基于MRAS的異步電動(dòng)機(jī)無速度傳感器調(diào)速系統(tǒng)的研究

摘要：本文首先討論了交流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和基于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制原理，根據(jù)MRAS理論和超穩(wěn)定性理論，利用轉(zhuǎn)子磁鏈的電流模型和電壓模型，建立了基于MRAS的無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：矢量控制無速度矢量控制模型參考自適應(yīng)(MRAS)

1、引言

為了進(jìn)一步提高交流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性、魯棒性和環(huán)境的適應(yīng)性，無速度傳感器的交流調(diào)速系統(tǒng)正成了人們研究的焦點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)出了基于傳統(tǒng)模型參考自適應(yīng)法（MRAS）的異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)。最后在MATLAB中對(duì)基于MRAS的無速度異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析。

2、矢量控制系統(tǒng)原理

矢量控制的基本思路是：基于相同旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的原則，通過按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的坐標(biāo)變換，將定子三相電流變換到同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系下，使得交流電機(jī)的三相電流成功地解耦成勵(lì)磁電流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量來分別控制。異步電機(jī)解耦后的數(shù)學(xué)模型由以下幾個(gè)方程組成：

式中， 為轉(zhuǎn)子勵(lì)磁時(shí)間常數(shù)； 為電機(jī)轉(zhuǎn)矩； 為轉(zhuǎn)差頻率； 、 為定子側(cè)電流的d軸分量和q軸分量； 為轉(zhuǎn)子磁鏈大??； 為轉(zhuǎn)子電感。

3、基于模型參考自適應(yīng)的速度辨識(shí)方法

本文就基于轉(zhuǎn)子磁鏈模型的MRAS進(jìn)行了研究，它是把轉(zhuǎn)子磁鏈的電壓模型和電流模型來做參考模型和可調(diào)模型，由自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的返回值調(diào)節(jié)電流模型的速度參數(shù)，來使兩個(gè)模型的輸出值相等，從而估計(jì)出準(zhǔn)確的電機(jī)速度。其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：

圖1 模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估計(jì)系統(tǒng)框圖

轉(zhuǎn)子磁鏈模型有兩個(gè)：電壓模型和電流模型。

電流模型為：

電壓模型為：

式中， 為定子側(cè)電壓、電流和轉(zhuǎn)子磁鏈在 軸上的分量， 為漏磁系數(shù)。

為確保系統(tǒng)漸近穩(wěn)定，利用Popov超穩(wěn)定定理可知轉(zhuǎn)速辨識(shí)自適應(yīng)律為：

4、總結(jié)

本文對(duì)基于MRAS的無速度異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)做了詳細(xì)的分析，并在MATLAB上進(jìn)行的仿真，結(jié)果顯示無速度矢量控制系統(tǒng)的性能良好。

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