无速度传感器感应电机矢量控制系统的研究与实现

【摘要】： 无速度传感器异步电机矢量控制系统是目前电气传动系统中研究热点之一。而本课题主要目标是研究改进转子磁链辨识方法及转子速度开环估计;电机参数离线辨识算法和系统低速性能;S加减速曲线算法及励磁电流自适应控制器。 本文首先对交流调速系统的发展近况及调速控制策略进行总结和归纳,然后对异步电动机多变量非线性数学模型进行分析,详细介绍无速度传感器矢量控制变频系统原理。主要论述不同坐标系下电动机的数学模型;矢量控制变频系统原理;传统磁链模型及改进磁链观测器设计;开环速度估算方法;SVPWM算法。然后通过MATLAB仿真验证了控制系统正确性和可行性。 其次介绍电机参数离线辨识过程,及推导和分析S曲线加减速算法和励磁电流自适应调节器。紧接着进行矢量控制系统硬件平台搭建和软件系统规划,硬件方面主要包括DSP设计特点的介绍、主回路,主控制电路及故障保护电路的设计和分析。软件方面主要涉及整体系统流程图的设计,以及模块化编程思想在CCS嵌入式软件开发环境实现控制系统中各子功能算法。 最后通过实验平台对电动机动静态性能及长期稳定运行进行测试及分析,验证了该控制系统在低速具有高转矩、起制动过程及不同负载情况下转速转矩都能够得到快速响应。通过加入励磁电流自适应控制器,使得系统静动态性能更具优越性且节能效果更明显。