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淘豆网网友近日为您收集整理了关于基于DSP的异步电机无速度传感器矢量控制系统研究和实现的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：太原理工大学硕士研究生学位论文I基于 DSP 的异步电机无速度传感器矢量控制系统的研究与实现摘要在交流调速系统高速发展的今天,交流调速系统替代直流调速系统已成为不可阻挡的趋势,而其中的矢量控制方法更是以其自身的优势成为交流调速领域研究的重点并成功应用于工程实践。交流电机的变频闭环调速系统必然要有速度检测元件,即速度传感器,但速度传感器的存在给系统的安装增加了难度,并且速度传感器工作的可靠性也直接影响到调速系统运行的可靠性,因此无速度传感器矢量控制系统就成为交流调速领域内研究的重点。本文在深入研究异步电机矢量控制系统理论的基础上,对有速度传感器和无速度传感器矢量控制两种情况进行了仿真和实验对比,完成的研究内容如下:在 MATLAB 环境下搭建了矢量控制系统的仿真模型,并进行了系统仿真,在此基础上对系统的电流采样、转速采样、坐标变换、扇区的计算与判断、软件 PI 调节器、空间矢量的生成等各部分进行软件编程,调试,并采用 PI 调节器的工程设计方法对系统中使用到的三个 PI 调节器进行了理论设计及系统调试,在交流调速实验平台上实现了电机从零到额定转速的启动、调速、负载突变等稳态、动态性能实验,并对实验结果进行了详细的的分析。在异步电机转速辨识方面,模型参考自适应是目前应用比较广泛的一太原理工大学硕士研究生学位论文II种在线辨识方法。就异步电机的无速度传感器系统而言,目前主要有选取无功功率、转子磁链、电机的反电动势为基准三种情况,通过对比研究发现在上述三种方法中基于无功功率的辨识方法受电机参数影响最小,因此本文选取以无功功率为基准的异步电机的转速辨识方法实现异步电机的转速辨识,并且在有速度传感器矢量控制系统实现的基础上对电机的转速进行在线辨识,辨识结果表明转速越高辨识精度越高。电压空间矢量调制技术是矢量控制技术实现的基础,深入研究该调制方法后发现:电机的绕组接法不同,空间矢量调制技术的实现也有所不同,本文就此给出了理论分析并给出了绕组不同接法时扇区的划分和确定方法,通过实验论证了理论分析的正确性。关键词:矢量控制,PI 调节器,无速度传感器,模型参考自适应,空间电压矢量太原理工大学硕士研究生学位论文IIIA REALIZATION OF INDUCTION MOTOR SPEEDSENSORLESS VECTOR CONTROL SYSTEMBASED ON DSPABSTRACTIt is a trend that the AC control systems take the place of the DC controlsystem in the control system field, today. And then the vector control es hot in study because of its advances.The speed sensor is essential to a AC variable frequency closed system, butthere are some difficulties in installing of the speed sensor. And the reliability ofthe control system depends on the reliability of the speed sensor directly. Thespeed sensorless control system es to be more and more important in thevector control system.Studying deeply about the theory of the AC motor vector control system,pares were got about the speed sensor and the speed sensorless controlsystem through the MATLAB simulation and experiences in the article. Thecontents contain below:Firstly, based on the theory of the vector control system, the MATLABsimulink and programming, debugging, modifying have pleted in order太原理工大学硕士研究生学位论文IVto achieve the vector control system. Three PI were designed ording to the designing method of the PI and debugged on the haredwareplatform. All kinds of experiences, including load, unload suddenly, star, varyspeed in running, have pleted from 0 to the rated speed.Again, refer to the method of the AC motor speed identification, the MRASis currently applied. There are three ways of the reaction power, the rotor fluxand the EMF to identify the rotor speed on line. The way based on the reactionpower is selected in this paper because of the advance of influencing little by themotor parameters. Identifying the rotor speed on line through the speed sensorvector control system have been achieved and the experiences express that uracy for high speed.In addition, study deeply SVPWM, it is shows that there are somedifferences in realize the modulation method when the different wire connection.so how to divide the sector and how to determine the sector are given in thispaper. The theory is proved by the experiences.KEYWORDS: Vector Control System, PI, Speed Sensorless, MRAS,SVPWM太原理工大学硕士研究生学位论文VIII论文符号表符号物理意义符号物理意义sU 异步电机定子电压空间矢量sqi 定子电流转矩分量Uα异步电机定子空间矢量α轴分量pn 电机极对数Uβ异步电机定子空间矢量β轴分量eT 电磁转矩rψ转子磁链 sω转差角速度sL 定子电感ω转子角速度rL 转子电感 sτ定子侧时间常数mL 定、转子互感 rτ转子侧时间常数sR 定子电阻 sT 电流滞后时间常数rR 转子电阻σ漏磁系数sdi 定子电流的励磁分量θ转子磁链位置角度J 转子转动惯量太原理工大学硕士研究生学位论文1第一章引言1.1 交流调速系统发展综述长期以来,直流电机由于其转速的调节性能和转矩的控制性能比较理想,因此在高性能的调速系统中一直占据着主要地位,但是直流电机本身来说存在着诸如换向器,电刷等结构上的缺陷,尤其是在高速状态下,对电刷的要求就非常高,正是这些个因素使得直流电机的单机容量,转动惯量以及维护等方面受到了限制,不能满足大型化,快速性,可靠性,维护方便以及节能等方面的要求。然而异步电机结构简单,坚固耐用,运行可靠,成本低且易于维护因此在工业领域有了广泛的应用。但是,异步电机是一个高阶,非线性,强耦合的多变量复杂系统,早期的研究没有很好的方法解决它的控制问题。1.2 电力电子技术的发展早在 20 世纪 20 年代人们就对交流变频调速的优越性有较深的认识,但由于电力电子器件的原因,当时难以实现。在 20 世纪 50 年代中期,晶闸管研制成功,开创了电力电子技术的新时代。由于该类器件体积小、重量轻、响应快、管压降低、坚固耐用,采用晶闸管使交流调速有了飞速的发展。近年来,随着材料科学和微电子技术的发展,电力电子学取得了长足的进展,各种新型电力电子开关器件不断涌现,从而使变频装置的硬件性能不断提高,可靠性大为提高,为电机调速系统的进一步发展提供了强有力的物质支持。20 世纪 80 年代以来,新一代高频化、全控型的功率集成器件逐渐代替了传统的半控型晶闸管。可关断晶闸管(GTO)、电力晶体管(GTR)、功率场效应晶体管(功率 MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、静电感应晶闸管(SIIH)、 MOS 控制晶闸管以及(MCT)等器件的产生和发展,己经形成了一个新型电力电子开关器件的大家族。另外,新兴的智能功率集成模块(IPM)将开关器件与部分控制电路、驱动电路、保护电路集成在了一个模块上,进一步促进了变频装置向小型化、高频化、低噪声、高性能、高可靠性、低成本方向发展。微机技术的发展及不断应用,更是给工业控制技术带来了前所未有的变化,促使工业控制向数字化、小型化、智能化方面发展。在最近十几年间,微机技术突飞猛进,性能不断提高,并行处理技术、多处理器技术、专用数字信号处理器(Digital Signal太原理工大学硕士研究生学位论文2Processor,简称 DSP)的出现等,都给交流电机调速的高性能化奠定了优良的硬件基础。特别是 DSP 芯片的出现,被广泛地应用在高性能交流电机调速领域,使调速装置的性能大为提高,同时使调速装置的体积更小和重量更轻。例如,美国 TI 公司推出的高性能 16 位数字信号处理器芯片 DSPTMS320SLF2407A,其用途是专门为电机控制与运动控制数字化实现而设计的,特别适合于三相异步电动机的高性能控制。DSP2407A 片内的事件管理器与其他任何一种 DSP 都不同,该事件管理器中包含特殊的 PWM 产生功能,特殊的附加功能包括可编程的死区功能和空间 PWM 状态机,后者为电机的变频调速 PWM 生成提供了完美的机制。四个独立的上/下计数器,每一个都有自己的比较器,可支持产生多达 12 路非对称和对称的 PWM 波形。四路捕获单元输入中的两路可以输入光电编码脉冲信号,用于检测电机转速。此外片内还集成了两个每个 8 路 10 位 A/D 转换模块及一个串口通讯模块(SCI),使得 DSP2407A 在使用中具有使用方便,功能强大的优点[1]。近年来,DSPTMS320F2812 的推出更是使电机的控制系统跨上了一个更高的台阶。与 2407A 相比, 2812 代码和指令与 2407A 的完全兼容,保证了项目或产品设计的可延续性,但大大提高了芯片的运算精度(达 32 位)和系统的处理能力(达到 150MIPS)。此外,该系列数字信号处理器还采用了低功耗设计,工作电源仅需要 1.8V。该芯片集成了128KB 的 Flash 存储器,4KB 的引导 ROM,数学运算表以及 2KB 的 OTP ROM,从而大大改善了应用的灵活性。128 位的密码保护机制有效地保护了产品的知识产权。两个事件管理器模块为电机及功率变换控制提供了良好的控制功能。16 通道高性能 12 位ADC 单元提供了两个采样保持电路,可以实现双通道信号同步采样。为实现电机控制提供了一个良好的平台[2]。1.3 矢量控制技术的发展20 世纪 60 年代以后,由于生产发展的需要和节省电能的要求,促使世界各国重视交流调速技术的研究和开发。尤其是 20 世纪 70 年代以后,由于电力电子技术的发展为交流调速提供了发展的技术条件和物质基础,变频调速也就在这个基础上快速发展起来了。在上个世纪 80 年代出现了感应电机直接转矩控制(DTC)[3]。DTC 控制思想新颖,算法简单,控制系统的响应速度快。直接转矩控制是在保证定子磁链赋值恒定的情况下,直接控制电机的转矩,因此可以获得较高的动态性能。但是传统的直接转矩控制采用太原理工大学硕士研究生学位论文3Bang-Bang 控制,基于有限个数的电压矢量,难以避免地导致低速下产生比较大的转矩脉动,限制了调速范围,围绕直接转矩控制的低速性能的问题,很多学者提出了各种不同的策略:比如利用无差拍的控制来弥补 Bang-Bang 控制的不足,采用 PI 调节代替Bang-Bang 控制,以及应用滑膜控制提高系统的鲁棒性等。在上个世纪 70 年代初期,F.Blaschke 等发明了感应电机磁场定向的矢量控制,通过引入坐标变换,实现了感应电机磁通与转矩的解耦控制,通过坐标变换将交流电流变换成旋转坐标系下的直流电流,从而实现了转矩电流与励磁电流的分解,通过控制转矩电流分量和励磁电流分量来分别控制电机的转矩与励磁,这样从控制方法上看此时的交流电机就完全等同于一台直流电机,此时感应电机的动态性能可以与直流电机相媲美。目前异步电机矢量控制的控制方法主要有以下几种[4] [5]:1)转子磁场定向矢量控制原理对于一般的电机调速系统,从转矩到转速近似为一个积分环节,其积分时间常数是由电机和负载所决定的,为一个不可控的量,因此转矩控制性能的好坏直接关系到调速系统的动静态性能。本文将采用此种控制方法,第二章中将对其控制思想及理论做详细的阐述。2)转差频率矢量控制原理鉴于直接转子磁场定向矢量控制系统比较复杂、磁链计算较为困难,日本学者借鉴矢量控制的思想和方法,应用稳态转差频率来计算转子磁链的位置,即为转差频率矢量控制。3)气隙磁场定向矢量控制原理气隙磁场定向矢量控制较转子磁通的控制方式复杂,但它却有某些状态能直接测量的优点,例如气隙磁通,同时电机磁通饱和的程度与气隙磁通一致,故基于气隙磁通的控制方式更适合于处理饱和效应。4)定子磁场定向矢量控制原理通常,转子磁通的检测精度受电机参数影响较大,气隙磁通虽可利用磁通传感器线圈或霍尔元件直接测量,精度较高,但一般情况下,不希望附加这些检测元件,而是希望通过机端检测的电压、电流量计算出所需的磁通,同时减低转子参数对检测精度的影响。此种方法的关键是通过控制定子磁场来控制电机的运行。太原理工大学硕士研究生学位论文4 1.4 无速度传感器异步电机矢量控制系统发展综述在感应电机的转速闭环控制系统中,转速作为反馈量参与系统的控制,因此转速的计算就显得非常重要,这就需要速度传感器,但速度传感器的采用不仅提高了系统成本,更主要的是速度传感器的安装和维护给整个系统带来很大的不便。理论上通过感应电机的电压和电流可以实时计算出电机的转速,从而可以不需要速度传感器来实现系统的转速控制,即无速度传感器控制技术。无速度传感器控制给控制系统带来很大的方便:由于速度传感器及其连线的消除,降低了系统的成本,增强了系统控制的抗干扰性和可靠性,减小电机的轴向尺寸,使控制系统的结构简单,充分发挥了感应电机结构简单,机械坚固的优点。无速度传感器的优点与高性能的交流电机闭环控制方案相结合必然将产生巨大的经济效益。目前,无速度传感器已经成为了交流传动领域的重要研究内容之一,并且已经大量地应用于矢量控制系统中,国外绝大多数的著名变频器生产商都有自己的高性能无速度传感器矢量控制的变频器产品。无速度传感器在矢量控制中的应用已进取得了比较满意的成果,但是对于无速度传感器的研究还有很长的路要走,首先是上述公司的产品并非全都解决了极低速下的满转矩和高动、静态性能的问题,其次是无速度传感器应用主要集中在矢量控制中,对于直接转矩控制的应用还很少,目前只有 ABB 公司开发出了无速度传感器的直接转矩控制的变频器,因此,研究无速度传感器以及在直接转矩控制中的应用是非常有意义的[6]。到目前为止提出了很多种转速辨识的方法[4],大体上可分为:1.动态速度估计器;2.模型参考自适应方法;3.基于 PI 调节器法;4.自适应转速调节器;5.转子齿谐波法;6.高频注入法;7.基于人工神经元网络的方法。1)动态速度估计器这种方法的出发点是基于动态关系的电机派克方程,从电机的电磁关系式及转速的定义中得到关于转差和转速关系的表达式。多数情况转速是由同步角速度与转差角速度相减得来的。动态速度估计器的基本思想是从电机的数学模型入手,通过对电机数学模型的推导,得出电机运行时的转差角速度,再利用转速、转差角速度、同步角速度的关系计算得到转子角速度。在矢量控制系统的,不同的矢量控制方法其转差角速度的计算公式是不同的。太原理工大学硕士研究生学位论文5 2)基于 PI 自适应控制算法这种方法使用于转子磁场定向的矢量控制系统,其基本思想是利用某些项的误差项,使其通过 PI 自适应控制器而得到转速信息。其基本原理可由转子磁场定向下的电机两相同步旋转坐标系下的方程推得。这种基于 PI 调节器方法的最大优点是算法结构简单,有一定的自适应能力,但由于涉及转子磁链估计及控制问题,辨识精度很大程度上受磁链控制的影响,而且线性PI 调节器的有限调节能力也限制了辨识范围的进一步扩大。3)自适应速度观测器:文献[7]和[8]在转子磁场定向控制中,利用 Luenberger 观测器实现了对转子磁链的观测,并根据定子电流的偏差和转子磁链的观测值自适应辨识出转子转速和定子电阻,之后又通过外加注入信号的方法实现了对转子速度和转子电阻的同时自适应辩识。文献[9]在利用 Luenberger 观测器实现对转子磁链观测的同时,采用Popov 超稳定性理论推导出与前面方法完全相同的速度和定子电阻的自适应辩识算法。国内学者[10]利用全阶磁链观测器在观测定子电阻的同时,以模型输出定子电流与电机输出电流的偏差完成转速的辩识,该方法也可以看成是模型参考自适应的速度辨识方法,即将采用的观测器视为可调模型,把电机看作是参考模型。该方案的优点在于磁链观测、速度和参数的辩识是结合在一起的。意大利学者[11,12]在定子磁场直接定向控制(DFOC)中,采用定、转子磁链的全阶状态观测器实现了对定转子磁链的观测,同时又利用定子电流矢量的实际值和观测值的夹角的累加(积分)实现了对电机速度的辩识。文献[13]采用了扩展 Luenberger 观测器。在该观测器中转子转速与负载转矩也被认为是状态变量。此时为了避免求解非线性、时变系统的方程,转子转速、负载转矩一般被视为常数,或者认为其变化缓慢。采用此方法 Luenberger 观测器可以根据负载转矩独立地估计出电机的转速。3)用卡尔曼滤波技术对速度估算进行改进。卡尔曼滤波器是鲁棒性良好的线性系统滤波器。当输入和输出信号被噪声所污染时,通过选择合理的增益矩阵可以获得最优的滤波效果。文献[14]和[15]分别将卡尔曼滤波器及扩展卡尔曼滤波器应用于速度辩识中,并获得成功,但是由于算法复杂,离实际应用还有一段距离。鉴于此,文献[16]提出了一种高效率的卡尔曼滤波算法,该算法与传统的线性卡尔曼算法相比,运算量减少了一半。尽管如此,在采用卡尔曼滤波方法实现速度辨识时,相比其他方法,其运算量仍显得过大。播放器加载中，请稍候...
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太原理工大学硕士研究生学位论文I基于 DSP 的异步电机无速度传感器矢量控制系统的研究与实现摘要在交流调速系统高速发展的今天,交流调速系统替代直流调速系统已成为不可阻挡的趋势,而其中的矢量控制方法更是以其自身的优势成为交流调速领域研究的重点并成功应用于工程实践。交流电机的变频闭环调速系统必然要有速度检测元件...
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这算法,是要累死单片机呀.时间假定为400ms,估算出来的路程,大约就是 34 * 400 = 136m.你怎么能知道,这么长的路程,都是 40度?温度补偿,纸上谈兵而已,实际上就是忽悠人的,并没有实际的意义.只要把速度(340m/s),估计正确了,温度,根本就不用管他.时间假定为400ms,这数字,应该是一个毫秒、一个毫秒(或微秒)累加出来的.你为什么要一个毫秒、一个毫秒的累加呢?你要是每隔三个毫秒,加一次一,结果,不就是 139m 吗?路程,这不就出来了吗?那里还用什么计算?根据曲轴位置传感器的信号电压波形,如何计算出发动机的转速,给个例子，给个计算公式_百度知道
根据曲轴位置传感器的信号电压波形,如何计算出发动机的转速,给个例子，给个计算公式
降低功耗状态： 1&gt，喷油提前角，引起的低速发动机飞轮上的波形检测每缸活塞运行速度决定抖动和等。维护测试的数据流的数据的无规律的变化，保证发动机无力的混合比率; ECU每缸的燃料喷射量校正为所述曲轴位置传感器的信号孔的信号异常会导致的燃料喷射量校正异常。 第三，所述曲轴位置传感器必须检测部分，在燃料限制;产生的低温信号允许的ECU认为冷启动富集模式喷射器的增加，突然停电停油。 2&gt。 其次。 进气压力传感器 进气压力传感器是一个重要的基础ECU的大小来计算的燃料喷射量信号异常。 第六，凸轮轴位置传感器 凸轮轴位置传感器的信号的基础上，气体踏板不起作用;产生的热信号使发动机有高温型燃料的发动机的旋转速度的限制，此信号损失或异常启动的发动机ECU操作，由于缺乏基本的信号，校正数据会出现不稳定的错误，从而导致混合气过浓，以减小的ECU，发动机产生的不完全燃烧，以产生ECU超过极限时的黑烟。 2&gt，水温度传感器 水温度传感器信号中的异常可能会导致发动机的工作条件，机油压力传感器 的油压力传感器信号异常（低电压值）使发动机油压力的ECU是不够的传感器对发动机动力条件 影响 一个曲轴位置传感器 曲轴位置信号丢失或不正常的发动机起火，但可能会造成混乱，铁路运输压力信号的ECU计算，以增加燃料喷射量，车辆速度传感器 车速传感器信号异常（高电压的信号值）被传递给ECU驱动桥过驱动信号给ECU的限制油。低电压信号的值允许ECU的减少的量的燃料喷射发动机的弱点，以减少在发动机的速度，可能会造成困难。 第四：高电压信号的值的允许的ECU，所以
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