基于MARS的高速异步电机无速度传感器矢量控制系统的研究

【摘要】：高速电机在机械工业、国防工业等各个方面都获得了广泛的应用。在高速电机应用中,异步电机由于成本低、结构简单和控制技术成熟,是高速电机的主选类型。目前,高速电机的设计还没有成熟,许多设计和工艺问题还没有获得圆满解决,在世界范围内各工业先进国家都在进行相关课题的研究。 本文结合实际研究课题“内圆磨床高速主轴电机计算机控制系统的设计”而展开,对当前国防工业和精密仪表制造工业急需的高速主轴电机的设计和控制两方面的相关问题进行了初步的探讨。 在设计方面,分析了额定数据和磁路计算、临界转速的计算、结构考虑、噪音问题、冷却问题在内的诸多关键问题,提出了相应的解决方法,为高速主轴电机设计与开发提供了参考。 在控制方面,研究了基于模型参考自适应无速度传感器矢量控制系统。转子磁场定向控制使交流系统的性能产生了质的飞跃,异步电机无速度传感器矢量控制更是增加了系统的简易性和鲁棒性,这种系统需解决两个问题:转速的估计和转子磁链的观测。在前人研究的基础上,本文应用基于超稳定性理论的模型参考自适应系统,对无速度传感器矢量控制系统的转速估计和转子磁链观测进行探讨,考虑电机定转子参数的时变性,对电机的一些定转子参数进行实时辨识,以保持系统的动态性能。对系统的仿真实验表明,基于模型参考自适应系统的矢量控制系统具有较好的静态和动态性能。