| 研究生论文 基于自抗扰控制器的异步电机控制系统研究，共85页，42924字 目 录 第一章绪论…………………………………………………………… 1 1.1交流变频调速的战略意义…………………………………… 1 1.2交流变频调速的发展和现状…………………………………… 1 1.2.1新型电力电子器件………………………………………… 2 1.2.2 PWM控制技术……………………………………………… 2 1.2.3数字控制系统……………………………………………… 2 1.2.4计算机仿真技术…………………………………………… 3 1.2.5无速度传感器技术………………………………………… 3 1.3 交流变频调速控制策略………………………………………… 4 1.3.1恒压频比控制…………………………………………… 4 1.3.2滑差频率控制……………………………………………… 4 1.3.3矢量控制…………………………………………………… 4 1.3.4直接转矩控制……………………………………………… 5 1.3.5非线性控制………………………………………………… 5 1.4异步电机矢量控制系统的高性能控制方法………………… 6 1.4.1控制方法总体研究………………………………………… 6 1.4.2本文拟采用的控制方法…………………………………… 7 1.5本文研究的主要内容…………………………………………… 8 第二章 异步电机变频调速系统理论…………………………………10 2.1矢量控制的基本原理……………………………………………10 2.1.1矢量坐标变换坐标系………………………………………10 2.1.2坐标变换关系………………………………………………12 2.2异步电动机的数学模型…………………………………………12 2.2.1异步电动机在A-B-C静止坐标系下的数学模型…………12 2.2.2异步电动机在α-β静止坐标系下的数学模型 …………14 2.2.3异步电动机在d-q旋转坐标系下的数学模型……………15 2.3基于转子磁场定向的异步电机矢量控制系统…………………17 2.4空间电压脉宽调制（SVPWM）技术的基本原理…………………20 2.4.1基本电压控制矢量…………………………………………21 2.4.2磁链轨迹的控制……………………………………………22 2.4.3 T0和T7计算…………………………………………………22 2.4.4扇区号的确定………………………………………………22 2.5无速度传感器矢量控制…………………………………………23 2.5.1无速度传感技术的发展现状………………………………23 2.5.2无速度传感技术中需解决的问题…………………………24 2.6本章小节…………………………………………………………24 第三章自抗扰控制基本原理及控制器设计…………………………26 3.1引言………………………………………………………………26 3.2自抗扰控制器的发展……………………………………………26 3.2.1传统的PID控制及优缺点…………………………………26 3.2.2自抗扰控制器的发展历程…………………………………27 3.3自抗扰控制器的数学模型………………………………………28 3.3.1跟踪微分器…………………………………………………29 3.3.2扩张状态观测器……………………………………………31 3.3.3非线性状态误差反馈控制律………………………………32 3.4自抗扰控制器的设计……………………………………………33 3.4.1转速环控制器………………………………………………33 3.4.2电流环控制器………………………………………………34 3.4.3磁链环控制器………………………………………………35 3.5自抗扰控制器的参数调整………………………………………36 3.6本章小结…………………………………………………………37 第四章基于自抗扰控制器的异步电机无速度传感器矢量控制系统………………………………………………………………… 4.1引言………………………………………………………………38 4.2基于ESO的磁链观测……………………………………………39 4.3基于ESO磁链观测的转速辩识…………………………………41 4.4基于自抗扰控制器的异步电机无速度传感器矢量控制系统…42 4.5仿真及分析………………………………………………………43 4.5.1空载启动实验………………………………………………44 4.5.2负载实验……………………………………………………46 4.5.3转子电阻摄动实验…………………………………………50 4.5.4 ADRC与PID对比实验…………………………………… 51 4.6本章小结…………………………………………………………52 第五章异步电机自抗扰矢量控制调速系统的硬件设计……………53 5.1引言………………………………………………………………53 5.2系统硬件设计的基本构成………………………………………53 5.3主电路……………………………………………………………53 5.3.1开关电源……………………………………………………54 5.3.2整流电路……………………………………………………55 5.3.3逆变电路……………………………………………………55 5.3.4电机…………………………………………………………56 5.4控制电路…………………………………………………………56 5.4.1数字信号处理器的结构、功能及最小系统………………56 5.4.2数字信号处理器的外围电路………………………………59 5.5本章小结…………………………………………………………63 第六章异步电机自抗扰矢量控制调速系统的软件设计及仿真……65 6.1引言………………………………………………………………65 6.2软件设计的总体框架……………………………………………65 6.2.1主程序………………………………………………………66 6.2.2中断处理子程序……………………………………………67 6.2.3功能模块子程序……………………………………………69 6.3软件调试过程中的问题及其优化………………………………70 6.3.1死区和管压降补偿…………………………………………70 6.3.2 DSP定点运算的数值标幺化与数据定标…………………71 6.3.3改善调速系统低速性能的方法……………………………72 6.4系统仿真实验……………………………………………………75 6.4.1空载实验结果………………………………………………75 6.4.2负载启动实验结果…………………………………………76 6.4.3负载突变实验结果…………………………………………76 6.4.4速度突变实验结果……………………………………… 77 6.4.5转子电阻突变实验结果……………………………………78 6.5本章小结…………………………………………………………79 结束语 …………………………………………………………………80 参考文献………………………………………………………………81 |
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