【摘要】：由于感應(yīng)電機(jī)速度、轉(zhuǎn)矩響應(yīng)的快速性和本身結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì),高性能的感應(yīng)電機(jī)矢量控制已在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。在矢量控制系統(tǒng)中,磁鏈和轉(zhuǎn)速是實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)變換和閉環(huán)控制的必須信號(hào)。但因?yàn)樗俣葌鞲衅鞯难b配、信號(hào)傳送、環(huán)境條件限制等問題影響控制系統(tǒng)性能,而磁鏈在實(shí)際應(yīng)用中很難用傳感器檢測到。因此使用無速度傳感器技術(shù)在電機(jī)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛。利用滑模觀測器的轉(zhuǎn)速估計(jì)策略能增強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)參數(shù)擾動(dòng)和外部不利因素的抗干擾能力,因此得到了廣泛的應(yīng)用。分?jǐn)?shù)階微積分與滑�？刂葡嘟Y(jié)合時(shí),具有更大的調(diào)節(jié)自由度,可以有效地抑制傳統(tǒng)滑模觀測器中存在的抖振問題,實(shí)時(shí)性更好,響應(yīng)速度快,能夠進(jìn)一步提高系統(tǒng)的控制性能。本文的主要內(nèi)容是基于分?jǐn)?shù)階滑模轉(zhuǎn)速估計(jì)的感應(yīng)電機(jī)控制研究,結(jié)合滑�？刂评碚摵头�?jǐn)?shù)階微積分理論的優(yōu)點(diǎn),采用感應(yīng)電機(jī)的定子電壓、電流作為輸入,設(shè)計(jì)出基于定子電流觀測誤差的滑模面和分?jǐn)?shù)階滑模控制率的分?jǐn)?shù)階滑模觀測器,對(duì)感應(yīng)電機(jī)磁鏈和轉(zhuǎn)速進(jìn)行高精度估計(jì),并將其用于感應(yīng)電機(jī)矢量控制系統(tǒng)中,以提高矢量控制系統(tǒng)的控制性能。最后分析電機(jī)參數(shù)變化對(duì)控制系統(tǒng)的影響,并利用基于分?jǐn)?shù)階滑模觀測器的參數(shù)辨識(shí)方法對(duì)感應(yīng)電機(jī)的定子電阻和轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)進(jìn)行了辨識(shí)。根據(jù)所設(shè)計(jì)的感應(yīng)電機(jī)分?jǐn)?shù)階滑模觀測器,分別搭建了感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速估計(jì)模型、矢量控制系統(tǒng)模型以及定子電阻和轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)辨識(shí)模型,在Matlab/Simulink仿真平臺(tái)上進(jìn)行了正確性和有效性驗(yàn)證,并將仿真結(jié)果進(jìn)行比較分析。仿真結(jié)果表明,相較于普通整數(shù)階滑模觀測器,分?jǐn)?shù)階滑模觀測器對(duì)轉(zhuǎn)速和磁鏈的辨識(shí)精度高、跟隨性能好,有效地減小了抖振,改善了控制系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。并通過對(duì)定子電阻和轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)的辨識(shí)提高了系統(tǒng)對(duì)參數(shù)變化的魯棒性。
[Abstract]:The high performance vector control of induction motor has been widely used in the field of industrial control because of the speed of induction motor, the speed of torque response and the advantages of its own structure. In vector control system, flux and speed are the necessary signals to realize coordinate transformation and closed-loop control. However, the performance of the control system is affected by the assembly of speed sensors, signal transmission and environmental constraints, and the flux linkage is difficult to detect in practical applications. Therefore, speed sensorless technology has been widely used in motor control field. The speed estimation strategy of the sliding mode observer can enhance the anti-interference ability of the system to the parameter disturbance and the external adverse factors, so it has been widely used. With the combination of fractional calculus and sliding mode control, it has more adjustable degrees of freedom, which can effectively suppress the buffeting problem existing in the traditional sliding mode observer, and can improve the control performance of the system with better real-time performance and faster response speed. The main content of this paper is the research of induction motor control based on fractional sliding mode speed estimation. Combined with the advantages of sliding mode control theory and fractional calculus theory, the stator voltage and current of induction motor are used as input. A fractional sliding mode observer based on stator current observation error and fractional sliding mode control rate is designed. The flux and speed of induction motor are estimated with high accuracy, and applied to the vector control system of induction motor. In order to improve the control performance of vector control system. Finally, the influence of motor parameters on the control system is analyzed, and the stator resistance and rotor time constant of induction motor are identified by using the parameter identification method based on fractional sliding mode observer. According to the designed fractional sliding mode observer of induction motor, the speed estimation model, vector control system model, stator resistance and rotor time constant identification model are built respectively. The correctness and validity are verified on the Matlab/Simulink simulation platform, and the simulation results are compared and analyzed. The simulation results show that compared with the ordinary integer order sliding mode observer, the fractional order sliding mode observer has high identification accuracy for speed and flux chain and good following performance. It can effectively reduce buffeting and improve the static and dynamic performance of the control system. The robustness of the system to parameter variation is improved by identifying the stator resistance and rotor time constant.
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM346

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉海波;王和平;沈立頂;;QTR無人機(jī)垂直起降模態(tài)分?jǐn)?shù)階滑模姿態(tài)控制[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2017年01期

2 尹忠剛;張延慶;杜超;孫向東;鐘彥儒;;基于雙辨識(shí)參數(shù)全階自適應(yīng)觀測器的感應(yīng)電機(jī)低速性能[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2016年20期

3 王悍梟;劉凌;吳華偉;;改進(jìn)型滑模觀測器的永磁同步電機(jī)無傳感器控制策略[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2016年06期

4 常雪劍;彭博;劉凌;高琳;;新型非奇異終端滑模觀測器的永磁同步電機(jī)無傳感器控制[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2016年01期

5 楊榮榮;付永領(lǐng);王巖;王德義;郭建文;張玲;;電液伺服泵的分?jǐn)?shù)階無抖振滑�？刂芠J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2016年08期

6 黃家才;張玎橙;施昕昕;;基于復(fù)合積分滑模的永磁同步電機(jī)硬件在環(huán)位置控制[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2014年12期

7 燕俊峰;王曉琳;廖啟新;;一種利用轉(zhuǎn)矩觀測矯正異步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場定向的方法[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年17期

8 劉舒其;陳志梅;趙志誠;;永磁同步電機(jī)的分?jǐn)?shù)階全局快速滑模控制[J];太原科技大學(xué)學(xué)報(bào);2014年03期

9 宋文祥;周杰;朱洪志;尹峗;;基于自適應(yīng)全階觀測器的感應(yīng)電機(jī)低速發(fā)電運(yùn)行穩(wěn)定性[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2014年03期

10 鄧立為;宋申民;龐慧;;控制系統(tǒng)的分?jǐn)?shù)階建模及分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ控制器設(shè)計(jì)[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2014年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 鄧立為;分?jǐn)?shù)階滑�？刂评碚摷捌鋺�(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

2 崔春艷;電動(dòng)汽車感應(yīng)電機(jī)滑模變結(jié)構(gòu)控制技術(shù)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

3 趙慧敏;分?jǐn)?shù)階控制器數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法及其振動(dòng)抑制性能研究[D];大連交通大學(xué);2013年

4 張碧陶;智能分?jǐn)?shù)階滑�？刂萍跋到y(tǒng)參數(shù)整定方法的研究[D];華南理工大學(xué);2012年

5 王高林;感應(yīng)電機(jī)無速度傳感器轉(zhuǎn)子磁場定向控制策略研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王圣;基于分?jǐn)?shù)階控制器的永磁同步電機(jī)控制策略研究[D];北京理工大學(xué);2016年

2 王宏波;感應(yīng)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)極低轉(zhuǎn)速辨識(shí)及測試方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 于波;異步電機(jī)矢量控制中的無速度傳感器及參數(shù)辨識(shí)研究[D];吉林大學(xué);2014年

4 劉舒其;分?jǐn)?shù)階滑模變結(jié)構(gòu)控制方法研究[D];太原科技大學(xué);2014年

5 王勃;無傳感器感應(yīng)電機(jī)無抖振高階終端滑模控制的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

6 吳錦宇;基于模型參考自適應(yīng)的感應(yīng)電機(jī)參數(shù)辨識(shí)技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

7 周銘浩;無傳感器感應(yīng)電機(jī)高階滑模觀測器的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

8 楊坤;感應(yīng)電機(jī)無速度傳感器矢量控制策略及其實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2012年

9 王瑞婷;感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速估計(jì)及參數(shù)辨識(shí)策略研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

10 趙俊暉;基于滑模變結(jié)構(gòu)控制的感應(yīng)電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的研究[D];重慶大學(xué);2009年

，

本文編號(hào)：2343887