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中国矿业大学信息与电气工程学院毕业设计(论文)开题报告设计（论文）名称：异步电机参数辨识及矢量控制毕业设计起止时间：2015年2月23日～2015年6月14日(共16周)学生姓名：朱帅学号：08113790专业：电气工程与自动化教学班级：电气11-9班指导教师：吴轩钦报告日期：2015年3月28日填写要求1、开题报告作为毕业设计（论文）工作领导小组审查学生能否承担该毕业设计（论文）课题、是否按时完成工作进度和能否具有答辩资格的依据材料之一，并接受学校检查。2、本报告应在毕业设计（论文）指导教师指导下，由学生本人独立撰写，并于第九学期前三周内完成。3、学生须在小组内进行报告，并进行讨论。4、本报告内容必须按统一设计的电子文档标准格式打印，经指导教师签署意见及系部审查后生效。5、学生查阅资料的参考文献应不少于8篇（不包括词典、手册）。6、有关年月日等日期的填写，应按照国标GB/T7408-94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定，一律用阿拉伯数字书写（如“2012年3月26日”或“2012-3-26”）。1、本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势：一、研究意义：矢量控制与直接转矩控制出现为交流调速控制系统带来了突破性的进展,打破了高性能调速系统采用直流电机,不变速拖动系统则采用交流电动机这一分工格局。而交流电机相比直流电机结构简单、造价低、安全可靠、适用性好等特点,使得许多过去在工艺上需调速的使用直流拖动的生产机械纷纷采用交流拖动,以便提高生产效益。以磁链定向的矢量控制作策略为一种高性能控制策略,是目前应用的最为广泛且最为成熟的控制技术,它通过对一系列矢量如电压、电流、磁链等进行坐标旋转变换,从而实现对三相异步电动机励磁电流和电枢电流解稱控制和重构,使得交流调速系统获得媲美于直流调速传动系统性能指标。这类调速系统获得优异的性能指标关键是要对磁场进行正确的定位,但系统在运行会受到一些不可控、不确定因素的影响,如环境温度、频率不同引起的肌肤效应从而导致电机阻值发生变化,由于励磁饱和程度的不同使得电感参数变化等等,上述变化使得磁场定向不准确,导致磁链幅值与相位信号失真,从而是磁链闭环系统的性能降低,最终降低交流调速系统性能指标。因此获取准确的电机参数对于按磁场定向的异步电动机矢量控制调速系统是很有必要的。直接转矩控制系统作为另一种高动态性能交流调速系统,对转矩和磁链控制采用砰砰式控制器,控制定子磁链而不是转子磁链,避开了转子参数变化对系统的影响,但是定子电阻也同样受电机温度变化等因数影响,而且在调速较低时,磁链模型会从电压模型变为电流模型,转子参数问题不可避免出现。再者电机若使用年限时间较长将会导致电机产生老化而使得电机物理参数变化,或者检修过后也会使得参数变化,使用时如果不考虑这些电机参数变化,那么电机参数变化太大会直接影响电机运行,从而使得交流调速系统控制成本提升。通过上述所知,电机参数对于电机控制系统正常运行起着重要作用。如何精确的获得电机参数以便用于电机控制调速,使其具有良好的动态特性,就需要对电机进行参数辨识。二、国内外研究现状、水平和发展趋势：异步电机参数检测最传统的方法莫过于转子空载堵转实验了，通过空载实验可确定互感参数，通过堵转实验可获得定转子总电阻和总漏感，基于一定假设条件可求出电动机的各参数值。但这样获取电机参数是粗略的，因为空载实验中忽略了转子回路，堵转实验中忽略了励磁回路，同时堵转实验时转差率远大于实际情况，会引起转子严重的集肤效应，这些都让由此获得的电机参数准确性大打折扣。更何况受现场条件的约束，往往不便于进行这类耗时费力的实验。我们所期望的情形是在电动机运行之前，变频器执行一套自动程序，检测出电机实际参数，并将电动机的参数设置好，称为“参数自整定”，即通常意义上所说的离线电机参数辨识。异步电机参数辨识技术一般可以分为三大类：一是频域辨识，根据系统的频率特性来获取电动机参数，频域辨识在计算方法上较为成熟，稳定性好，且具有一定的滤波功能，但它对输入信号的要求严格，并且是建立在线性系统稳态分析基础之上，不能反映动态过程中的非线性，目前国内外频域辨识研究趋于减少；二是时域辨识，目前电机参数辨识的典型方法大都属于此类，如递推最小二乘法（RLS）、扩展卡尔曼滤波法（EKF）、模型参考自适应法（MRAS）等等；三是人工智能方法，如神经网络辨识、遗传算法等。2、本课题的研究内容及方案：一、研究内容：1.学习MATLAB/Simulink以及simpowerblokset的相关知识；2.掌握异步电机特性及其矢量矢量控制方式，并完成MATLAB仿真；3.掌握异步电机参数辨识原理，实现定、转子参数辨识；二、设计方案：1、通过查阅相关技术文献,阐述了异步电机矢量控制以及参数辨识研究的意义,然后介绍了相关技术发展情况与发展的趋势。2、主要是对异步电机数学模型进行降阶简化处理的推导进而引导出对异步电机矢量控制系统,阐述了其的工作机理及其实现方法,其中概述了矢量坐标变换的准则和坐标系统分类,对矢量控制方程进行了推导。3、通过结合传统电机参数测定方法对异步电机参数离线辨识做了研究,在异步电机基于静止状态下进行参数辨识,包括定子电阻离线辨识、转子电阻与电抗离线辨识,励磁电抗离线辨识三个部分,并通过仿真对电机参数进行了离线辨识实验。4、主要是对异步电机参数转子电阻进行在线辨识的研究,而后通过对该算法进行仿真实验,从而验证了该算法的准确性。3、毕业设计（论文）工作计划及进度安排：1）寒假期间，查阅相关文献，从中国知网上查阅一些异步电机参数辨识及矢量控制的相关研究成果，并选择一篇英文文献进行翻译。2）开学后，借阅电机有关的资料进行学习，了解异步电机参数辨识的基本方法，以及几种矢量控制的基本方案。从中选择一种进行深度学习。3）熟悉MATLAB的一些使用方法，具体的一些仿真步骤参数的设定，对软件的仿真具体在学习一下。4）3月中旬，学习了一段时间后开始逐渐的自己来推导公式，开始试着来一步一步的对异步电机参数辨识方法和矢量控制方案来进行设计。5）4月初开始进行仿真的实验过程，进行调试，对自己设计的一些错误的地方进行更改。6）4月下旬开始写论文，论文的章节包括摘要、前沿、概述，矢量控制方案的设计，异步电机参数的离线辨识，在线辨识，仿真过程、总结分析。7）5月中期交论文初稿，审查，修改，定稿。8）6月初准备答辩。4、指导教师审查意见（对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计结果的预测）：指导教师（签名）：年月日5、系部审查意见：系部负责人（签名）：年月日