感应电机无速度感器矢量控制系统的研究.pdfVIP

摘 要 高性能的交流调速系统都需要进行速度闭环控制 这就要求用速度传感器来测量 转速 带来的问题是安装困难 成本提高 因此取消速度传感器利用已知信息估算转 速便成为一个研究热点 在过去的 20 多年里国内外许多学者致力于对无速度传感器 控制系统的研究 本文基于感应电机稳态方程构造模型参考自适应观测器来估算转子 速度 从而构成无速度传感器矢量控制系统进行了较为全面 深入的研究 首先对目前用于速度估算的几种方法进行了介绍 分析了各自的优缺点 并阐述 了依赖电机稳态方程进行速度估算须同时对电机参数进行辨识的理论 然后选取模型参考自适应方法对转子速度进行估算 利用电机本身作为参考模 型 电机全阶状态方程作为可调模型 用定子电流作为系统误差输出 采用李雅普诺 夫第二法定理在保证系统稳定的前提下推导出转速估计的自适应律 考虑到该方法依 赖于电机参数 而电机参数在电机运动过程中变化很大 因而给出了对定子电阻变化 的补偿原理和转子电阻的辨识策略 利用 Matlab/Simulink 构造无速度传感器矢量控制系统仿真平台 用模型参考自 适应系统估算的转子速度代入到矢量控制系统速度闭环中来验证速度估算的精确性 和系统的稳定性 并对定子电阻误差补偿进行了仿真 仿真结果表明该方法的可行性 系统在低速下也有较好的转矩转速特性 最后在 DSP 变频调速系统实验平台上实现了对转子速度的估算 给出了试验结 果 证明本文提出的速度估算方法具有一定的实用价值 关键词 无速度传感器 模型参考自适应 转速估算 状态观测器 李雅普诺夫稳定性定理 磁通观测 I Abstract The AC drives with high performance need speed closed loop control and the speed sensor is necessary. However the sensor is hard to fix and the cost of device is increased obviously. Therefore, Speed sensorless induction motor drives have been widely used for past 20 years. Many domestic and overseas researchers apply themselves to research of sensorless induction motor drives. This paper carried out a deep and comprehensive research work on rotor speed estimation for speed sensorless motor drives from the motor equation. Firstly, some popular methods for speed estimation are introduced and their advantages and disadvantages are analyzed separately. The theory that motor parameters must be identified synchronously if speed estimation comes from the motor equation is recommended. Secondly, a method of speed estimation for speed sensorless induction motor drives based on a model reference adaptive system is proposed in the paper. In this scheme, the motor model is considered as a re