实验结果,证明扩展卡尔曼滤波算法对磁链和转速的估计是准确的,由此构成的无速度传感器具有良好的静、动态性能。