本文選題：三電平逆變器 + 磁鏈觀測(cè)器　； 參考：《東北大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：三電平變頻器在交流調(diào)速領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用,磁場(chǎng)定向控制是三相異步電動(dòng)機(jī)高性能驅(qū)動(dòng)中應(yīng)用最為成熟的一種控制技術(shù),可以使交流調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)在高精度、快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)等技術(shù)性能指標(biāo)上媲美直流調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)。矢量控制以電機(jī)的動(dòng)態(tài)模型為基礎(chǔ),對(duì)電機(jī)參數(shù)依賴性較強(qiáng),而電機(jī)參數(shù)的時(shí)變、非線性會(huì)直接影響矢量控制的性能。本文針對(duì)矢量控制系統(tǒng)性能極大地受到電機(jī)參數(shù)影響這一問(wèn)題,從磁鏈觀測(cè)器和參數(shù)辨識(shí)兩個(gè)方面進(jìn)行分析研究。首先,介紹了矢量控制和參數(shù)辨識(shí)的發(fā)展現(xiàn)狀。作為理論鋪墊,分析了坐標(biāo)變換的方法,異步電機(jī)在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,以及轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的基礎(chǔ)理論。通過(guò)MATLAB/Simulink仿真,驗(yàn)證了矢量控制的高精度調(diào)速性能,以及良好的抗干擾能力。在頻域內(nèi)從幅值和相角的角度,定量分析了電壓模型、電流模型等不同類型磁鏈觀測(cè)器的收斂性能和參數(shù)敏感性,提供了良好的指導(dǎo)作用。結(jié)合電壓模型和電流模型兩者的優(yōu)點(diǎn),構(gòu)建了一個(gè)可根據(jù)轉(zhuǎn)速高低不同,自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓模型和電流模型比重的參數(shù)魯棒性很強(qiáng)的磁鏈觀測(cè)器。接著,介紹了三電平變頻器的參數(shù)離線自整定方法。利用三電平矢量控制系統(tǒng)的固有硬件資源,通過(guò)變頻器向電機(jī)注入電壓、電流測(cè)試信號(hào),在電機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下估算出可信度很高的電機(jī)參數(shù)。不僅擴(kuò)充了交流調(diào)速的功能,也可為矢量控制系統(tǒng)提供可靠的電機(jī)參數(shù)初值。最后,介紹了基于全階狀態(tài)觀測(cè)器的在線參數(shù)辨識(shí)方法。通過(guò)自適應(yīng)機(jī)構(gòu)不斷修正電機(jī)參數(shù),克服了參數(shù)隨電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)不斷變化的缺點(diǎn)。通過(guò)對(duì)反饋增益矩陣和自適應(yīng)律的合理設(shè)計(jì),使全階狀態(tài)觀測(cè)器在線辨識(shí)系統(tǒng)在穩(wěn)定的前提下,獲得足夠快的收斂速度和很好的辨識(shí)精度。最后,通過(guò)MATLAB/Simulink驗(yàn)證了該方法的可行性和正確性。
[Abstract]:Three-level inverter has been widely used in the field of AC speed regulation. Magnetic field oriented control is the most mature control technology in the high performance drive of three-phase asynchronous motor. Rapid dynamic response and other technical performance indicators comparable to DC speed drive system. The vector control is based on the dynamic model of the motor and has a strong dependence on the parameters of the motor. The nonlinearity of the parameters of the motor will directly affect the performance of the vector control. Aiming at the problem that the performance of vector control system is greatly affected by the motor parameters, the flux observer and parameter identification are analyzed and studied in this paper. Firstly, the development of vector control and parameter identification is introduced. As the theoretical foundation, the methods of coordinate transformation, the mathematical models of asynchronous motor in different coordinate systems and the basic theory of rotor magnetic field orientation are analyzed. The simulation of MATLAB / Simulink verifies the high precision speed regulation performance of vector control and its good anti-interference ability. From the angle of amplitude and phase angle, the convergence performance and parameter sensitivity of different types of flux observer, such as voltage model and current model, are quantitatively analyzed in frequency domain. Combining the advantages of the voltage model and the current model, a flux observer is constructed, which can automatically adjust the specific gravity of the voltage model and the current model according to the different rotational speed. Then, the off-line self-tuning method of three-level inverter is introduced. Using the inherent hardware resources of the three-level vector control system, the parameters of the motor with high reliability are estimated by injecting the voltage and current test signals into the motor by the inverter. It not only expands the function of AC speed regulation, but also provides reliable initial value of motor parameters for vector control system. Finally, an online parameter identification method based on full order state observer is introduced. The parameters of the motor are constantly modified by the adaptive mechanism, which overcomes the shortcoming that the parameters change with the running state of the motor. Through the reasonable design of feedback gain matrix and adaptive law, the full order state observer on-line identification system can obtain fast convergence speed and good identification accuracy under the premise of stability. Finally, the feasibility and correctness of the method are verified by MATLAB / Simulink.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM343

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本文編號(hào)：1996337