無速度傳感器感應(yīng)電機(jī)矢量控制仿真

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1、拖動(dòng)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書題目：無速度傳感器感應(yīng)電機(jī)矢量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課題名稱異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真主要任務(wù)與目標(biāo)矢量變頻器技術(shù)是基于DQ軸理論而產(chǎn)生的，它的基本思路是把電機(jī)的電流分解為D軸電流和Q軸電流，其中D軸電流是勵(lì)磁電流,Q軸電流是力矩電流，這樣就可以把交流電機(jī)的勵(lì)磁電流和力矩電流分開控制，使得交流電機(jī)具有和直流電機(jī)相似的控制特性，是為交流電機(jī)設(shè)計(jì)的一種理想的控制理論,大大提高了交流電機(jī)的控制特性。矢量控制，也稱磁場(chǎng)定向控制。它是七十年代初由西德F.Blasschke等人首先提出，以直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)比較的

2、方法分析闡述了這一原理，由此開創(chuàng)了交流電動(dòng)機(jī)等效直流電動(dòng)機(jī)控制的先河。本課題就是以這類高性能矢量型變頻器為研究對(duì)象。一、該同學(xué)的主要任務(wù)1、查找文獻(xiàn)，掌握異步電動(dòng)機(jī)矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本控制原理。2、設(shè)計(jì)異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)。3、應(yīng)用MATLAB軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行建模。4、對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真試驗(yàn)，分析系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能。二、目標(biāo)1、系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的高性能變頻控制；2、系統(tǒng)具有良好的調(diào)速性能；3、系統(tǒng)具有較好的控制精度；主要內(nèi)容本課題以DSP為控制器，采用轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制方式，設(shè)計(jì)異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)。該同學(xué)的主要承擔(dān)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與MATL

3、AB仿真試驗(yàn)。主要內(nèi)容：1、設(shè)計(jì)系統(tǒng)交直交主電路、驅(qū)動(dòng)電路；2、設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制算法設(shè)計(jì)；3、速度調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)；4、負(fù)載變化等抗干擾性能的仿真試驗(yàn)。??11主要參考資料一、主要參考文獻(xiàn)1、電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)；陳伯時(shí)，機(jī)械工業(yè)出版社；2、電氣傳動(dòng)的脈寬調(diào)制控制技術(shù)，吳守，機(jī)械工業(yè)出版社；3、電力電子技術(shù)，浣喜明，高等教育出版社；4、電動(dòng)機(jī)的DSP控制，王曉明，北京航空航天出版社；計(jì)劃進(jìn)度：序號(hào)內(nèi)容1任務(wù)布置與介紹2系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)3異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)4SVPWM算法設(shè)計(jì)5電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)6速度調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)7磁鏈觀測(cè)器設(shè)計(jì)8仿真調(diào)試與試驗(yàn)9撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告10答

4、辯實(shí)習(xí)地點(diǎn)指導(dǎo)教師簽名年月曰系意見系主任簽名：年月曰學(xué)院蓋章主管院長(zhǎng)簽名：年月曰???111摘要矢量變換控fh'JCTransvectorControl),也稱磁場(chǎng)定向控制。它是由徳國(guó)學(xué)者F.BIaschke等人在1971年提出的一種新的優(yōu)越的感應(yīng)電機(jī)控制方式，是基于dq軸理論而產(chǎn)生的，它的基本思路是把電機(jī)的電流分解為d軸電流和q軸電流，其中d軸電流是勵(lì)磁電流，q軸電流是力矩電流，這樣就可以把交流電機(jī)的勵(lì)磁電流和力矩電流分開控制，使得交流電機(jī)具有和直流電機(jī)相似的控制特性，是為交流電機(jī)設(shè)計(jì)的一種理想的控制理論，大大提高了交流電機(jī)的控制特性。一般將含有矢量變換的交流電動(dòng)機(jī)

5、控制都稱為矢量控制，實(shí)際上只有建立在等效直流電動(dòng)機(jī)模型上并按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)準(zhǔn)確定向的控制，電動(dòng)機(jī)才能獲得最優(yōu)的動(dòng)態(tài)性能。本文介紹了矢量控制系統(tǒng)的原理及模型的建立，搭建了帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)矢量控制無速度傳感器調(diào)速系統(tǒng)的Simulink模型，并用MATLAB最終得到了仿真結(jié)果。關(guān)鍵詞：感應(yīng)電機(jī)；矢量控制；磁鏈觀測(cè)；速度估算目錄摘要iv目錄v1異步電機(jī)及Simulink模型11.1異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路1LL1等效電路中各參數(shù)物理意義11.1.2感應(yīng)電機(jī)功率流程11.2Simulink仿真基礎(chǔ)21.2.1異步電動(dòng)機(jī)Simulink模型21.2.2異步電動(dòng)機(jī)模型參數(shù)設(shè)置3

6、1.3電機(jī)測(cè)試信號(hào)分配器模塊及參數(shù)設(shè)置42矢量控制52.1矢量控制的基本思路52.2矢量坐標(biāo)變換原理72.2.1定子繞組軸系的相變換（A-B-C和。?0坐標(biāo)系間的變換）72.2.2轉(zhuǎn)子繞組軸系的變換（A-B-C和d-q坐標(biāo)系間的變換）83電流正弦PWM技術(shù)84轉(zhuǎn)子磁鏈模型的建立94.1基于電壓電流模型設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器94.2基于轉(zhuǎn)差頻率設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器105轉(zhuǎn)矩計(jì)算模塊116轉(zhuǎn)速推算器的設(shè)計(jì)116.1基于轉(zhuǎn)矩電流誤差推算速度的方法116.2基于模型參考自適應(yīng)方法（MARS）的速度估算126.3基于空間位置角似的速度估算方法137感應(yīng)電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的Simuli

7、nk仿真138結(jié)論18參考文獻(xiàn)19附錄1基于妙0的感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型20附錄2基于dqO的感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型21附錄3基丁dqO的轉(zhuǎn)子磁鏈定向感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型221異步電機(jī)及Simulink模型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是借定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的一種電機(jī)。定、轉(zhuǎn)子間的能量轉(zhuǎn)換依靠旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的電磁感應(yīng)作用，故稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)利用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的原理，當(dāng)定子三相繞組通入三相電流后，在空氣隙中將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，如果在這個(gè)磁場(chǎng)內(nèi)放一個(gè)短路線圈，則會(huì)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生電流，這個(gè)電流和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用就產(chǎn)生了轉(zhuǎn)矩，使線圈動(dòng)起來，跟隨旋