矢量控制仿真补充.doc

1 矢量控制的1.1 矢量控制产生的背景脂类， 1.2 矢量控制技术的发展 矢量控制提出在。系统的结构得到简化，为结构复杂的矢量控制。发展 1.3 矢量控制技术的研究现状 矢量控制研究，。欧洲是矢量控制技术的发源地，其研究水平一直世界。年代，矢量控制，其中Siemens公司和一些德国高校研究人员做出的贡献尤为突出，，矢量控制。日本早在，各，集中在解耦控制、速度与磁链观测及参数自设定等方面，并有大量相关论文、专利出现。，安川电机三菱东芝等日本企业在相关技术研究和产品开发取得较大优势。，矢量控制主要几个方面：1）为降低电机布线复杂度、提高系统稳定性，近年对无速度传感器研究；电机参数识别跟踪；矢量控制系统的研究。在矢量控制技术研究方面，、美、日走在了世界的前列，在上述三个发展方向上，这三个国家各有优劣。大控制方面，于大功率电机车领域；日本在研究无速度传感器方面较为先进，开发的通用变频器在电机车等领域逐步得到应用；美国在电机参数识别方面研究比较深入，将人工神经元网络控制、模糊控制等新技术应用在等领域。矢量控制的我国和工业较薄弱，矢量控制技术发展，中国市场，矢量控制技术的研究，电气传动领域。矢量控制的研究主要在自适应、无速度传感器和大功率牵引电机等方面，计算机仿真阶段，。 14 本论文的研究背景和研究内容 为了提高性能、安全性和能源利用率，研究高性能的控制系统很有必要，根据生产过程中的实际，本文各类矢量控制提出了一种可行矢量控制方案满足生产要求的控制系统主要几方面的工作：矢量控制原理异步电机的数学模型2）对各矢量控制方案进行分析比较，，根据生产过程中电机的，选用转子磁链定向矢量控制3）根据建立系统仿真模型，并利用MATLAB对控制系统进行仿真，根据所得分析仿真结果，验证控制方案的。 2 坐标变换异步电机的模型 2.1 坐标变换的基本原理 求解非线性方程必须简化，是坐标变换。 图2.1 直流电动机的物理模型 。，：所产生的磁动势完全相同。 2.2 三相--两相静止变换（3s／2s变换） 三相静止绕组A、B、C两相静止绕组(、(称 2.3 两相静止-两相旋转变换（2s／2r变换） 另一种坐标系是旋转，根据旋转 图2.3 两相静止与两相旋转坐标系）矢量 （-12） 2.电机的数学模型较复杂，对分析前，要选择好合适的坐标，目前常用的是三相运动参量坐标系。，电机的运动的影响。.1 三相静止坐标系的模型不论电机为何种类型，为三相a、b、c，转子a轴与定子A轴的图3.1 三相异步电动机的物理模型 （-1） （-2） 本文选用两相旋转电流模型。.4 几种不同的磁链控制和解耦方法的比较 差型矢量控制系统的磁场定向仍然摆脱不了参数（Tr、Lmd）变化对系统性能的影响，但向精度欠佳。 编写程序构造新的专用工具包。 图7.5 环脉冲发生器及电流控制逆变器组合模型及子系统 滞环脉冲发生器由三个滞环控制器Relay和三个逻辑非运算器Logical operator组成，模块输入为三相给定电流值和三相实测电流值，输出为6路逆变器PWM控制信号，其中1、3、5路与2、4、6路控制信号为相反信号。该模块由Simulink Library中的模块Relay和Logical operator来构建，Relay根据输入信号的变化在逻辑1和0之间跳变，当给定电流比实际电流大，且差值大于Relay的滞环宽度时，对应相正向导通，Relay输出1，负向关断Logical operator 输出0。当实际电流高于给定电流，且差值大于滞环宽度时，对应相负向导通，正向关断。减小滞环宽度可以使输出值与给定值更吻合，不过增加了开关频率，受IGBT开关频率的限制滞环宽度不能取得太小，此外滞环宽度取值太小，系统采样周期也要减小，这将给系统的实时运行带来不利。 功率变换单元为电流控制逆变器，采用电力系统模块中的万能桥Universal Bridge组成，电力电子器件选用IGBT/Diodes，采用三桥臂六IGBT结构 图7.6 IGBT-Diodes型万能桥内部结构 电机指定信号输出选择定子电流（ia、ib、ic）、转子机械角速度（）以及转矩Te。如图7.7所示。 图7.7 电机指定信号输出设置 电机鼠笼式，采用静止参考坐标系，输出功率（标称值）为Pn=18 KW；电压Vn=380 V；频率为fn=50 Hz；定子电阻Rs=0.087 Ω；定子漏感L1s=0. 8 mH；转子电阻Rr’=0.228 Ω；转子漏感L1r’=0.8 mH；互感Lm=0.1557 H；转动惯量J=1.55 kg·m2；摩擦系数F=0.1 N·m·s；极对数p= 2。具体设置如图7.8所示。 图7.8 电机参数设置 仿真模型采用转子磁场直接定向矢量控制系统，图形用户(GUI)，为使仿真模型运