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万方数据
基于DSP的无速度传感器异步电机矢量控制系统
作者:
邱阿瑞, 尹雁, 王光辉, 李永东, Qiu Arui, YIN Yan, Wang Guanghui, Li
作者单位:
刊名:
Yongdong
清华大学 电机工程与应用电子技术系
清华大学学报(自然科学版)
英文刊名:
Tsinghua Science and Technology
年,卷(期):
2001,41(3)
27次
引用次数:
参考文献(6条)
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6.王光辉 转子磁通定向无速度传感器异步电机控制系统[学位论文] 1999
相似文献(10条)
1.学位论文 李军民 基于DTC的无速度传感器交流调速系统的研究 2004
该文综述了交流电机调速的概况,以及变频调速(VVVF)、磁场定向控制(FOC)、直接扭矩控制(DTC)等现代交流电机调速理论,分析了有速度传感器交
流电机调速系统存在的弊端,以及无速度传感器调速系统的优越性,并对无速度传感器交流电机调速技术的现状进行了分析介绍,特别介绍了该技术在矢
量控制系统中的应用.该文重点讨论了DTC方法,提出了一种新的估算定子磁通角(θs)方法.在研究大量文献的基础上提出了一种适用于交流电机DTC控制
系统的转速计算方法,该方法以DTC控制为中心,结合DTC和定子磁场定向和转子磁场定向各自的特点,综合利用各自的有利之处,只需测量定子电流、直流
电压,思路清晰,计算简单.该文对转速计算方法一方面进行了理论分析和论证,另一方面结合DTC控制对该转速计算方法进行了计算机仿真,理论分析和仿
真结果均表明该转速计算方法合理可行.在理论分析和仿真基础上设计了基于PC机和DSP两套实验系统,PC机的实验系统便于调试,DSP的实验系统便于产
品化.通过对一台4千瓦的交流异步电机进行实时控制,取得了预期效果.
2.学位论文 匡晓艳 无速度传感器直接扭矩控制 2002
该文综述了交流电机高速速的概况,以及变频调速(VVVF)、磁场定向控制(FOC)、直接扭矩控制(DTC)等现代交流电机调速理论,分析了有速度传感器
交流电机调速系统存在的弊端,以及无速度传感器调速系统的优越性,并对无速度传感器交流电机调速技术的现状进行了分析介绍,特别介绍了该技术在
矢量控制系统中的应用.该文重点讨论 DTC方法,提出了一种新的估算定子磁通角(θ<,s>)方法.在研究大量文献的基础上提出了一种适用于交流电机
DTC控制系统的转速计算方法,该方法以DTC控制为中心,结合DTC和定子磁场定向和转子磁场定向各自的特点,综合利用各自的有利之处,只需测量定子电
流,避免了对电压积分,思路清晰,计算简单.该文对转速计算方法一方面进行了理论分析和论证明,另一方面结合DTC控制对该转速计算方法进行了计算机
仿真,理论分析和仿真结果均表明该转速计算方法合理可行.在理论分析和仿真基础上设计了一套实验系统,通过对一台5.5千瓦的交流异步电机进行实时
控制,取得的经验数据初步验证了整个系统在硬件组合以及在软件的具体实现上的合理性.
3.期刊论文 李常顺.张遇杰 按转子磁场定向的异步电机无速度传感器矢量控制系统 -包头钢铁学院学报
2004,23(1)
设计了一种新颖的无速度传感器的矢量控制系统.该系统采用转子磁场定向,实现磁链与转矩的解耦控制;利用PI自适应控制的原理,对转子磁链在
q轴的分量采用比例积分自适应控制机制,获取速度信号,实现速度闭环控制.实验结果表明,该方法实用简单且具有比较良好的性能.
4.学位论文 薛必翠 基于DSP的无速度传感器异步电机矢量控制系统 2003
该课题研究基于DSP的无速度传感器异步电机矢量控制系统.首先讨论了交流传动的发展、现状与研究动态及相关技术的发展,指出课题研究的目的
和主要内容.然后依据矢量控制的原理,以电机控制专用的DSP芯片TMS320LF2407为核心,设计了一套基于DSP的无速度传感器异步电机矢量控制系统.根据
异步电机转子磁场定向控制的基本方程式建立了改进电压型转子磁链估算模型,采用PI自适应速度估算法来估算转速,同时采用电压空间矢量法
(SVPWM)实现对异步电机的控制.文中对系统的主电路、智能功率模块IPM、DSP芯片以及电流检测电路都作了详细介绍.给出了系统软件及相应功能的实
现.利用DSP的高速运算能力,实现了交流异步电机的全数字化矢量控制,并给出了一些实验研究结果,实验结果表明该无速度传感器矢量控制系统具有良
好的性能.
5.学位论文 马桂芳 无轴承异步电机无速度传感器技术的研究 2009
无轴承电机作为一种集驱动与自悬浮功能于一体的新型磁悬浮电机,除具有传统磁轴承电机无磨损、无润滑、无粉尘等特点以外,由于悬浮控制绕
组与转矩控制绕组同时叠绕在定子槽内,并以转矩控制绕组的旋转磁场作为产生悬浮力的偏置磁场,因此,在空间利用率、电磁效率等方面均有所提高
。 当无轴承异步电机在高速、超高速运行时,采用普通测速仪器进行转速测量时存在较大的困难,在一定程度上影响了电机的高性能矢量控制。
采用无速度传感器技术替代普通测速仪器成为了电机高速、超高速运行时获得转速信息的一条有效途径。因此,本文的重点将集中在无轴承异步电机的
无速度传感器技术的研究。 论文以无轴承异步电机作为研究对象,建立无轴承异步电机数学模型,研究了基于转子磁场定向的无轴承异步电机系
统,在这个基础上,对高频注入法和模型参考自适应法这两种无速度传感器技术进行了较为系统的研究。同时对两种方法分别作了多种转速下的计算机
仿真,验证了上述两种算法的理论正确性,最后设计了全数字化控制系统,实现了无轴承异步电机实现高速、超高速运行。 本文设计了基于
TMS320F2812 DSP为核心的数字控制系统,为实现无轴承异步电机无速度传感器技术提供了可靠的实验条件。
6.期刊论文 周友.黄立培.陈杰.李永东.ZHOU You.HUANG Lipei.CHEN Jie.LI Yongdong 异步电机转子磁场定向无
速度传感器矢量控制方法 -清华大学学报(自然科学版)1999(3)
为解决低速下无速度传感器矢量控制速度辨识效果差的缺点,基于一种电压直接控制的矢量控制结构,设计了一种无速度传感器的控制方案.该结构
采用转子磁场定向,实现磁链与转矩的解耦控制,利用模型参考自适应方法的原理,对转矩的误差项采用此例积分自适应机制,获取速度信号,实现速度闭
环控制.实验结果表明,该方法实用简单,在低速下可获得良好的性能.
7.学位论文 李永丰 基于MRAS的异步电机无速度传感器矢量控制的研究及实现 2009
矢量控制理论是在坐标变换理论和机电能量转换的基础上发展起来的,它的原理是通过一系列的坐标变换将异步电机的定子电流分解为按转子磁场
定向的两个直流分量励磁电流和转矩电流,实现磁通和转矩的解耦控制,从而达到直流电机的控制效果。转子磁场定向矢量控制使交流调速系统的性能
产生了质的飞跃,无速度传感器矢量控制技术则提高了交流传动系统的可靠性,降低了系统的生产成本。然而,这种系统需解决两个问题:转子磁链的
观测和转速的估计。 本研究在有速度传感器矢量控制系统的基础上,研究了基于MRAS的无速度传感器转子磁场定向矢量控制方案。该方案采用电
压空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制技术和磁场定向控制算法,根据模型参考自适应原理进行速度辨识,使用得到的转速估计值进行矢量控制,通过对
系统的仿真实验结果表明,基于模型参考自适应的矢量控制系统具有良好的静态和动态性能,并验证了SVPWM控制策略相对于电流滞环跟踪控制方法的
优越性。根据仿真模型对系统进行了设计,实验部分采用电机专用控制芯片TMS320F2812为核心,智能功率模块IPM作为功率主回路,利用软件实现磁链
观测和转速估计,以及空间电压矢量脉宽调制算法,并在CCS软件环境下进行了程序的调试,给出了实验研究结果,实验结果证明该系统具有良好的起
动和稳态性能。
8.学位论文 李常顺 异步电机矢量控制的研究 2004
交流电机的矢量控制是90年代出现的高性能交流电机调速.矢量控制是仿照直流电机励磁和转矩分开控制的思想来控制交流电机,因此交流电机矢量
控制系统与直流调速系统性能相近.应用矢量控制的交流电机调速系统能获得比恒压频比调速、转差频率控制、直接转矩控制等调速方式更好的动态性
能.无速度传感器矢量控制和电机参数辨识是矢量控制的两个新的研究方向,该文利用异步电机在三相静止坐标系下的数学模型推导出两相静止坐标系、
两相同步旋转坐标系下的数学模型,根据磁动势守恒和功率守恒的原则,得出各坐标变换公式;通过不同磁场定向方式的比较发现,异步电机按转子磁场定
向时定子电流励磁分量和转矩分量可以比较方便地实现解耦.该文总结了现有的转子磁链观测方式和电机速度估计方式,通过对不同磁链观测方式和不同
电机转速估计方式的仿真及其分析发现,用改进的电压模型观测转子磁链、用PI自适应法估计电机转速时效果比较理想(PI自适应法是模型参考自适应法
的一种变化形式);另外该文根据直流调速系统的思想设计并计算了速度环、转矩环、磁链环等三个PI调节器,计算出转子磁链给定值及弱磁控制加上改
进的电压模型观测转子磁链环节、PI自适应法电机转速估计环节和定子电压、定子电流测量环节形成异步电机无速度传感器矢量控制系统.通过利用
MATLAB对该系统的速度和磁链仿真发现该系统的转速和转子磁链能比较好的跟踪给定值,控制效果比较好.为了更好地实现异步电机的实时性控制,该文
用专门用于电机控制的DSP作为系统的核心控制器件对系统进行控制,并提出了对转子磁场定向影响较大的转子电阻在线估计的新方法(PI自适应法),以
解决电机温升使转子电阻增大以致转子磁场定向不准的问题.
9.学位论文 张腾超 无轴承异步电机基础理论与实验研究 2006
无轴承异步电机具备异步电机和磁轴承的特点,既可产生驱动负载的电磁转矩,又能产生支承转子的径向悬浮力,使转子实现无机械接触旋转。近
几年来,无轴承电机已应用到高速机床电主轴、涡流分子泵、压缩机、人工心脏泵和计算机硬盘驱动等特殊传动领域,给很多难以实现的电气传动提供
了实现途径。 无轴承异步电机是一个强耦合、非线性多变量复杂系统,本文重点开展了无轴承异步电机的基础理论和实验研究,建立了无轴承异
步电机的数学模型,研究了基于磁场定向的无轴承异步电机控制系统,对无轴承异步电机的无速度传感器技术进行了研究,设计了数字控制系统,具体
内容: 首先,介绍了无轴承异步电机径向悬浮力的产生原理,推导了径向悬浮力和电机旋转部分的数学模型,悬浮原理及模型的准确性通过有限
元电磁场分析软件ANSYS得到了验证。针对电机电磁转矩和径向悬浮力之间的耦合特性,分析了无轴承异步电机的转子磁场定向和气隙磁场定向矢量控
制系统,利用 Matlab/Simulink工具箱对两种控制系统进行了仿真,仿真试验表明两个控制系统不仅可以实现转子稳定悬浮,而且基本实现了径向悬浮
力和旋转力矩之间的解耦,并根据仿真结果对两种磁场定向控制进行了比较分析。 其次,提出了一种基于模型参考自适应(MRAS)的无轴承异步电
机转子转速估算方法,并推导了转速估算公式,构成了无速度传感器无轴承异步电机转子磁场定向控制系统。利用Matlab/Simulink建立了仿真模型
,并做了各种转速下的仿真,通过仿真验证了该控制系统具有较好的性能。 最后,基于对转子磁场定向控制策略的分析,应用TMS320LF2407A
DSP构建了数字控制系统的硬件,开发了数字控制系统的软件,给出了各个功能模块的流程图。并以二自由度无轴承异步电机为实验样机,对数字控制
系统进行调试和优化,给出了相关实验结果,并进行了分析,通过实验来验证控制系统和控制方法的正确性。
10.期刊论文 范岩.FAN Yan 无速度传感器转子磁场定向感应电机控制系统研究与开发 -机电工程2005,22(12)
介绍了一种采用磁链和开环速度估算器的转子磁场定向的控制系统,系统设计的的关键问题是磁链的观测和速度的准确估算.按照模型参考自适应系
统构造出参考模型和可调模型来实现了扩展卡尔曼滤波对磁链和电机转速的估算,并成功应用此算法设计了一套DSP实验控制系统,实现了速度自适应识
别.介绍了DSP实验系统的硬件和软件实现方法并对实验结果进行了分析.模型试验应用于1.0 kW的感应电机取得了较好的的控制效果.
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6.许(王争).王辉.谭健.刘敏 基于新型磁链观测模型的矢量控制系统研究[期刊论文]-电气传动 2008(05)
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12.王丹 基于MRAS无速度传感器矢量控制系统的研究[学位论文]硕士 2006
13.彭望成 基于模糊神经网络转速估计的异步电机矢量控制系统[学位论文]硕士 2006
14.王志民 基于MRAS无速度传感器矢量控制系统的研究[学位论文]硕士 2006
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20.梁天 基于DSP的无速度传感器矢量控制系统的转速辨识方法[学位论文]硕士 2005
21.蒋国栋 双馈变速凸极同步发电机及其励磁系统研究[学位论文]硕士 2005
22.周兆勇.李铁才.高桥敏男 基于矢量控制的高性能交流电机速度伺服控制器的FPGA实现[期刊论文]-中国电机工
程学报 2004(05)
23.鞠大亮 电动汽车感应电动机无速度传感器矢量控制系统[学位论文]硕士 2004
24.张凤蕊 无传感器矢量控制系统及其速度估算的研究[学位论文]硕士 2004
25.胡楷 交流驱动系统模型参考自适应控制技术[学位论文]博士 2004
26.钟晖 矢量控制感应电动机转速辨识方法研究[学位论文]硕士 2003
27.雷华 感应电动机的神经网络速度估计方法研究[学位论文]硕士 2003
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