畢業(yè)設(shè)計(jì)-異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真模型設(shè)計(jì)(參考版)
2024-12-07 18:55本頁面
【正文】 。在每次設(shè)計(jì)遇到問題時(shí)老師都不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行。 參考文獻(xiàn) [1] 陳伯時(shí) . 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)（第三版） .機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [2] 洪乃剛 電力電子和電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的 MATLAB 仿真，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [3] 顧繩谷 .電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)上 （第四版） .機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. [4] 顧繩谷 .電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)下 （第四版） .機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. [5] 張儉英 .異步電動(dòng)機(jī)自適應(yīng)矢量控制系統(tǒng)的研究及仿真， 2021. [6] 王正林，陳國順 . MATLAB/Simulink 與控制系統(tǒng)仿真 電子工業(yè)出版社， 2021 [7] 葉斌 電力電子應(yīng)用技術(shù)，清華大學(xué)出版社， 2021 [8] 李華德 .電力拖動(dòng)控制系統(tǒng) .電子工業(yè)出版出版社， 2021. [9] 郭慶鼎，王成元 .異步電動(dòng)機(jī)的矢量變換控制原理及應(yīng)用 .遼寧人民出版社，1988. [10]黃俊 .電力電子變流技術(shù) ，北京 :第三版 .機(jī)械工業(yè)出版社 , 一 220 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 [11]周淵深 .交直流調(diào)速系統(tǒng)與 MATLAB 仿真 .北京 :中國電力出版社， 一 272 [12]王維平 .現(xiàn)代電力電子技術(shù)與應(yīng)用 .南京 :東南大學(xué)出版社 , 一 120 [13] 楊耕，羅應(yīng)立等 . 電機(jī)與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 清華大學(xué)出版社， 2021 [14] 王離九 . 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) . 華中理工大學(xué)出版社， 1991 致謝 大學(xué)生活一晃而過，回首走過的歲月，心中倍感充實(shí)，當(dāng)我寫完這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書的時(shí)候，有種如釋重負(fù)的感 覺，感慨良多。 在介紹了矢量控制方法的磁場(chǎng)方向原理轉(zhuǎn)子磁鏈計(jì)算方法后，給出了按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)，并給出了轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器的設(shè)計(jì)。 五、總結(jié) 本課題詳細(xì)介紹了異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的原理，利用 MATLAB 語言中的 SIMULINK 模塊和電力系統(tǒng)模塊庫 (Power System Blockset)建立了異步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真模型。 由以上的仿真結(jié)果并結(jié)合系統(tǒng)矢量控制結(jié)構(gòu)框圖組合各個(gè)模塊及搭建的整 個(gè)系統(tǒng)的仿真模型可以看出，本論文所涉及的控制方法是可以實(shí)現(xiàn)的 。帶磁鏈調(diào)節(jié)器后，在起動(dòng)階段，磁場(chǎng)得建立過程比較平滑，磁鏈呈螺旋增加，同時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩也不斷上升，整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，穩(wěn)態(tài)精度高。2) F () （ 2） 各調(diào)節(jié)器參數(shù) 表 42 各調(diào)節(jié)器參數(shù) 調(diào)節(jié)器 比例放大器 G1放大倍數(shù) 積分放大器 G2放大倍數(shù) 積分器限幅 調(diào)節(jié)器輸出限幅 上限 下限 上限 下 限 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR 80 80 150 150 轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器ATR 12 60 60 200 200 磁鏈調(diào)節(jié)器 AΨ R 100 15 15 13 13 （ 3） 各給定參數(shù) 表 43 各給定參數(shù) ?n 0i ?psir 100 0 10 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 仿真結(jié)果 (1) 定子磁鏈軌跡 圖 17 （ 2）三相電流給定波形 圖 18 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 （ 3）轉(zhuǎn)速響應(yīng) 圖 19 （ 4）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 輸出 圖 20 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 （ 5）輸出轉(zhuǎn)矩軌跡 圖 21 （ 6）兩相調(diào)制信號(hào) 圖 22 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 （ 7）轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器 ATR 輸出 仿真結(jié)果分析 在仿真結(jié)果中可以看到，在矢量控制下轉(zhuǎn)速上升平穩(wěn)，加載后略有下降但隨即恢復(fù)，在 時(shí)達(dá)到給定轉(zhuǎn)速時(shí)和 1s 加載時(shí)，系統(tǒng)調(diào)節(jié)器和電流、轉(zhuǎn)矩都有相應(yīng)的響應(yīng)。 四、異步電動(dòng)機(jī)矢量控系統(tǒng)的仿真及結(jié)果分析 各模塊參數(shù)設(shè)置 在完成模型建立后，根據(jù)得到的各波形圖的顯示，經(jīng)過反復(fù)的對(duì)各個(gè)模塊參數(shù)調(diào)試和更改，得到以下個(gè)模塊的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的 參數(shù)。三個(gè)調(diào)節(jié)器 ASR、 ATR、 AΨ R 均是帶輸出限幅的 PI調(diào)節(jié)器。 圖 帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)電氣原理圖 帶轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)仿真模型如圖 16 所示。 ATR和 ApsiR 的輸出分別是定子電流的轉(zhuǎn)矩分量 ?sti 和勵(lì)磁分量 ?smi 。在圖中，主電路采用了電流滯環(huán)控制型逆變器。本人采用的是轉(zhuǎn)子磁鏈的電流模型。 三、異步電動(dòng)機(jī)矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型 各模塊的仿真模型 （ 1） 2s/2r 變換和 2s/2r 逆變換的仿真模型 由坐標(biāo)變換的原理建立 3s/2r 變換和 3r/2s 變換的仿真模型，如圖 ，圖 所示。 比較起來，電壓模型更適用于中、高速范圍，而電流模型能使用低速。和電流模型相比，電壓模型受電動(dòng)機(jī)參數(shù)變化的影響較小，而且算法簡單，便于應(yīng)用。 ??r ?su ??s ?cos ?si r? SR S1 mrLL sL? 22 ?? ?? rr ? ? 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 ??s ?su ??r ?sin ?si 圖 計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈的電壓模型 計(jì)算定子磁鏈，然后，再計(jì)算 轉(zhuǎn)子磁鏈。 ?si ??r ?cos ? r? ?si ?sin 圖 在 ?? 坐標(biāo)系上計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈的電流模型 2） 計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈的電壓模型 根據(jù)電壓方程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于磁鏈變化率的關(guān)系，取電動(dòng)勢(shì)的積分就可以 Lm 11?sTr ? rT ? ? 22 ?? ?? rr ? Lm 11?sTr ? 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 得到磁鏈，這樣的模型叫做電壓模型。在計(jì)算模型中，由于主要實(shí)測(cè)信號(hào)的不同，又分為電流模型和電壓模型兩種。 轉(zhuǎn)子磁鏈的直接檢測(cè)比較困難，現(xiàn)在實(shí)用的系統(tǒng)中多采用按模型計(jì)算的方法，即利用容易測(cè)得的電壓、電流或轉(zhuǎn)速等信號(hào)，借助于轉(zhuǎn)子磁鏈模型，實(shí)時(shí)計(jì)算磁鏈的幅值與空間位置。 異步電動(dòng)機(jī)在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 （ 1）異步電動(dòng)機(jī)在 ??, 坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型 對(duì)于異步電機(jī)定子側(cè)的電磁量我們用下角標(biāo)以 s，對(duì)于轉(zhuǎn)子側(cè)的電磁 量用下角標(biāo) r，氣隙電磁量則用下角標(biāo) m，電壓矩陣方程為 :
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