發(fā)布時間：2018-05-19 20:32

  本文選題：模型參考自適應(yīng)系統(tǒng) + 無速度傳感器　； 參考：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著我國國民經(jīng)濟的快速增長和人民生活水平的提高,對于鐵路與城市軌道交通的需求也逐漸擴大。而電力牽引傳動與控制系統(tǒng)作為機車車輛的核心部分,承擔(dān)了為機車車輛提供牽引動力的職責(zé),其控制性能好壞直接決定了機車能否正常運行。采用矢量控制的牽引傳動系統(tǒng),需要牽引電機的轉(zhuǎn)速信息,為了解決速度傳感器對牽引傳動系統(tǒng)所造成的可靠性降低、維護困難、系統(tǒng)復(fù)雜度和成本增加等問題,近年來無速度傳感器控制技術(shù)成為了研究熱點。本文以某型號地鐵車輛的牽引異步電機作為研究對象,對無速度傳感器矢量控制技術(shù)進行了研究,具有一定的理論與工程意義。論文首先簡要介紹了異步電機在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上介紹了間接轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制技術(shù),采用矢量控制來滿足牽引電機的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快、調(diào)速范圍寬等控制性能需求。其次,在綜合考慮了辨識轉(zhuǎn)速的準(zhǔn)確度、控制算法的計算量和穩(wěn)定性等因素后,本文選擇采用模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)(MRAS)對轉(zhuǎn)速進行辨識。經(jīng)過對傳統(tǒng)的基于轉(zhuǎn)子磁鏈的MRAS轉(zhuǎn)速辨識法的分析研究,針對電壓模型(參考模型)中純積分環(huán)節(jié)所引起的直流偏置和誤差積累問題,通過采用一階低通濾波和補償信號代替純積分的方式改進電壓模型。研究了基于定子電流的MRAS轉(zhuǎn)速辨識法,避免MRAS中由參考模型的不準(zhǔn)確所引起的誤差。然后在Matlab/Simulink環(huán)境下,搭建了基于改進的轉(zhuǎn)子磁鏈MRAS無速度傳感器矢量控制模型和基于定子電流的MRAS無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)模型,并進行了仿真,同時分析了電機參數(shù)對系統(tǒng)的影響,對兩種控制算法進行了比較分析,仿真結(jié)果驗證了兩種控制算法的正確性。最后,在SpaceR實時仿真器和TMS320F28335控制器的基礎(chǔ)上搭建了硬件在回路半實物實驗平臺,基于實驗平臺完成了被控對象建模和控制程序的設(shè)計編寫,在此實驗平臺上進行了相關(guān)實驗,實驗結(jié)果驗證了本文設(shè)計的基于MRAS的無速度傳感器矢量控制算法的正確性和可行性。
[Abstract]:With the rapid growth of our national economy and the improvement of people's living standard, the demand for railway and urban rail transit is gradually expanded. As the core part of locomotive and rolling stock, electric traction drive and control system undertakes the responsibility of providing traction power for locomotive and rolling stock, and its control performance directly determines whether the locomotive can run normally. The speed information of the traction motor is needed in the traction drive system with vector control. In order to solve the problems such as the decrease of reliability caused by the speed sensor to the traction drive system, the difficulty of maintenance, the increase of system complexity and cost, etc. In recent years, speed sensorless control technology has become a research hotspot. Taking the traction asynchronous motor of a certain type of subway vehicle as the research object, the speed sensorless vector control technology is studied in this paper, which has certain theoretical and engineering significance. In this paper, the mathematical models of induction motor in different coordinate systems are introduced briefly, and then the vector control technology of indirect rotor flux orientation is introduced. Vector control is used to satisfy the fast torque response of traction motor. Wide range of speed control performance requirements. Secondly, after taking into account the accuracy of speed identification, the computational complexity and stability of the control algorithm, this paper chooses the model reference adaptive system (MRAS) to identify the rotational speed. Based on the analysis and research of the traditional rotor flux based MRAS speed identification method, the DC bias and error accumulation caused by the pure integral link in the voltage model (reference model) are studied. The voltage model is improved by using first order low pass filter and compensation signal instead of pure integral. The method of speed identification of MRAS based on stator current is studied to avoid the error caused by the inaccuracy of reference model in MRAS. Then the speed sensorless vector control model based on improved rotor flux MRAS and the MRAS speed sensorless vector control model based on stator current are built and simulated in Matlab/Simulink environment. At the same time, the influence of motor parameters on the system is analyzed, and the two control algorithms are compared and analyzed. The simulation results verify the correctness of the two control algorithms. Finally, based on the SpaceR real-time simulator and TMS320F28335 controller, the hardware in-loop hardware-in-the-loop experimental platform is built. Based on the experimental platform, the modeling of the controlled object and the design of the control program are completed, and the related experiments are carried out on this experimental platform. The experimental results verify the correctness and feasibility of the speed sensorless vector control algorithm based on MRAS.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP212;U264.1

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本文編號：1911558