異步電機(jī)矢量控制與參數(shù)辨識(shí)研究.pdf

1、當(dāng)前隨著環(huán)境和能源問(wèn)題日趨嚴(yán)峻,電動(dòng)汽車逐漸成為各國(guó)研究的熱點(diǎn)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的核心部件之一,異步電機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、維修工作量小等優(yōu)點(diǎn),在電動(dòng)汽車中得到了廣泛的應(yīng)用,作為美國(guó)新興的電動(dòng)車行業(yè)領(lǐng)軍者特斯拉所采用的就是異步電機(jī)。目前,用于異步電機(jī)的控制方式主要是基于動(dòng)態(tài)模型的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制,矢量控制根據(jù)磁場(chǎng)定向,將定子電流分解為勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量,使得磁鏈和轉(zhuǎn)矩控制相互解耦,具有良好的靜動(dòng)態(tài)性能。但是,矢量控制

2、對(duì)電機(jī)參數(shù)依賴較大,尤其是轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù),在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,由于溫度變化或者磁場(chǎng)飽和等原因,會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)發(fā)生較大變化,影響磁場(chǎng)定向。
　　論文主要對(duì)矢量控制及參數(shù)辨識(shí)進(jìn)行研究,首先介紹了矢量控制的基本原理,對(duì)按照轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制系統(tǒng)中的各主要部分進(jìn)行了分析推導(dǎo),在此基礎(chǔ)之上再對(duì)參數(shù)辨識(shí)進(jìn)行研究。異步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)可分為離線辨識(shí)和在線辨識(shí),論文先討論了通過(guò)傳統(tǒng)的堵轉(zhuǎn)和空載實(shí)驗(yàn)測(cè)試電機(jī)參數(shù)的方法,受現(xiàn)場(chǎng)條件限制該方法往往不便于進(jìn)

3、行,針對(duì)該缺點(diǎn),論文采用了一種基于變頻器-電機(jī)系統(tǒng)的異步電機(jī)參數(shù)離線辨識(shí)方法,在電機(jī)運(yùn)行之前,控制器執(zhí)行一套辨識(shí)程序,對(duì)電機(jī)施加特定的激勵(lì),通過(guò)分析檢測(cè)到的電機(jī)的響應(yīng)便可得到電機(jī)的參數(shù)。
　　電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中參數(shù)變化會(huì)影響矢量控制的性能,通過(guò)理論和仿真分析了轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)變化對(duì)矢量控制靜、動(dòng)態(tài)性能的影響,闡明了參數(shù)辨識(shí)的重要性。為了抑制參數(shù)變化對(duì)矢量控制系統(tǒng)性能造成不良影響,論文采用模型參考自適應(yīng)的方法對(duì)轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)進(jìn)行在線辨識(shí),該

4、方法的關(guān)鍵在于模型的選取和自適應(yīng)律的確定,結(jié)合電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁鏈模型,采用 Popov穩(wěn)定性理論,推導(dǎo)了一種基于轉(zhuǎn)子磁鏈模型的轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)辨識(shí)方法,該方法易于實(shí)現(xiàn),但其精度受定子電阻和純積分環(huán)節(jié)的影響,針對(duì)此問(wèn)題,論文研究了一種只含有定子電壓和電流所構(gòu)成的參考模型,該方法克服了模型參考自適應(yīng)方法對(duì)參數(shù)的較大依賴性以及在低速輕載時(shí)無(wú)法辨識(shí)參數(shù)的缺點(diǎn),然后在MATLAB/Simulink環(huán)境下對(duì)兩種方式進(jìn)行了仿真研究,結(jié)果證明了該方法的正確性和