基于Popov超穩(wěn)定性的礦用局部通風(fēng)機矢量控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、局部通風(fēng)機是煤礦井下掘進過程的主要設(shè)備，其性能直接影響著瓦斯的安全排放，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和對安全節(jié)能的日益重視，礦用通風(fēng)機正向節(jié)能化、高效化和低噪聲化方向發(fā)展。本文對目前礦用局部通風(fēng)機的控制方式進行初步探討，為了滿足瓦斯智能排放系統(tǒng)的技術(shù)要求，需要對局部通風(fēng)機進行變頻調(diào)速控制，鑒于煤礦井下的工作環(huán)境和交流電機的魯棒性，提出了對局部通風(fēng)機的控制方式采用無速度傳感器矢量控制方法。 本文首先介紹了異步電機的調(diào)速方法以及矢量控制的

2、原理，分別闡述了異步電機的數(shù)學(xué)模型、坐標(biāo)變換和異步電機的可控可觀性等。對用于異步電機調(diào)速的矢量控制方法進行分析比較，分析了轉(zhuǎn)子磁場定向的原理及轉(zhuǎn)子磁場定向下異步電機的矢量控制方法。研究了模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)和Popov超穩(wěn)定性理論，運用基于超穩(wěn)定性理論的模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計了無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速辨識的自適應(yīng)律。 其次，研究了無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的兩個主要問題：磁鏈觀測和轉(zhuǎn)速估算。磁鏈觀測器采用轉(zhuǎn)子磁鏈電流模型，電流模

3、型不含純積分項，避免了積分誤差和漂移問題，其觀測值是漸進收斂的，低速觀測性強。轉(zhuǎn)速估算采用基于超穩(wěn)定性理論的模型參考自適應(yīng)方法，它具有比較高的觀測精度，估算速度和實際速度誤差小，響應(yīng)快。 最后，建立了基于模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)的無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的仿真模型，并對系統(tǒng)的軟、硬件進行了設(shè)計。在Matlab/Simulink環(huán)境下對該系統(tǒng)進行了仿真實驗，系統(tǒng)的仿真實驗結(jié)果表明，基于模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)的無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)具有較好