三相异步电机矢量控制参数辨识技术研究毕业设计开题报告

毕 业 设 计（论 文） 开 题 报 告课题名称三相异步电机矢量控制参数辨识技术研究系 部电气与信息工程学院专 业自动化（电动车辆工程）班 级学 号姓 名指导教师2017年 3 月 10 日目录开 题 报 告1一、课题来源2二、国内外现状2三、综合分析3四、方案论证3五、工作步骤4六、参考文献4一、课题来源 现代电力电子技术的迅猛发展，新型电力电子器件不断出现，为交流传动提供了技术保证；电机控制理论的逐步完善大大提高了交流传动系统性能；现代计算机控制技术的进步也为电机控制提供了强有力的控制手段。 随着交流电机及其技术品质的不断完善和提升，三相异步电机的应用也越来越多。在交流电机的控制上，多数采用矢量控制方式和直接转矩控制方式，由于这两种控制方式具有良好的静、动态特性，因此得以广泛的应用，但是在使用它们时必须有准确的电机参数作为先决条件，所以说电机参数的辨识与矢量控制技术是分不开的。在矢量控制方法中，参数的准确与否直接影响电机运行特性的优劣，因此，如何准确地获得这些电机参数是矢量控制系统需要解决的首要问题。二、国内外现状 随着现代电机技术、现代电力电子技术、微电子技术控制技术及计算机技术等支撑技术的快速发展，交流电机控制技术得到了飞速的发展，各种通用的、高性能的交流传动系统相继出现。电动机是生产、生活中的重要动力设备，广泛应用于机械、交通以及农业等行业，按期工作原理分为直流电机和交流电机。较直流电机，交流电机有结构简单，制造方便，价格低廉，转动惯量小，维护方便，容量、电压、电流和转速上限高等优点。 近年来，电动车辆产业蓬勃发展，使用电动机作为动力源的车辆广泛应用在货物搬运，公共交通，旅游观光等场合。异步电机是中大功率电动车辆的主流驱动器。矢量控制具有优良的动态性能，但其需要获得电机的准确参数。此次毕业设计主要是在电动车辆用异步电机矢量控制器的设计过程中，结合车辆中电机驱动的特点和要求，对异步电机参数的离线辨识和在线辨识技术进行了深入研究。三、综合分析 目前 矢量控制方法是交流调速领域较为成熟的控制方法，它基于转子磁场定向通过旋转坐标系变换，实现定子电流的解耦。矢量控制建立在转子磁链准确观测基础上控制系统性能受电机参数变化影响较大，异步电机受工况影响，电机参数会发生变化，特别是转子电阻和电感随温度变化，导致转子磁链观测存在误差，影响定子电流完全解耦，从而降低矢量控制系统性能。 为了抑制电机参数变化对矢量控制系统性能的不良影响，采用模型参考自适应法在线辨识异步电机转子时间常数。推导出基于转子磁链模型的转子时间常数辨识算法，但其辨识精度受定子电阻变化影响较大。因此采用基于无功功率模型的转子时间常数辨识算法，消除定子电阻变化对辨识算法的影响，并应用模糊控制技术改进自适应律，提高辨识算法的收敛速度，得到基于模型参考模糊自适应的转子时间常数辨识方法。将这种参数辨识方法应用于异步电机矢量控制系统，并利用MATLAB/Simulink软件进行仿真实验，得到仿真结果表明参数辨识算法具有良好的准确性和理想的收敛速度，可以明显改变异步电机矢量控制系统性能四、方案论证 由于高性能的矢量控制依赖于磁链信号的准确度，所以要对常用的磁链观测方法的性能和对参数偏差的敏感性进行分析和比较，根据控制器对调速范围和低速性能的高要求，选择全阶观测器方法进行磁链观测。 为使控制器能够自动获取矢量控制所需要的电机参数的初始值，针对控制器通过三相逆变电路驱动电机，检测相电流的硬件结构，提出一套完整的异步电机参数离线辨识方案，对电机不可转动的情况也给出相应的辨识方法。使控制器在短时间内按一定步骤实现对转子、定子电阻、漏感、定子瞬态电感、定子电感和互感的测量，实现电机参数自测定。 考虑到转子和定子电阻随工况变化幅度大且对矢量控制影响显著，需要对其进行在线辨识。此次技术研究给出一种基于全阶状态观测器的模型参考自适应方法，同时对转子和定子电阻进行在线跟踪辨识。使用MATLAB/Simulink对方法进行了仿真，结果表明参数和磁链观测值可以快速收敛到真实值，证明方法的可行性。五、工作步骤2017-02-25至2017-03-05：明确课题研究方向，收集异步电机矢量控制系统相关资料。2017-03-06至2017-03-13：确定方案，撰写开题报告。2017-03-14至2017-03-31：根据收集资料，完成异步电机矢量控制器模型总体设计。2017-04-01至2017-04-15：建立异步电机矢量控制系统模型。2017-04-16至2017-04-30：参数计算以及及模型仿真分析。2017-05-01至2017-05-15：在线参数辨识与矢量控制系统同步调试与分析。2017-05-16至2017-05-31：给出波形和测试数据并进行分析。2017-06-01至2017-06-10：完成论文。六、参考文献1陈伯时等.电机运动与控制系统M.北京：清华大学出版社,2006.(03).2陈伯时等.运动控制系统M.北京：机械工业出版社,2003(07).3李建军,盛洁波,王翠,桂卫华.异步电机定转子参数的辨识方法研究J.电工技术学报.2006(01).4洪乃刚,编著.电力电子、电机控制系统的建模与仿真M.机械工业出版社,2010.5张艳存.异步电机矢量控制系统的参数辨识研究D.中南大学,2008.6任三民.带时间转子常数在线辨识的矢量控制系统的研究D.湖南大学,2008.7薛定