【正文】 mL L L L L L L ?? ? ? ? ? ? ?(210)c os( 12 0 )A b B a B c c B Ca a C mL L L L L L L ??? ? ? ? ? ? ? ? (211) ( 2 4 0 )A c c A B a a B Cb b C mL L L L L L L ??? ? ? ? ? ? ? ? (212) 從以上方程可知，定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組之間的互感與轉(zhuǎn)子位置角 有關(guān)，它們是變參量，這是系統(tǒng)非線性的一個根源。 旋轉(zhuǎn)變換 (Park 變換 ) 從圖 中的兩相靜止坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系 M, T 的變換稱作 Park 變換，簡稱 2s/2r變換，其中 s表示靜止， r 表示旋轉(zhuǎn)。 圖 兩相靜止到兩相旋轉(zhuǎn)變換 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 第 12 頁 c o s s i ns i n c o sMTiiii?????????? ??? ???? ??????? ??c o s s i ns i n c o s MTi ii i?????? ? ??????? ?????? ????0000sss s ms s mm r m r r r rrrr m m r r r ruiR L p L pR L p L pL p L R L p LL L p L R L pui????????? ? ? ????? ? ? ????? ? ? ??? ? ? ??? ? ? ?? ? ?? ? ? ???? ? ? ?s s s m rs s s m rr s s m rr s s m rL i L iL i L iL i L iL i L i? ? ?? ? ?? ? ?? ? ????????? ???????? ???relndJTTp dt??? 根據(jù)圖 （ 218） 旋轉(zhuǎn)反變換如下： （ 219） 其中 ? 為 MT坐標(biāo)和靜 止 ??? 的夾角 異步電機在兩相坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 上面分析得到了異步電機的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，為了矢量控制分析，必須把它轉(zhuǎn)換為 MT旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，因此，必須先將三相靜止坐標(biāo)系下的模型轉(zhuǎn)換為 ??? 兩相靜止坐標(biāo)系下的模型。 電磁轉(zhuǎn)矩方程 由機電能量轉(zhuǎn)換原理，可得到電磁轉(zhuǎn)矩方程 (213) ? 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 第 10 頁 relndJTT P dt???1112 223 33022ABCiiiii???? ???????? ????? ?????? ???????從上式可以看出，電磁轉(zhuǎn)矩是定子電流、轉(zhuǎn)子電流及角 ? 的函數(shù)，是一個多變量，非線性且強耦 合的函數(shù)。異步電機本質(zhì)上是一個高階、非線性、強耦 合的多變量系統(tǒng)，為了便于研究，一般進行如下假設(shè) : （ 1)三相定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組在空間均分布，即在空間互差 120o 所產(chǎn)生的磁動勢沿氣隙圓周按正弦分布，并忽略空間諧波 。 利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對異步電機矢量控制的反饋信號磁鏈、轉(zhuǎn)矩以及磁鏈的相位進行辨識。 模型參考自適應(yīng)法（ MRAS) 模型參考自適應(yīng)（ MRAS）方法的轉(zhuǎn)速估計的基本思想，對同一控制對象，將不含位置參數(shù)的數(shù)學(xué)模型作為參考模型，將含有待辨識參數(shù)的模型作為可調(diào)模型，兩個模型應(yīng)該具有相同物理意義的輸出，利用兩個模型的誤差構(gòu)成的自適應(yīng)率來實時調(diào)節(jié)可調(diào)模型的參數(shù)，達到控制對象的輸出跟蹤參考模型的目的，由于采用閉環(huán)觀測模型，因此辨識的精度比直接法要高，抗干擾性強，因而應(yīng)用范圍廣。 無速度傳感器矢量控制的研究現(xiàn)狀 以轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在高性能的工業(yè)應(yīng)用場合，轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制環(huán)節(jié)一般是必不可少的。為了進一步提高運算速度，特別是對矢量控制這種具有復(fù)雜的控制方案和數(shù)據(jù)計算的場合， 80 年代初出現(xiàn) 了數(shù)字信號處理器 (DSP )，目前最常用的則是德州儀器公司 (TI)的 TMS320 系列 DSP o 1982 年，德州儀器公司推出了第 1個 TMS320 系列產(chǎn)品 TMS320xx，該產(chǎn)品被“電子產(chǎn)品”雜志授予“年度產(chǎn)品”的榮譽，如今 TMS320 已發(fā)展到擁有定點、浮點及多處理器等各種型號的系列產(chǎn)品，是世界市場上占有量最大的 DSP，已廣泛用于數(shù)字信號處理、自動控制等領(lǐng)域。 GTO 主要用于數(shù)千 kVA 的大容量變流器，如電氣機車、大型軋鋼機、礦井卷揚機等，近年來 ，國產(chǎn)的 GTO 已經(jīng)做到 2500V, 20xxA 的水平，而三菱公司己推出 6000V, 6000A 的水冷 GTO 器件，但配置恰當(dāng)?shù)尿?qū)動電路和緩沖電路是 GTO 應(yīng)用中的兩大難點。 50年代末出現(xiàn)了靜止的電力電子變流裝置以后，逐步解決了變流裝置的減少設(shè)備、縮小體積、降低成本、提高效率、消除噪聲等問題，使電機控制系統(tǒng)獲得了飛躍發(fā)展，從此“電子”進入了強電領(lǐng)域，電力電子器件成為弱電控制強電的紐帶，電力電子變流器成為電機控制系統(tǒng)的核心。對系統(tǒng)的仿真結(jié)果表明，基于模型參考自適應(yīng)的矢量控制系統(tǒng)具有良好的靜態(tài)和動態(tài)性能。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 從 20 世紀(jì) 20 年代起就開始使用直流調(diào)速系統(tǒng)，直流電機由于其勵磁電路和電驅(qū)電路互相獨立，可以分別控制勵磁電流和電驅(qū)電流，從而控制勵磁磁鏈和轉(zhuǎn)矩。由此可見，電力電子器件和微處理器的應(yīng)用是現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展的兩項必備的物質(zhì)基礎(chǔ)，電力電子器件和微處理器的迅速發(fā)展是推動交流調(diào)速系統(tǒng)不斷更新的動力。在大功率電力電子器件中，正在研制場控化的 GTO，即 MCT，目前研制樣品雖已達到 1000V 、 100A 的水平，但還處于研究開發(fā)階段。24x屬于 16 位定點 DSP 基于 39。 （ 2） 碼盤在電機軸上的安裝，安裝不當(dāng)將影響測速精度，降低系統(tǒng)的可靠性。人們在此基礎(chǔ)上采用 MRAS 的矢量控制進行了大量研究，并取得了一定的成果 【 10】【 11】 。 雖然神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于電機控制取得了一些成果，但這些研究都還不大成熟，并且很多事通過仿真來實現(xiàn)的，工業(yè)應(yīng)用尚處于起步階段，還需要專門的硬件平臺來支持，離實用化還有一定的距離，然而，隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論及技術(shù)的不斷完善，必定會對交流傳動控制技術(shù)帶來巨大的變化。 (4)忽略鐵耗的影響。 對于恒轉(zhuǎn)矩負載，阻尼系數(shù) D=0,則有 （ 215） 坐標(biāo)變換及變換矩陣 如果將交流電機的物理模型等效地變換成類似直流電機的模式，分析和控制問題就可以大為簡化。 (1) 電壓方程 (220) （ 2）磁鏈方程 （ 221） （ 3）電磁轉(zhuǎn)矩方程 ()e n m s r s rT p L i i i i? ? ? ??? （ 222） （ 4）運動方程 （ 223） 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 第 13 頁 11sm sms s s m mst ste s s s e m mm s m r r r rrm rms m m s r r rrt rtuiR L p L L p LL R L p L L pL p L R L p LL L p L R L p????????? ? ?? ? ? ???? ? ? ????? ? ? ??? ? ? ?? ? ?? ? ? ????? ? ? ?sm s sm m rmst s st m rtrm r rm m smrt r rt m stL i L iL i L iL i L iL i L i???????? ???????? ???relndJTTp dt???在 ??? 坐標(biāo)系中繞組都落在兩根相互垂直的軸上，兩組繞組間沒有耦合，矩陣中所有元素均為常系數(shù)，消除了異步電動機在三相靜止坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型中的一個非線性的根源 。在該兩相固定繞組 ? 、 ? 中，加時間上相差 90? 的兩相平衡交流電流 i? 、 i?時，同樣也可以產(chǎn)生與三相定子合成磁動勢相同的空間矢量 F，且同 步角頻率為 1? 。 將定子和轉(zhuǎn)子電壓方程寫成矩陣形式： (23) 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 第 9 頁 AAA A A B A C A a A b A cBBB A B B B C A a A b A cCCC A C B C C C a C b C caA aB aC aa ab acaabA bB c C ba bb bcbbc A c B c C c a c b c ccciL L L L L LiL L L L L LiL L L L L LL L L L L L iL L L L L L iL L L L L L i??????? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ?Li??( ) s in ( ) s in ( 1 2 0 )( ) s in ( 1 2 0 )e n m A a B b C c A b B c C aA c B a C bT p L i i i i i i i i i i i ii i i i i i??????? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ?磁鏈方程 由于繞組的磁鏈?zhǔn)撬旧淼淖愿写沛満推渌@組對它的互感磁鏈之和，因此，根據(jù)圖 21可列出三相異步電機的磁鏈方程 （ 24） 或者寫成： (25) 式中 L 是 6x6 電感矩陣，其中對角線上元素是各繞組的自感，其余元素是各燒組間的互感。 第五章 在仿真的基礎(chǔ)上，對實驗系統(tǒng)進行了硬件設(shè)計，包括主電路、控制電路、驅(qū)動及保護電路的設(shè)計與實現(xiàn)。 通過分析異步電機的狀態(tài)方程，認為由于定子電流己經(jīng)測得，不需要再估計， 因此得到以轉(zhuǎn)子磁鏈和轉(zhuǎn)速為狀態(tài)變量的 3 階狀態(tài)方程，利用擴展卡爾曼濾波對變量進行估計，并利用 DSP 開發(fā)系統(tǒng)進行了實驗研究，實驗結(jié)果顯示出算法的正確性。 為了克服磁鏈計算時的積分漂移問題，提出利用轉(zhuǎn)子反電動勢計算同步轉(zhuǎn)速。 39。微處理器構(gòu)成的數(shù)字控制優(yōu)越性表現(xiàn)為 : 1)控制器的硬件電路標(biāo)準(zhǔn)化程度高、成本低、可靠性高。因此 70 年代以后，人們陸續(xù)研制出各種全控器件用于交流調(diào)速系統(tǒng)，常用的全控器 件有 PMOSFET, BJT, GTO 和 IGBT 等。 直到 1968 年， Darmstader 工科大學(xué)的 Hasse 博士，發(fā)表了第一篇關(guān)于矢量控制的論文；1971 年，聯(lián)邦德國學(xué)者、西門子公司的 將這種一般化的概念形成系統(tǒng)理論，并以磁場定向控制為名稱的專利的形式發(fā)表。無速度傳感器控制 解決問題的出發(fā)點是利用檢測的定子電壓、電流等容易檢測到的物理量進行速度估計以取代速度傳感器 。 院長簽字： 指導(dǎo)教師簽字： 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師評閱書 指導(dǎo)教師評語 （ ① 基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握； ② 獨立解決實際問題的能力；