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基于全模糊控制器的感应电机矢量控制系统研究

冼成瑜  
【摘要】:矢量控制技术是感应电机一种理想的转矩、转速控制技术。它可以实现感应电机产生转矩的电流分量和产生磁通的电流分量之间的解耦控制,使感应电机获得与它励直流电机一致的瞬态响应特性,实现对负载扰动和参考值变化的快速响应。经过三十年的发展,这项技术已经成熟,在以往只有直流调速系统的高性能调速领域中获得广泛的应用,并逐渐占据主导地位。 然而,矢量控制系统的性能完全依赖于电机参数的准确性。如何获取足够精确的电机参数、如何提高转速控制器的鲁棒性,一直以来都是一个重要的课题。由于智能控制无需对象的精确数学模型,并且可以在处理具有不精确性和不确定性的问题中获得较好的鲁棒性,是一个比较理想的解决方案。本论文将详细介绍一个基于全模糊控制器的感应电机矢量控制系统。这个矢量控制系统一共包含三个模糊控制器。一个模糊控制器用于控制电动机的转速,提高转速控制的鲁棒性。在转子磁场定向同步坐标轴系下,另外两个模糊控制器用于控制电动机的励磁电流分量和转矩电流分量,实现励磁和转矩之间的完全解耦。此外,本文还通过仿真和实验,研究模糊控制器三个量化因子对系统静态性能和动态性能的影响,为模糊控制器参数的整定提供依据。 感应电机参数辨识技术是提高矢量控制系统性能的一个重要基础。本文主要针对Russel J. Kerkman[1]的一种基于频率的感应电机定子瞬态电感和定转子电阻之和的辨识方案,提出了一种新的电流同步方法,降低系统的复杂性。同时,本文还将详细讨论电机电压测量回路低通滤波器相位滞后对定子瞬态电感和定转子电阻之和辨识精度的影响,并对之进行补偿,减小参数辨识的误差。 最后,本文分别对基于全模糊控制器的感应电机矢量控制系统和参数辨识方案进行详细的仿真和实验研究,证明这些方案的可行性。


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