基于模型参考自适应系统的异步电机参数辨识的研究

【摘要】：随着电力电子技术、电力电子器件和控制技术的飞速发展,异步电机调速已广泛应用于各国的工农业生产。然而我国在交流调速传动方面的研究起步较晚,国产产品性能不及国外产品,市场占有率小,因此亟需对异步电机调速系统进行深入研究,有助于提升自主知识产权的交流调速传动产品在国际市场上的竞争力。 异步电机是一个强耦合的多变量系统,按转子磁场定向的异步电机矢量控制方法能实现转速和磁链的解耦控制,是高性能交流调速方法之一。磁链观测器是异步电机矢量控制系统中的关键部分,所以本文主要针对磁链观测器进行研究。在分析自适应正交反馈补偿磁链观测器的基础上,本文提出了一种能提取输入直流偏置的改进型磁链观测器,该观测器有效地解决了积分初始相位和输入直流偏置引起的积分问题,并能将输入直流偏置加以提取。此外,本文分析了模型参考自适应系统(Model Reference Adaptive System,简称MRAS)转子时间常数辨识、MRAS转子时间常数和定子电阻同时辨识两种方法,并总结出采用MRAS参数辨识,磁链观测的结果不再受转子时间常数和定子电阻变化的影响的结论。在理论分析的基础上,本文还通过仿真和实验结果证明了改进型磁链观测器和MRAS参数辨识在异步电机矢量控制系统中应用的可行性和有效性。最后,本文对异步电机矢量控制系统的设计和实现作了研究,从硬件电路的构架、主电路的设计到数字控制平台的软件设计都作了较为详细的分析和阐述。在该样机上,对本文提出的控制方案进行了一系列的实验,并给出了相应的实验结果。