【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)日新月異的飛速發(fā)展,異步電機的應(yīng)用越來越廣泛,對其性能的要求也愈加嚴苛。由于異步電機的交流調(diào)速系統(tǒng)自身具有非線性、強耦合、多變量的特點,需要解決控制系統(tǒng)抗干擾能力差和電機轉(zhuǎn)速辨識精度低等問題,所以本文研究了異步電機的自抗擾控制技術(shù)和轉(zhuǎn)速辨識方法,以滿足工程中高性能要求。根據(jù)空間矢量控制原理分析了異步電機在不同坐標系下的數(shù)學模型,再使用自抗擾控制將異步電機數(shù)學模型中的耦合項和參數(shù)攝動等視為總干擾,并通過線性擴張狀態(tài)觀測器對其進行估計并加以補償,從而間接性的實現(xiàn)了磁鏈和轉(zhuǎn)矩的完全解耦,它不依賴于電機的精確數(shù)學模型,便使系統(tǒng)線性化為積分器串聯(lián)型結(jié)構(gòu),從而簡化了控制對象,提高了控制性能。使用參考模型自適應(yīng)方法建立電機轉(zhuǎn)速辨識模型,選取擴張狀態(tài)磁鏈觀測器替代傳統(tǒng)的電壓型磁鏈觀測器作為參考模型,電流型磁鏈觀測器為可調(diào)模型,再根據(jù)波波夫超穩(wěn)定理論分析系統(tǒng)穩(wěn)定性,并計算出合適的轉(zhuǎn)速辨識自適應(yīng)律,使用自適應(yīng)律處理兩模型輸出之差,再反饋電流型磁鏈觀測器中,不斷調(diào)節(jié)使得差值趨向于0,最終獲得精確的電機轉(zhuǎn)速。最后在MATLAB/SIMULINK仿真平臺上對上述理論研究進行仿真,與傳統(tǒng)PI控制和轉(zhuǎn)速辨識系統(tǒng)做了詳盡的對比實驗;并搭建了硬件實驗平臺,完成了程序設(shè)計和硬件調(diào)試。分析了仿真和硬件實驗結(jié)果,驗證了該控制方案相較于傳統(tǒng)方案,具有強抗擾動能力、速度辨識精度高等良好的系統(tǒng)魯棒性。
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP273;TM343
【圖文】：

步電機控制系統(tǒng)自抗擾控制技術(shù)年來，國內(nèi)外專家學者潛心思考，深入研究，對異步電機這個具有非線性性的被控對象有了新的認識，認為非線性模型控制能更適合去控制異步電討論出來前文提及的一些新理論模型，能更好的解決傳統(tǒng)PID控制的一些科學院韓京清研究員提出的自抗擾控制技術(shù)[15]，很好的改善了先前控制技諸多控制技術(shù)中尤為突出。通過把傳統(tǒng)PID控制技術(shù)完全剖析開，分析了其精華，棄其糟粕，再結(jié)合現(xiàn)代信號處理等技術(shù)，改善線性控制器理論，技術(shù)上邁進了巨大的一步。 傳統(tǒng) PID 控制及其優(yōu)缺點統(tǒng) PID 控制是經(jīng)典控制理論中占有至關(guān)重要地位的一種方法，時至今日，然活躍在工業(yè)控制、運動控制等各種控制領(lǐng)域，其結(jié)構(gòu)簡單，被控對象與差信號和其反饋控制算法均易實現(xiàn)，運算量小，實時性高，動態(tài)響應(yīng)迅速統(tǒng) PID 控制的結(jié)構(gòu)如圖 1.1 所示。

圖 1.2 自抗擾控制器結(jié)構(gòu)跟蹤微分器主要是安排合理的過渡過程，解決系統(tǒng)超調(diào)和快速性的矛盾；擴張狀態(tài)測器是自抗擾控制器最重要的部分，負責把系統(tǒng)中易受影響的參數(shù)變動和外部環(huán)境帶的擾動視為整體擾動，并對其實時估計和補償；非線性狀態(tài)誤差反饋控制律是把控制象中的非線性不確定部分使用非線性狀態(tài)反饋的方式轉(zhuǎn)化為積分串聯(lián)型結(jié)構(gòu)。整體的據(jù)流動和相互作用如圖 1.2 所示。自抗擾控制技術(shù)針對系統(tǒng)中諸多不同因素直接或間接產(chǎn)生的擾動進行分析，不依附被控對象的精準數(shù)學模型，利用擴張狀態(tài)觀測器把這些擾動視作整體來估算與補償，其化為線性積分串聯(lián)型，用以實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)的線性化動態(tài)響應(yīng)，從而簡單化了系統(tǒng)因多因素影響所導(dǎo)致的復(fù)雜化。因為這些優(yōu)良特性，自抗擾控制技術(shù)常常應(yīng)用于整流器系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、電機控制統(tǒng)、逆變器系統(tǒng)和有源濾波系統(tǒng)等。本文將自抗擾控制技術(shù)應(yīng)用于異步電機控制系統(tǒng)，高了該系統(tǒng)的控制精度與性能。.3 無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速辨識技術(shù)

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本文編號：2724807