【正文】 、方法不同之外，仍沿用磁場定 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 第 4 頁 向控制技術(shù)。 （ 3） 在高溫、高濕、多塵的惡劣環(huán)境下無法工作，而且碼盤工作精度易受環(huán)境條件的影響。由于速度傳感器的安裝給系統(tǒng)帶來了一些缺陷： （ 1） 增加了系統(tǒng)的成本，精度越高的碼盤價格也越 貴。 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。24x 特別適合于交流調(diào)速控制。24x 還具有 8 路片內(nèi) 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換，可以直接對電流或電壓檢測信號進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，當(dāng)然 39。 24x 內(nèi)部具有一個“事件管理器”，包括定時器、比較單元以及 PWM 產(chǎn)生電路，可以根據(jù)需要產(chǎn)生 6路互補(bǔ)的、帶死區(qū)控制的 PWM 信號。特別是 CPU 內(nèi)部具有 1 個硬件乘法器，使得乘法運算也只需 1個指令周期即可完成，大大提高了運算速度，可用于對快速性和實時性要求很高的控制。 39。C20xx 平臺，以 39。 39。為了進(jìn)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(yù)，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。 早期用于電機(jī)控制的微處理器是各種類型的單片機(jī)，如 Intel 公司的 51 系列和 1%系列單片機(jī)，都得到了廣泛應(yīng)用，特別是 80C 196MC 具有片內(nèi)波形發(fā)生器 (WFG)，可產(chǎn)生 3對獨立的 PWM 信號，適合于交流感應(yīng)電機(jī)控制，在一般的變頻器中很多采用這種單片機(jī)。 2)控制軟件可以根據(jù)需要替換、修改或移植，靈活性大，穩(wěn)定性好。 在現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)中，由模擬電子電路構(gòu)成的模擬控制已不能適應(yīng)復(fù)雜的控制策略和 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計論文 第 3 頁 大量數(shù)據(jù)計算的需要，由微處理器為核心的數(shù)字控制已經(jīng)成為交流調(diào)速控制器的主要形式。本文實驗部分就是采用三菱公司的IPM (PMI5RSH120)，該模塊耐壓為 1200V,額定工作電流為 15A,開 關(guān)頻率為 20kHz，可用于 的三相變頻功率輸出。隨著超大規(guī)模集成 電路制造技術(shù)的提高，電力電子技術(shù)領(lǐng)域的新趨勢是發(fā)展功率集成電路 (PIC )，將電力電子器件和驅(qū)動電路、保護(hù)電路、一部分檢測電路、甚至和微機(jī)的接口電路等集成在一個芯片內(nèi)，使整個器件的可靠性大為提高，而且設(shè)備體積小、功能多、成本低，用戶省去設(shè)計驅(qū)動電路和保護(hù)電路的麻煩，使用起來大為方便。另一種方案則是提高 IGBT 的電壓、電流等級，目前也取得了一些發(fā)展。提高電壓和降低通態(tài)壓降是發(fā)展 IGBT 的主要矛盾，目前，新一代 IGBT 的電壓己經(jīng)提高到 ，而導(dǎo)通壓降為 。 GTO 主要用于數(shù)千 kVA 的大容量變流器，如電氣機(jī)車、大型軋鋼機(jī)、礦井卷揚(yáng)機(jī)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。其缺點是導(dǎo)通壓降大，只適用于高頻小功率的應(yīng)用場合。其中 BJT 和 GTO 是電流控制型，而 PMOSFET 和 IGBT 是電壓控制型，即場控器件。 晶閘管是初期可控變流裝置采用的主要器件，由于它只能觸發(fā)導(dǎo)通不能控制關(guān)斷，所以是半控器件，用于可控整流很適合，若用于可控的逆變器，就需要強(qiáng)迫換流電路，使裝置復(fù)雜化。從單片元件到模塊化、集成化 。從電流控制到電壓控制(場控 )。 50 年代末，第 1 個普通晶閘管 (SCR)在美國通用電氣公司的實驗室誕生，標(biāo)志著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的開端。采用微處理器控制以后，用軟件實現(xiàn)矢量控制算法，使硬件電路規(guī)范化，既降低成本，又提高了可靠性。 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(jī)控制系統(tǒng)獲得了飛躍發(fā)展，從此“電子”進(jìn)入了強(qiáng)電領(lǐng)域，電力電子器件成為弱電控制強(qiáng)電的紐帶，電力電子變流器成為電機(jī)控制系統(tǒng)的核心。由于坐標(biāo)變換后的電機(jī)模型考慮了瞬態(tài)的情況，不僅可以較準(zhǔn)確地控制電機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能，而且也能保證實現(xiàn)良好的動態(tài)性能，為交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的高性能化奠定了強(qiáng)有力的理論基礎(chǔ)，一直被認(rèn)為天經(jīng)地義的交流拖動的分工格局被逐漸打破，高性能交流調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用的比重逐年上升。磁場定向控制理論（即通 常說的矢量控制）的出現(xiàn)，使得交流調(diào)速技術(shù) 【 3】【 4】 發(fā)生了一次質(zhì)的飛躍。交流調(diào)速方案雖然早已有多種發(fā)明并得到實際應(yīng)用，但其性能卻始終無法與直流調(diào)速系統(tǒng)相匹敵。但是交流電機(jī)調(diào)速比較困難，早期的應(yīng)用主要是調(diào)壓調(diào)速，電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速，繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速， 30年代提出了繞線式異步 電機(jī)串級調(diào)速的方法，這些方法都是在電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速恒定的情況下調(diào)解轉(zhuǎn)差率，效率都很低。交流電機(jī)則因其結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、運行可靠、成本低 、易維護(hù)、可適應(yīng)于大容量調(diào)速和工作于惡劣環(huán)境等優(yōu)點，因此人們一直期望將交流電機(jī)應(yīng)用到高性能調(diào)速系統(tǒng)中去，隨著電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速性能完全可以和直流調(diào)速媲美 【 1】【 2】 。其優(yōu)點是調(diào)速范圍寬、靜差小、穩(wěn)定性好、易于實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)矩控制，具有良好的動態(tài)性能等。而很多場合都需要對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，如 車輛，、電梯、機(jī)床及造紙機(jī)械等，而風(fēng)機(jī)、水泵等為了減少損耗，節(jié)約電能也需要調(diào)速。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。由于電機(jī)在運行過程中的參數(shù)會發(fā)生變化，必須保證磁鏈和轉(zhuǎn)速估計的準(zhǔn)確性，使系統(tǒng)具有良好的動態(tài)性能。這樣既減少了成本，又提高了控制系統(tǒng)的簡易性和魯棒性。按轉(zhuǎn)子磁鏈定向使交流調(diào)速系統(tǒng)的性能產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。 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； ③ 研究內(nèi)容的 理論依據(jù)和技術(shù)方法； ④ 取得的主要成果及創(chuàng)新點； ⑤ 工作態(tài)度及工作量； ⑥ 總體評價及建議成績； ⑦ 存在問題； ⑧ 是否同意答辯等）： 成 績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計評閱教師評閱書 評閱教師評語 （ ① 選題的意義； ② 基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握； ③ 綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力； ③ 工作量的大??； ④ 取得的主要成果及創(chuàng)新點； ⑤ 寫作的規(guī)范程度； ⑥ 總體評價及建議成績； ⑦ 存在問題； ⑧ 是否同意答辯等 ）： 成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計答 辯及綜合成績 答 辯 情 況 提 出 問 題 回 答 問 題 正 確 基本 正確 有一般性錯誤 有原則性錯誤 沒有 回答 答辯委員會評語及建議成績： 答辯委員會主任簽字： 年 月 日 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評定成績： 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人： 年 月 日 摘 要 異步電動機(jī)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型是一個高階、非線性，強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設(shè)計）或與該論文（設(shè)計）直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時，單位署名為 。 論文（設(shè)計）作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)論文（設(shè)計）版權(quán)使用授權(quán)書 本畢業(yè)論文（設(shè)計）作者同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文（設(shè)計）的復(fù)印件和電子版，允許論文（設(shè)計）被查閱和借閱。 中 國 礦 業(yè) 大 學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè) 計 學(xué) 院： 信息與電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣 工程 與自動化 設(shè)計題目 ： 基于 DSP的異步電動機(jī)無速度傳感器的矢量控制研究 畢業(yè)論文（設(shè)計）誠信聲明 本 人聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計）是在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，論文中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖表、資料均已作明確標(biāo)注，論文中的結(jié)論和成果為本人獨立完成，真實可靠，不包含他人成果及已獲得 或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。本人授權(quán)青島農(nóng)業(yè)大學(xué)可以將本畢業(yè)論文（設(shè)計）全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文（設(shè)計）。 論文（設(shè)計）作者簽名： 日期： 年 月 日 指 導(dǎo) 教 師 簽 名： 日期： 年 月 日 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 學(xué)院 信電學(xué)院 專業(yè)年級 電氣 06 班 學(xué)生姓名 張有勝 任 務(wù) 下 達(dá) 日期 ： 20xx 年 3 月 1 日 畢業(yè)設(shè)計日期： 20xx 年 3 月 1 日至 20xx 年 6 月 18 日 畢業(yè)設(shè)計題目： 基于 DSP 的異步電動機(jī)無速度傳感器的矢量控制研究 畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容和要求： 1. 復(fù)習(xí)電力拖動自動控制系 統(tǒng)課程，重點學(xué)習(xí)異步電機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)理論（包括異步電機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型和坐標(biāo)變換技術(shù)、轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制系統(tǒng)），了解國內(nèi)外無傳感器控制的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢； 2. 學(xué)習(xí) TMS320C2812DSP； 3． 學(xué)習(xí)觀測器理論、模型參考自適應(yīng)等相關(guān)理論； 掌握異步電動機(jī)矢量控制的方法； 4． 完成異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈估計模型的 DSP實現(xiàn)； 5. 采用Ｍ atlab／Ｓ imulink對轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。采用坐標(biāo)變換的方式將三相靜止坐標(biāo)系變?yōu)閮上嗤叫D(zhuǎn)坐標(biāo)系，可以實現(xiàn)定子電流的解耦，從而實現(xiàn)磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦控制，達(dá)到直流電機(jī)的控制效果。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(jìn)行速度估計以取代速度傳感器 。 無速度傳感器的矢 量控制重點是磁鏈的觀測和轉(zhuǎn)速的估計。本文應(yīng)用基于超穩(wěn)定性理論的模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)，對無速度傳感器的矢量控制進(jìn)行轉(zhuǎn)速估計和磁鏈觀測。 關(guān)鍵詞：異步電機(jī)；無速度傳感器的矢量控制；模型參考自適應(yīng)；轉(zhuǎn)速估計；磁鏈觀測 ABSTRACT Dynamic mathematical model of asynchronous motor is a higher order、 nonlinear、 the strong coupling of mult