下载文档原格式
目录1引言 (1)1.1 交流电机调速系统发展的现状 (1)1.2 矢量控制的现状 (1)1.3 课题的研究背景及意义 (2)1.4 本课题的主要内容 (2)2 矢量控制的基本原理 (4)2.1 坐标变换的基本思路 (4)2.2 矢量控制坐标变换 (5)2.3 矢量控制系统结构 (8)3 转子磁链定向的矢量控制方程及解耦控制 (10)4 转速、磁链闭环控制的矢量控制系统 (13)4.1 带磁链除法环节的直接矢量控制系统 (13)4.2 带转矩内环的直接矢量控制系统 (13)5 控制系统的设计与仿真 (15)5.1 矢量控制系统的设计 (15)5.2 异步电动机的重要子模块模型 (16)5.3 系统仿真结果和分析 (18)6 结论 (21)参考文献 (22)致谢................................................................................................ 错误!未定义书签。
1引言1.1 交流电机调速系统发展的现状在当今用电系统中，电动机作为主要的动力设备而广泛地应用于工农业生产、防、科技及社会生活的方方面面[1] [2] [3] [4]。
电动机负荷约占总发电量的60％～70％，成为电量最多的电气设备。
根据采用的电流制式不同，电动机分为直流电动机和交电动机两大类，交流电动机分为同步电动机和异步电动机两种。
电动机作为把能转换为机械能的主要设备，在实际的应用中，一是要使电动机具有较高的机能量转换效率：二是要根据生产机械的工艺要求控制并调节电动机的转速。
电动的调速性能直接影响着产品质量、劳动生产效率和节电性能。
但是直到20世纪70年代，凡是要求调速范围广、速度控制精度高和动态响性能好的场合，几乎全都采用直流电动机调速系统。
其原因主要是：(1)不论异步电动机还是同步电动机，唯有改变定子供电频率调速是最为方便的，而且以获得优异的调速特性。
毕业设计开题报告电气工程与自动化异步电机的矢量控制系统研究一、选题的背景与意义在20世纪大部分年代里，直流调速技术在理论上和实践上较为成熟，而交流调速技术却始终无法与直流调速相比。
直流电机具有很多优点，如起制动性能良好，可以实现广范围内平滑调速等。
直流传动所具有的优越的调速性能，使得高性能可调速传动都使用直流电动机，而异步电动机的调速性能难以满足生产要求,所以不变速传动多采用交流电动机。
随着生产技术的不断发展，直流电机的薄弱环节逐步显示出来，由于换向器的存在，使直流电动机的维护工作量加大，单机容量，最高转速以及使用环境都受到限制，稳定性差，成本高，人们把目光转向结构简单，运行可靠，便于维护、价格非常低廉的交流电机。
交流电机变频调速是一种比较理想调速方法，其实早在20世纪20年代人们对此就有比较明确的认识：既能在宽广的速度范围内实现无级调速，也不会在调速过程中使运行效率下降，更可获得良好的起动运行特性。
但由于当时一直受技术或手段的限制而进展缓慢未能推广使用。
到了现代,随着电力电子技术和控制技术的飞速发展，交流调速系统的应用比重逐年上升。
而矢量控制技术的产生，又使交流电机的调速技术登上了一个新台阶,矢量控制能够对电压、电流以及它们产生的磁势、磁链的瞬间值进行控制，并且能够实现磁通和转矩的解耦,从而大大提高电机的动、静态性能,使交流电机获得了与直流电机相仿甚至超越直流电机的高动态性能。
异步电动机具有非线性、强耦合、多变量的性质，要获得良好的调速性能，必须从其动态模型出发，分析异步电动机的转矩和磁链控制规律，研究高性能异步电动机的调速方案。
矢量控制就是基于动态模型的高性能的交流电动机调速系统的控制方案之一。
所谓矢量控制，就是通过矢量变换和按转子磁链定向，得到等效直流电动机模型，在按转子磁链定向坐标系中，用直流电动机的方法控制电磁转矩与磁链,然后将转子磁链定向坐标系中的控制量经变换得到三相坐标系的对应量，以实施控制。
异步电机矢量控制变频调速系统的研究一、引言随着电气技术的不断发展，以异步电机为主的传统传动方式逐渐被新一代电机控制技术所取代。
其中，异步电机矢量控制变频调速系统凭借其高效、高精度、高稳定性的特点，成为工业自动化领域的研究热点。
本文旨在分析现状、面临的问题及未来发展方向。
二、异步电机矢量控制的基本原理异步电机矢量控制是以数字信号处理器（DSP）为核心的控制系统，其基本原理是通过对电机的电流和磁场进行测量与分析，实现电机转速和力矩的精确控制。
具体来说，异步电机矢量控制系统由电机主控制器、电机侧的转子磁链观测器、电机侧的电流环等组成。
其中，电机主控制器通过测量电机的转速、转子磁链等信息，经过数学模型的运算，输出相应的电压和电流信号，控制电机的状态和运动。
三、现状1. 控制算法的改进当前的异步电机矢量控制系统的研究主要集中在控制算法的改进上。
例如，研究者通过改进电机转矩算法、调整PI控制器参数等手段，提高电机的控制精度和响应速度。
同时，也有研究集中在控制器的设计和优化上，以获得更高的稳定性和鲁棒性。
2. 传感器技术的发展传感器技术的发展为异步电机矢量控制系统的研究提供了更多的可能性。
例如，采用高精度的速度传感器可以提供更准确的电机转速信息，进一步提高控制精度。
此外，还有研究者探索了无传感器的控制方法，通过非接触式传感技术实现对电机状态的监测和控制。
3. 系统性能的优化随着对异步电机矢量控制系统的深入研究，研究者们开始关注系统性能的优化。
他们通过提高控制器的采样频率、降低控制系统的延迟等手段，减小系统的震荡和波动，提高控制系统的稳定性和鲁棒性。
同时，也有研究者通过引入自适应控制技术等新方法，进一步提高系统的响应速度和鲁棒性。
四、异步电机矢量控制变频调速系统面临的问题1. 控制算法的复杂性异步电机矢量控制系统的复杂性限制了其在一些特定领域的应用。
控制算法的复杂性不仅增加了系统的开发难度，还会导致系统的运算量增大，从而影响控制系统的实时性和稳定性。
异步电机磁场定向矢量控制技术研究摘要异步电动机是日常工业中应用最为广泛的一种电机，异步电机的应用推动了工业的发展。
因此，研究异步电机能够更好的将理论知识结与生产实践相结合当中来，达到学以致用的目的。
异步电机一般用作拖动电机，对其进行研究主要在于控制和调速方面。
本文主要通过学习异步电动机磁场定向矢量控制技术的基本理论知识，并在此基础上分析其等效的直流电动机模型，然后仿照直流电动机的控制方法，最后运用方向思维将控制量反变换得到异步电机对应量，进而对其实施控制。
为了验证其可行性，本文采用Matlab/simiulink对其模型进行仿真，最后得出仿真结果并对仿真结果进行分析。
关键词：异步电动机；磁场定向；矢量控制；模型；仿真AbstractAsynchronous motor is one of the most widely used in daily industrial motor, whose application promoted the development of the industry. Therefore, it’s better to combine the theoretical knowledge and production practice for studing asynchronous motor, to achieve the purpose of their major. Asynchronous motor is generally used as electrical machine,its study mainly focused on rhe part of the control and speed regulation. This paper mainly through learning the basic theory of asynchronous motor field-oriented vector control technology knowledge,based on the analysis of the equivalent model of the dc motor,And then imitate the dc motor control method,finally using the direction of thinking will be asynchronous motor control inverse transform corresponding amount, and control over its implementation. In order to testing its feasibility, this paper use Matlab/simiulink simulation for its model, finally it is concluded that the results of simulation and analyze the simulation results .Key words:Asynchronous motor;The magnetic field orientation;Vector control;Model; simulation目录摘要 (I)Abstract........................................................................................................................... I I 第1章绪论.. (1)1.1异步电机的发展历程 (1)1.2 磁场定向矢量控制的发展现状及发展趋势 (1)1.2.1 磁场定向矢量控制发展现状 (1)第2章异步电动机的工作原理 (3)2.1 异步电机简介 (3)2.2异步电机工作原理 (3)2.3 异步电动机的等效电路 (4)第3章异步电动机磁场定向矢量控制原理 (7)3.1 异步电动机磁场定向矢量控制的数学模型 (7)3.1.1 三相坐标系下的数学模型 (7)3.1.2 坐标变换 (9)3.1.3 两相同步旋转坐标系上的异步电机模型 (12)3.2 异步电动机按转子磁场定向的矢量控制 (13)3.2.1 异步电动机按转子磁场定向的数学模型 (13)3.2.2 异步电动机按转子磁场定向的矢量控制方程 (14)3.2.3 转子磁链观测模型 (15)第4章磁场定向矢量控制系统的建模与仿真 (17)4.1 仿真系统的参数 (17)4.2系统模块 (19)4.3仿真结果与分析 (21)参考文献 (1)致谢 (2)第1章绪论1.1异步电机的发展历程1824年，法因人阿拉果发现磁针旋转时其周围有机械力的存在。
摘 要异步电机矢量控制系统在速度控制和转矩控制方面可以同直流调速系统相媲美，但是它的良好运行依赖于电机参数，而电机参数在实际运行过程中会发生变化，从而影响矢量控制系的静、动态性能。
本文首先介绍了介绍了异步电机矢量控制系统的发展现状及其所遇到的一些问题。
其次，介绍了异步电机矢量控制系统的基本原理、坐标变换以及异步电机在不同坐标系下的数学模型，对几种常用的磁场定向方式作了介绍，分析了基于转子磁场定向的矢量控制基本原理，并分析了电机电阻对矢量控制系统的影响。
然后给出了基于“工程设计方法”的调节器的设计一般步骤，包括转速调节器和磁链调节器等。
接着介绍了基于MRAS 的无速度传感器矢量控制系统的基本原理和步骤。
然后通过MTALAB/SIMULINK 仿真平台搭建了异步电机矢量控制系统的仿真模型，并对两种矢量控制系统对电机转子电阻变化的敏感性进行了分析比较。
证明基于MRAS 的无速度传感器矢量控制系统对转子电阻变化不太敏感，具有较好的静、动态性能。
最后对本文的工作作出了总结，并对进一步的研究作出了展望和建议。
关键词关键词：：矢量控制； 转子电阻； MRAS ； 仿真目录第一章 绪论 (4)第一章1.1引言 (4)1.2异步电机矢量控制系统的发展现状 (4)1.2.1 异步电机转速估算方法综述 (4)1.2.2 电机电阻对矢量控制系统的影响 (5)1.3本课题的主要内容 (5)第二章 异步电机矢量控制基本原理 (6)第二章2.1 矢量控制的基本思想 (6)2.2 坐标变换 (6)2.2.1三相静止坐标系和两相静止坐标系间的变换 (7)2.2.2两相静止坐标系和两相旋转坐标系间的变换 (8)2.3异步电动机在不同坐标系下的数学模型 (8)2.3.1 异步电动机在三相静止坐标系下的数学模型 (9)2.3.2异步电动机在两相旋转坐标系上的数学模型 (10)2.3.3异步电动机在两相静止坐标系上的数学模型 (11)2.4矢量控制基本方程式和基本控制结构 (12)2.4.1矢量控制基本方程式 (12)2.4.2矢量控制的基本结构 (13)2.5转子磁链观测器 (13)2.5.1 电压模型法 (13)2.5.2 电流模型法 (14)2.6.转子电阻对控制系统性能的影响 (14)2.7 本章小结 (15)第三章控制系统调节器的设计 (17)3.1 电流环的设计 (17)3.2 磁链环的设计 (18)3.3 转速环的设计 (19)3.4 本章小结 (20)第四章基于MRAS的无速度传感器矢量控制系统 (21)4.1 模型参考自适应系统设计的基本理论 (21)4.2 基于转子磁链模型的速度辨识 (23)4.3 本章小结 (25)第五章异步电机矢量控制系统的MATLAB仿真 (26)5.1 异步电机矢量控制系统仿真 (26)5.2矢量控制系统对转子电阻变化的敏感性分析 (31)5.2.1转速突变时转子电阻对矢量控制系统的影响 (31)5.2.2负载突变时转子电阻对矢量控制系统的影响 (32)5.3基于MRAS的无速度传感器矢量控制系统仿真 (34)5.4 本章小结 (39)第六章小结 (40)参考文献 (41)第一章绪论1.1 引言电动机作为把电能转换为机械能的主要设备，广泛的应用于工农业生产、国防、科技及社会生活的各个方面。
异步电机无速度传感器矢量控制论文引言异步电机是工业应用中最常见的电动机之一，其控制方法的研究一直以来都是电机控制领域的热点。
传统的异步电机控制方法需要使用速度传感器来测量电机转速，但是速度传感器的成本较高，且安装维护成本也较高。
因此，研究无速度传感器的异步电机矢量控制方法是一个具有重要意义的课题。
本文针对异步电机无速度传感器的矢量控制问题进行了深入研究。
首先介绍了异步电机的基本原理和传统的速度传感器矢量控制方法，然后提出了一种基于观测器的无速度传感器矢量控制方法，最后通过实验验证了该方法的有效性。
异步电机的基本原理异步电机是一种根据转子与磁场之间的相对运动产生感应电动势而工作的电机。
异步电机主要由定子和转子两部分组成，其中定子上产生的旋转磁场会作用在转子上产生转矩，从而驱动电机运行。
异步电机的主要特点是结构简单、噪音低、寿命长等。
传统的速度传感器矢量控制方法传统的速度传感器矢量控制方法是指通过使用速度传感器测量电机的转速，然后根据转速测量值控制电机的转速。
该方法的优点是控制精度高，但缺点是需要使用额外的速度传感器，并且传感器的成本较高。
另外，速度传感器需要安装在电机上，增加了系统的复杂度和维护成本。
基于观测器的无速度传感器矢量控制方法针对传统速度传感器矢量控制方法存在的问题，本文提出了一种基于观测器的无速度传感器矢量控制方法。
该方法的基本思想是通过建立电机的模型和观测器来估计电机转速，然后根据转速估计值来控制电机的转速。
具体来说，利用电机的模型和电机绕组的电流测量值，可以得到电机转速的估计值。
然后通过观测器对估计值进行调整，得到更准确的转速估计值。
最后，根据转速估计值设计控制器来实现电机的矢量控制。
实验验证为了验证基于观测器的无速度传感器矢量控制方法的有效性，我们搭建了一个实验平台并进行了一系列实验。
实验中我们使用了一台异步电机和相应的传感器装置，通过改变电机的负载和给定的控制信号来测试控制系统的性能。
异步电机SVPWM的矢量控制系统研究异步电机SVPWM的矢量控制系统研究摘要：随着现代工业的发展，异步电机作为一种重要的驱动装置，其控制技术的研究变得尤为重要。
SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）作为一种新兴的调制技术，可以提高异步电机的控制精度和效率。
本文通过对SVPWM矢量控制系统的研究，深入探讨了其原理、优化方法及应用前景。
1. 引言异步电机在工业生产中广泛应用，其控制技术日益成熟。
传统的控制方法如DTC（Direct Torque Control）虽然可以实现较好的控制效果，但在某些情况下存在控制精度低、响应迟缓等问题。
为了克服传统控制方法的不足，SVPWM矢量控制技术被提出并逐渐成为研究热点。
2. SVPWM矢量控制原理SVPWM是一种通过改变电压的高低电平、均值和占空比来控制电动机输出转矩的调制技术。
其基本原理是将三相交流电压转换为一个旋转磁矢量，通过矢量的变换和调制来实现对电机的控制。
SVPWM矢量控制技术可以精确控制电机的转矩、速度和位置，同时具备快速动态响应的特点。
3. SVPWM矢量控制系统优化方法为了进一步提高SVPWM矢量控制系统的性能，减少控制误差，优化方法被广泛应用。
其中包括：（1）参数优化：通过对系统参数进行合理选择和调整，来优化控制效果。
（2）控制策略优化：研究不同的控制策略，如闭环控制、开环控制和预测控制等，以提高系统的响应速度和鲁棒性。
（3）仿真分析优化：通过仿真分析方法，对系统进行优化设计，提前发现问题并解决。
4. SVPWM矢量控制技术在不同领域的应用由于SVPWM矢量控制技术具备精度高、效率高、稳定性好等特点，使得其在各个领域的应用日益广泛。
如在电力系统中，可以应用于风力发电、水泵控制等领域；在交通运输领域，可以用于电动汽车、电动船舶等的驱动系统；在机械制造领域，可以用于机床、印刷机、纺织机等设备的控制。
