异步电机的矢量控制系统研究【文献综述】.doc

1、毕业设计文献综述电气工程与自动化异步电机的矢量控制系统研究一、说明材料来源情况宁波大学图书馆和阅览室，MATLAB电机仿真精华50例，中国期刊全文数据库，ELSEVIER期刊SCIENCEDIRECT和IEL全文数据库。二、对课题的研究历史、现状等进行准确的分析与归纳并作出简要评述异步电机在早期阶段，交流调速性能始终无法与直流电机相比，交流电机的使用受到很大限制，因此早期的高性能调速系统一般都采用直流电机，直流电机调速一直占有主导地位。然而交流调速也有其突出的优点造价成本低，结构简单，维护容易，可以实现高压大功率以及高速驱动，适宜在恶劣的条件下工作等，这又吸引着人们对异步电机展开研究。自20世

2、纪70年代提出了异步电机矢量变换控制方法，至今已获得迅猛的发展。这种理论的主要思想是将异步机模拟成直流机，通过坐标变换的方法，分别控制电机的励磁与转矩电流分量，从而获得与直流机一样的良好的动态调速特性。这种控制方法现已比较成熟，但是因为这种方法采用了坐标变换，需要进行快速、复杂的数学运算，所以对控制器的运算速度、处理能力等要求较高，微型计算机技术的发展为矢量变换控制的实现提供了良好的外部条件。近年来，围绕着矢量变换的缺陷，如系统结构复杂，非线性和电机参数变化影响系统性能等问题，有许多学者进行了大量的研究。1985年，德国的教授提出了一种新的控制方法，即异步电机直接转矩控制系统。它不需要坐标变换

3、，也不需要依赖转子数学模型，但是有些问题还未解决，如低速时转矩观测器和转矩波动等。现在转矩直接控制的系统，大多是或采用了将磁链定向与直接转矩相结合的方法，低速时采用磁链定向矢量变换控制，高速时采用直接转矩控制，或者同时观测转子磁链的，作为直接转矩控制系统的校正。一来这种方法平稳切换的时机较难确定，二来如果低速时采用磁链定向矢量控制，或采用观测转子磁链的方法，还是要依赖转子参数。也就是说只要有转子磁链的成分在里面，就还是对转子参数较敏感，无法体现直接转矩控制的优势。由此看来，转矩直接控制还没有完全实现。除此以外，基于现代控制理论的滑模变结构控制技术、采用微分几何理论的非线性解耦控制、模型参考自适

4、应控制等方法的引入，使系统性能得到了改善。但这些理论仍然建立在对象精确的数学模型上，有的需要大量的传感器和观察器，因而结构复杂，有的仍无法摆脱非线性和电机参数变化的影响，所以需要进一步探讨解决上述问题的途径。纵观电机工业的发展史，几乎每一次大的发展都有理论方面的突破。但作为比较成熟的电机控制理论，再提出具有划时代意义的理论不太容易。所以，今后相当一段时间内还会是将现有的各种控制理论加以结合，互相取长补短，或将其他学科的理论、方法引入电机控制，走交叉学科的道路，以解决上述问题。近年来，智能控制研究很活跃，并在许多领域获得了应用。由于智能控制无需对象的精确数学模型并具有较强的鲁棒性，因而许多学者将

5、智能控制方法引入了电机控制系统的研究，并预言未来的十年将开创电力电子和运动控制的新纪元。比较成熟的是模糊控制，它具有不依赖被控对象精确的数学模型、能克服非线性因素的影响、对调节对象的参数变化具有较强的鲁棒性等优点。最初的电机控制都是采用分立元件的模拟电路，后来随着电力电子技术的进步，基础电路甚至电机控制专用集成电路被大量在电机控制中引用，这些电路大多为模拟数字混合电路，它大大提高了电机控制器的可靠性、抗干扰能力，又缩短了新产品的开发周期，降低了研制费用，因而近年来发展很快。随着技术的进步，特别是数字化趋势广泛流行的今天，人们不会满足于停留在模拟数字混合的时代。数字化技术一定会为电机的发展做出巨

6、大贡献。电力电子技术也是电机控制技术发展的最重要的物质基础，电力电子技术的迅猛发展，电机控制技术水平有了突破性的提高。从20世纪60年代第一代电力电子器件晶闸管（SCR发明至今，已经历了第二代有自关断能力的电力电子器件GTR、GTO、MOSFET，第三代复合场控器件IGBT、SIT、MCT等，和如今正蓬勃发展的第四代产品功率集成电路（PIC）。但每一代的电力电子元件也未停顿，多年来其结构、工艺不断改进，性能有了突飞猛进，在不同应用领域它们在相互竞争，新的应用不断出现。三、表达自己的观点与主张，阐述该课题的发展动向和趋势在科学技术高速发展的21世纪，可以预期新的更高性能电力电子器件还会出现，已有

7、的各代电力电子元件还会不断地改进提高。随着科学技术的不断发展，可以供选择异步电机变频调速技术越来越多，也越来越先进，异步电机的发展取得飞速进步，我相信异步电机随着科学技术的发展一定会有更广阔的发展前景。主要参考文献1王立新，周顺荣一种改进的异步电机矢量控制方法中小型电机J2005，32（6）14172王兆安，黄俊电力电子技术北京机械工业出版社20023王海峰，任章异步电机矢量变换控制系统的MATLAB/SIMULINK仿真J电气传动自动化2003，25（4）23254许大中，贺益康电机控制杭州浙江大学出版社1999481045李华德，白晶，李志民，李擎交流调速控制系统M电子工业出版社，2003

8、36李汉强矢量控制异步电机等效电路及其参数变化因素分析武汉交通科技大学学报N1999，23（5）4694727吴守篇，藏英杰电气传动的脉宽调制控制技术M机械工业出版社200318陈伯时电力拖动自动控制系统北京机械工业出版社，19929张惠萍异步电机智能矢量控制变频调速系统的研究D江南大学200410祝龙记，王汝琳基于S函数的异步电动机变频调速系统的仿真建模计算机仿真J2004，21（10），525311周荣政用MATLAB/SIMULINK进行交流调速系统的仿真湖北工学院学报N1998，13（3），737712胡崇岳现代交流调速技术M机械工业出版社1998913贾正春，许锦兴电力电子学武汉华中

9、理工大学出版社，199314夏扬基于SIMULINK的感应电机建模及仿真研究J电气传动自动化2002,24（1）3415程翔，高学军基于SIMULINK的异步电动机矢量控制系统的仿真沈阳理工大学学报N2005，24（4）293116薛定宇等基于MATLAB/SIMULINK的系统仿真技术与应用M清华大学出版社，2002417潘晓晟、赫世勇MATLAB电机仿真精华50例北京电子工业出版社。2007718GILBERTOCDSOUSAETCFUZZYLOGICBASEDONLINEEFFICIENCYOPTIMAZATIONCONTROLOFANINDIRECTVECTORCONTROLLEDINDUCTIONMOTORDRIORIEEETANSONINDUSTRIALELECTRONICS,1995,42219219719HEJIN,NEDMOHAN,ANDBILLWOLDDESIGNANDRESEARCHONVARIABLEFREQUENCYSPEEDREGULATINGIEEEIASANNMEET199020KRAUSE,PC,THOMASCHSIMULATIONOFSYMMETRICALINDUCTIONMACHINERYJIEEETRANSPOWERAPPARATUSANDSYSTEMS,1965,841110381053