《自抗扰控制器的优化研究及其在感应电机控制中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自抗扰控制器的优化研究及其在感应电机控制中的应用（67页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 II 摘摘 要要 感应电机的高性能控制是现代工业的迫切要求。论文以高性能感应电机调速系统为研究对象，结合自抗扰控制理论，针对电机控制的非线性和不确定性问题，在转子磁通观测器、 具有磁通稳定能力的通用变频器感应电机控制系统的理论设计及感应电机矢量控制器设计等方面进行了深入的分析和计算机仿真研究。 转子磁通的准确观测是实现感应电机高性能控制的关键。论文较为系统地定性定量分析了两种基于自抗扰控制的磁通观测器。 在分析电机数学模型及建模仿真研究的基础上指出， 这两种观测结构均能对负载波动， 变速和转子电阻参数变化等实际存在的不确定因素具有较强的鲁棒性，但在定子电流观测精度、磁通观测误差、实现的难易程
2、度等方面，二者存在着一定的差异。论文还根据电机的运行工况、调速性能的误差耐受等条件，给出了相应的观测器选用原则。 论文在系统化研究了自抗扰控制器和磁通观测器基本理论的基础上，提出了一种具有磁通稳定能力的通用变频异步电机调速控制器， 对核心部分组件逆变控制器和磁通观测器给出了详细地理论设计。 拖动仿真表明这种变频器具有很强的磁通稳定能力， 不但可以较大地提高通用变频器感应电机调速系统的动态性能， 而且极其自然地解决了低速时的转矩补偿问题， 对于要求电机的调速性能处在通用变频系统与矢量控制系统之间的拖动场合尤其适合。 论文分析了 ADRC 的内部结构及其各基本组成部分的功能， 结合笼型电机数学模型
3、，在前人研究的基础上，设计了基于优化的 ADRC 感应电机转子磁通定向矢量控制器，并提出 ADRC 的两个设计原则，一是充分利用系统的已知模型，缩小了未知扰动的变化范围，据此来提高 ESO 的收敛速度和观测精度，二是采用线性模型替代了典型 ADRC 结构中的一些非线性环节，在保持控制性能的前提下，简化模型结构，减小了计算量。最后，在 Matlab/Simulink 上建立了较完整的仿真拖动系统，并给出了详细的仿真结果。 关键词：关键词：自抗扰控制；磁通观测；矢量控制；感应电机；通用变频器异步电机系统 III Abstract High performance control of induct
4、ion motor drives is urgently required for some applications in modern industryIn this dissertation，researches are focused on high performance induction motor dirve systemsAiming to solve the control problems of non-linearity and uncertainty existing in such systems， in-depth theory analysis and simu
5、lations are performed concerning the rotor flux observer design，the general VVVF system improvement and the close-loop controllers of VC system Rotor flux observation is a critical step in implementation of high permance control of induction machineThis paper compared two kinds of close loop flux ob
6、server based on the Extended State Observer Systematic descriptions， including mathematic model derivation from Stanley Equation and performance difference，were given outSimulations under the variation of speed and load show that they all show the satifying performance with perfect robustness to the
7、 speed variance, load fluctuation and rotor resistance error，however，there is a pretty different in terms of observing precision of stator currence, estimating error of rotor flux and realizability. According to motor working condition and error tolerance, the dissertation gave some instruction for
8、observer choice. Due to the limitation of the general variable frequency transducer，this paper proposed a kind of design with a flux observerIn the VVVF AC source，Two core of subsystem，VSI PWM inverter and flux observer， are detailed from the theoretic angle Simulation results show the transducer ha
9、s a very strong capablity of making asynchronous motor flux stable and thus improve the static and dynamic performance of VVVF speed regulating control system， but also normally solve the problem for torque compensation when running at a low speedThe design specially meet the demand for speed regula
10、ting performance between general VVVF system and vector system Systematically and deeply，The thesis not only studies the theory of ADRC，but also analyzes the structure and function of each part Based on predecessorss research， it designs the ADRC，which is applied for a rotor field-oriented induction
11、 motor driver systemFor the sake of improving performance of ADRC, the thesis put forward two design principlesOne is to take good advantage of the known model information to shrink the range of unknown noise, the other is to replace some non-linear part with linear model to simplify the structure o
12、f controller and minish the calculationLastly，set up the integrated simulation and get the result in detail Key Word：ADRC；Flux Observer；Vector Control；Asynchronous Motor；General VVVF System IV 目目 录录 摘 要 . II Abstract . III 第一章 绪 论 . 1 1.1 目的和意义 . 1 1.2 现代控制理论在感应电机变频调速中的应用 . 2 1.2.1 感应电机转子磁通观测 . 3 1.
13、2.1.1 转子磁通开环估计 . 3 1.2.1.2 转子磁通闭环估计 . 4 1.2.2 感应电机控制 . 6 1.3 本文研究的主要内容 . 8 第二章 自抗扰控制器的原理 . 9 2.1 引言 . 9 2.2 自抗扰控制器的数学模型 . 10 2.2.1 跟踪微分器(TD) . 10 2.2.2 扩张状态观测器(ESO) . 12 2.2.3 非线性状态误差反馈控制率(NLSEF ) . 14 2.3 扩张状态观测器的收敛性分析 . 15 2.4 本章小结 . 16 第三章 感应电机的磁通观测器研究 . 18 3.1 引言 . 18 3.2 感应电机的数学模型 . 18 3.2.1 感应电机的广义派克方程 .
