基于转子电阻辨识的感应电机矢量控制系统研究

作     者：张建维 

作者单位：大连交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邓福军

授予年度：2021年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：感应电机 矢量控制 转子电阻 模型参考自适应 

摘      要：感应电机作为现代社会中应用最多的电机,实现对感应电机的准确控制具有重要的意义。在感应电机的控制策略中,矢量控制占据着重要的位置,矢量控制的性能非常依赖磁链的观测,而磁链观测值的准确性取决于参数是否准确,在所有对磁链观测有影响的参数中,以转子电阻最为重要,所以本文在前人的基础上,以提高矢量控制系统的性能为目的,围绕转子电阻辨识这一课题展开研究。本文首先介绍了感应电机的数学模型以及矢量控制系统,详细分析了转子电阻对于不同类型的磁链观测器的影响以及对于矢量控制系统的动态和稳态影响。随后搭建了感应电机矢量控制系统的仿真模型并对模型做了性能分析,比较了转子电阻值准确时和有误差时的矢量控制系统动态响应能力。随后分析了基于扩展卡尔曼滤波器和基于模型参考自适应的转子电阻辨识算法,文中详细分析了每种算法的原理并给出了控制框图。针对每种转子电阻辨识算法都设计了带转子电阻辨识的感应电机矢量控制系统仿真模型,并在各种不同的工况下对其进行仿真研究,通过对比分析仿真结果,总结出各种方法的优缺点及适用范围。最后研究了负载变化对基于q轴磁链的转子电阻辨识算法的影响,通过改进模型参考自适应法的结构,将参考模型与可调模型的误差增益由原来的恒定值变为随负载变化的函数。通过这一改动,基本上消除了负载变化带给转子电阻辨识算法的影响,增强了基于q轴磁链的转子电阻辨识算法的稳定性,提高了矢量控制系统的性能。