基于参数辨识的磁场定向控制交流调速实验平台研究

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1、硕士学位论文基于参数辨识的磁场定向控制交流调速实验平台研究RESEARCHONFIELDORIENTEDCONTROLACVARIABLEFRENQUENCYSPEEDREGULATIONWITHPARAMETERINDENTIFICATION娜仁图亚哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TM301.2学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文基于参数辨识的磁场定向控制交流调速实验平台研究硕士研究生：娜仁图亚导师：孙铁成教授级高工申请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及

2、自动化学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM301.2U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONFIELDORIENTEDCONTROLACVARIABLEFRENQUENCYSPEEDREGULATIONWITHPARAMETERINDENTIFICATIONCandidate：NarentuyaSupervisor：Prof.SunTiechengAcademicDegree

3、Appliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要电力电子技术的发展为交流调速系统的闭环控制实现提供了保障，矢量控制是目前应用最广泛的控制策略之一

4、，通过坐标变换和磁场定向，使电机的励磁分量和转矩分量解耦，这样就能够独立控制上述两个分量，从而获得类似直流电机优异的调速性能。磁场定向实现的关键是获得转子磁链的信息，目前虽然能够采用间接法实现磁链的观测，但是其精度会随着电机参数变化而失准，解耦关系被破坏，进而导致系统性能下降甚至失调。而随着工况、温度、磁饱和等因素的影响，电机参数会发生不可预知的变化。针对这种情况，本文在传统的矢量控制调速系统中加入了参数辨识功能，主要做了如下几个方面的工作：首先，分析了坐标变换的原理，构建了三相异步电机在不同坐标系下的数学模型，研究

5、了基于转子磁场定向的矢量控制策略，并对系统中涉及的SVPWM调制方法和磁链观测技术做了详细分析。针对电机参数对系统性能的不良影响，提出了在本实验平台磁场定向控制算法上加入电机参数在线辨识方法，研究一种基于模型参考自适应的转子时间常数在线辨识方法，在分析稳定性和自适应率的基础上，构建了具有参数辨识功能的异步电机磁场定向控制模型。设计了电机驱动系统的主电路、保护电路和控制电路等硬件环节。用智能功率模块IPM取代传统的分立元件，简化了电路结构并且提高了系统的可靠性，用PCI总线设计的运动控制电路，实现了PC机与DSP之间的

6、通信，能够有效利用两者的优势，实现开放型实验平台要求。在MATLAB/simulink环境下对具有参数辨识功能的矢量控制系统仿真分析，证明了该系统的可行性。以开放型实验平台为基础，在VisualC++环境下设计了人机交互界面，编写了具有参数辨识功能的磁场定向控制优化算法；实验结果表明，该方法能够防止参数变化对系统产生的影响，具有良好的动静态特性。关键词：交流调速系统；转子磁场定向；运动控制电路；参数辨识；模型参考自适应-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractThedevelopmentofpowerele

7、ctronictechnologyofACspeedregulatingsystemprovidestheguaranteeoftheachievementofclosed-loopcontrol.Vectorcontrolisoneofthemostwidelyusedcontrolstrategy.Throughcoordinatetransformationandmagneticfieldorientation,thefieldcomponentsandthetorqueofthemotordecouples,

8、hencetheabovetwocomponentscanbeindependentlycontrolled,whichhelpstogainexcellentperformanceastheDCmotorspeedcontrol.Thekeytotheimplementationofthefieldorientedcontrolistoobt