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武汉理工大学硕士学位论文电动汽车异步电机变频调速的矢量控制算法研究姓名：卢平申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：刘佐民20040201电动汽车异步电机变频调速的矢量控制算法研究作者：卢平学位授予单位：武汉理工大学相似文献(10条)1.学位论文朱良焱异步电机矢量控制变频调速系统的研究与设计2009本文以异步电机矢量控制变频调速系统为研究对象，对其中若干项关键技术进行了研究与分析，主要工作为：1．分析了转子磁链观测在矢量控制中的重要性，以及转子磁链观测方法。对电压型转子磁链观测器中的纯积分器引起的问题进行了分析与仿真，重点研究了采用低通滤波器替代纯积分器，并从输出引反馈补偿的解决方案。在此基础上提出了一种改进方法，使观测算法适用于磁链变化场合。2．归纳了异步电机变频调速系统中的常用脉宽调制技术，对电压空间矢量脉宽调制SVPWM进行重点研究。SVPWM在矢量控制中的算法实现分为三个步骤：扇区定位、基本电压矢量作用时间计算和各相PWM比较阈值计算，对算法进行了详细的理论推导。提出直流母线电压波动对矢量控制中SVPWM的影响，并进行了仿真分析。3．对矢量控制变频调速系统中采用有名值运算与标幺值运算进行了对比分析。详细研究了异步电动机数学模型的标幺化方法、基本物理量及其基值的选取以及异步电机在MT坐标系中的标幺化模型，奠定了标幺化矢量控制基础。并对坐标变换中的标幺化问题进行了深入分析。4．在标幺化矢量控制中，电压电流采集信号的标幺化处理是首要环节，研究了采集信号标幺化处理的硬件和软件设计方法。5．对异步电机矢量控制变频调速系统进行软、硬件设计，在实验设备上验证了基于异步电机标幺化数学模型的矢量控制算法。并提出一种便于记录被观测物理量变化曲线的方法，使系统特性的研究与分析工作更加简单直观。2.期刊论文阚先宏.张文祥.KANXian-hong.ZHANGWen-xiang磁通检测式异步电机矢量控制计算机仿真研究-计算机仿真2006,23(1)该文从同步速M-T坐标系下异步电机方程和异步电机矢量控制的基本原理出发,详细分析转子参数(电感和电阻)对磁通检测式矢量控制性能的影响.考虑到实际实验系统中电机转子参数会随着电机的运行状态而改变,而MATLAB仿真软件电力系统工具箱中的异步电机模型在运行中不能实时改变自身的参数,运用MATLAB中的S函数自行编写能够模拟转子参数实时变化的电机模型.在此基础上建立整个异步电机矢量控制仿真系统,首次分别对忽略转子参数变化和考虑转子参数时变这两种情况下的系统进行仿真和分析.仿真结果表明实际中由于集肤效应产生的转子参数变化使异步电机矢量控制的动态性能变差.3.学位论文张伯泽基于三电平逆变器的异步电机矢量控制研究2006异步电机结构简单、坚固耐用、运行可靠、成本低、环境适应性强，容易向高压高速和大容量方向发展，获得了广泛应用，矢量控制为其理想的调速方法；三电平逆变器输出端谐波少，有利于实现输出电压的正弦化，且单个开关管承受的最大电压小，适合向高压大容量方向发展。对基于三电平逆变器的异步电机调速系统开展矢量控制研究，是一件有意义的工作。本文首先介绍了异步电机的数学模型，在此基础上将异步电机的数学模型与直流电机的数学模型进行了比较；然后介绍了矢量控制的基本原理，采用了一种改进的转子磁链电流型观测模型；对三电平逆变器的电路拓扑、工作原理、中点电位不平衡的机理及控制方法进行了介绍，详细分析了空间矢量脉宽调制策略。本文对异步电机的矢量控制与三电平逆变器之间的接口进行了详细的研究，包括：参考电压矢量的形成、所落扇区与具体小三角形区域的判断、送入逆变器之后的工作机理。在参考电压矢量的合成时，选择只包含P、O状态的空间电压矢量作为起始矢量，解决了扇区切换时的矢量突变问题。本文充分利用MATLAB/SIMULINK的强大功能，建立基于三电平逆变器的异步电机矢量控制系统模型，结构清晰，易于理解。仿真结果表明：逆变器输出电压波形正确，转子磁链平稳，电机动态、稳态性能良好，调速性能优越。最后，本文对系统的硬件和软件进行了设计,并对软件进行了初步的调试。4.期刊论文徐中领.XUZhong-ling一种异步电机无速度传感器矢量控制转速辨识方法-电气开关2007,45(1)提出了一种交流异步电机无速度传感器矢量控制的转速辨识方法,转速估算和磁链观测基于异步电机按转子磁场定向的动态数学模型.以MATLAB/SIMULINK内含的电气系统模块为基础,建立异步电机无速度传感器矢量控制的仿真模型.最后给出了系统仿真结果,通过仿真实验波形说明了所建模型的正确性,控制系统具有满意的辨识精度、优良的动静态性能和较高的控制效果.5.期刊论文张伯泽.何礼高.陈鑫兵.ZHANGBo-ze.HELi-gao.CHENXin-bing基于三电平逆变器的异步电机矢量控制研究-电气传动自动化2006,28(6)矢量控制使异步电机转子磁链与转矩解耦,可实现对转速、转矩和位置的精确控制,使异步电机具有与直流电机一样的控制特性.三电平逆变器比传统的两电平逆变器有更多的开关状态,有利于输出电压正弦化和向高压大容量发展.研究了基于三电平逆变器的异步电机矢量控制,在参考电压矢量的合成时,选择只包含PO状态的矢量作为起始矢量,既保持了中点电位的平衡,又消除了扇区切换时矢量突变问题.仿真结果表明电机动态、稳态性能优越.6.学位论文安芳基于级联逆变器的异步电机矢量控制变频调速系统2008多电平逆变器是近年来电力电子领域中高压大功率应用场合研究的一个热点，这种变换器用容量小的器件输出高容量、高质量的电能。级联型逆变器作为最早出现的多电平逆变器在大中功率场合得到广泛的应用，在总结和比较了级联型逆变器的特点、结构、调制和控制手段的基础上介绍了一种新的调制算法一脉冲阶梯调制(PSM)。该技术将脉宽调制与阶梯调制相结合，是高电压、大功率电源系统中的一种重要的调制技术。异步电机容易向高压高速和大容量方向发展，获得了广泛应用，矢量控制为其理想的调速方法。在分析异步电机的数学模型的基础上介绍了矢量控制异步电机的基本原理，采用转子磁链电流型观测模型、转速和转矩闭环控制；级联逆变器有利于实现输出电压的正弦化，适合向高压大容量方向发展。对基于级联逆变器的异步电机调速系统开展矢量控制研究，是一件有意义的工作。本文充分利用MATLAB/SIMULINK的强大功能，建立基于级联逆变器的异步电机矢量控制系统模型，结构清晰，易于理解。仿真结果表明：逆变器输出电压波形正确，转子磁链平稳，电机动态、稳态性能良好，调速性能优越。7.期刊论文林立.黄声华基于矢量控制的高性能异步电机速度控制器的设计-电子技术应用2006,32(2)由于异步电机的矢量控制算法比较复杂,要达到高性能的目的,必须利用双DSP,使其系统的整体性价比下降.为解决这一问题,本文利用现场可编程门阵列(FPGA),设计一种智能控制器来完成一系列复杂控制算法,实现了异步电机矢量控制速度控制器的专用集成电路.该电路对研制具有自主知识产权的矢量控制异步电机变频调速专用芯片有着十分重要的意义.8.学位论文杨承光异步电机无速度传感器矢量控制的研究2008异步电机的数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，对其最有效的控制首推70年代提出的矢量控制技术。矢量控制技术的提出，使交流传动系统的动态特性得到了显著的改善，是交流传动控制理论上的一个质的飞跃。而在现代交流传动系统中，为了达到高精度转速闭环控制，一般用安装在电机轴上的传感器如光电编码器等来测量转子速度。然而，编码器的安装会给系统带来一系列问题：系统成本大大增加；破坏了异步电机简单坚固的特点；增加了系统转动惯量等。由于速度传感器的安装存在以上缺点，并且有的场合根本无法安装转速传感器，而无速度传感器矢量控制仅需要测量电机的端部电压和电流，用这两个量推测出转子速度和转子磁链，来实现感应电机的矢量控制，消除了因传感器而带来的成本和可靠性问题，已成为交流传动技术的一个发展方向和研究热点。人工神经网络是由人工神经元互连组成的网络，它具有自学习、自适应、信息的并行处理能力等特性，已广泛用于自动控制的各个领域，如模式识别、信号处理等，从已经取得的研究成果来看，人工神经网络的发展具有强大的生命力。但目前还存在一些问题，如智能水平不高，网络分析与综合的一些理论性问题(如稳定性、收敛性的分析)还未得到很好的解决等。但随着人们对大脑信息处理机理认识的深化，以及网络智能水平的提高，人工神经网络必将在更多的领域发挥作用。本文将首先设计带速度传感器的异步电机矢量控制模型，并对其进行仿真研究。之后在比较多种速度估计方案的基础上，提出采用神经网络来估计转子转速，实现无速度传感器矢量控制。用BP网络和RBF网络分别对仿真数据采样建模，对比分析，证明所提方案的可行性。最后探讨了在现有条件下，神经网络硬件实现的必然性与可行性，并尝试设计了硬件实现原理框图。9.期刊论文冯硕.郭素娜.薛倩毓.胡应占.FENGShuo.GUOSuna.XUQian-yu.HUYing-zhan基于DSP的异步电机矢量控制系统研究-电气开关2009,47(6)为提高异步电机控制性能,根据异步电机矢量控制原理,采用空间矢量脉宽调制技术,按照异步电机的定子产生跟踪圆形旋转磁场的方式控制逆变器开关动作,供给电机理想的正弦波电流,提高异步电机的稳、动态性能.结合电机控制专用高速数宇信号处理器TMS320LF2407A运算速度快、精度高、可以实时完成SVPWM控制算法的特点,建立了异步电机转子磁场定向下的矢量控制系统.实验结果表示,系统方案切实可行,工作性能良好.10.学位论文苏位峰异步电机自抗扰矢量控制调速系统2004实现异步电机的高性能控制，是现代工业的迫切要求。论文以高性能异步电机调速系统为研究对象，针对其模型非线性和不确定性问题，在转子磁链观测、闭环控制器设计以及转速和转子电阻辨识等方面，进行了深入的理论分析、计算机仿真和样机实验研究。论文提出了一种异步电机自抗扰矢量控制系统，实现了高性能鲁棒控制。控制系统主要包括转子磁链观测和闭环控制器设计两部分。转子磁链观测是矢量控制的关键。为抑制测量噪声等外部干扰对磁链观测的影响，论文提出了一种基于简化Kalman滤波的转子磁链观测器。采用子观测器的组合结构，简化了Kalman滤波算法。为了消除转子电阻摄动对磁链观测的影响，论文提出了一种基于模型补偿扩张状态观测器(ESO)的转子磁链观测器。将转子电阻摄动视为系统的模型扰动，采用ESO加以观测和补偿。模型补偿ESO算法，将原有的ESO磁链开环估计改造为闭环观测，除了不受转子电阻变化影响外，还避免了纯积分的影响，大大提高了观测器的观测精度。转速环和电流环控制器直接影响矢量控制系统的动态性能。论文应用自抗扰控制(ADRC)理论，处理转速与电流方程中的未知外扰和模型耦合项，并设计了相应的控制器。为提高ADRC性能，提出了ESO的设计原则，据此可以提高ESO的收敛速度和观测精度。论文提出了一阶ADRC的优化结构以及相应的参数选取规律。采用线性模型替代典型ADRC中的部分非线性环节，在保持控制性能的前提下，简化了模型结构，降低了计算量，大大提高了ADRC的实用性。论文提出了基于ESO的转速辨识算法，实现了无速度传感器矢量控制。利用自抗扰控制系统的已有结构，从ESO的未知模型观测结果中提取转速信息。进一步地，提出了三角波激励法，在转子磁链参考值上注入三角波，实现了转子电阻的快速光滑辨识，提高了转速辨识精度。研制了异步电机自抗扰矢量控制调速系统样机，通过仿真和物理实验，验证了本文提出的控制方法的正确性和有效性。引证文献(1条)1.赵秀春电动汽车驱动系统自适应控制方法研究[学位论文]硕士2006本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：14c1a7ff-f689-44ba-9d68-9de000a2d606下载时间：2010年8月28日