基于城鐵的異步電機無速度傳感器控制技術研究.pdf

1、因安全、運載量大、快速等優(yōu)點，城鐵已成為一種重要的交通工具，對城鐵可靠高性能的牽引控制就顯得很重要，現(xiàn)有的城鐵牽引控制技術大都采用有速度傳感器控制，傳感器的使用導致車輛運行時有較高的故障率。將無速度傳感器控制技術應用于城鐵車輛牽引控制系統(tǒng)，可以提高控制系統(tǒng)可靠性，降低成本，提高系統(tǒng)控制性能。但是，城鐵車輛的無速度傳感器牽引控制技術存在諸多難點，如開關頻率低造成轉速估算誤差大的問題，帶速重投、多電機并聯(lián)控制等問題。本文主要針對其開關頻率受

2、限的問題進行異步電機無速度傳感器控制技術的研究。
　　本文在建立不同坐標系下異步電機數(shù)學模型的基礎上，采用按轉子磁場定向的矢量控制策略作為系統(tǒng)控制的基本框架;針對城鐵開關頻率受限的問題，結合多模式PWM調制分段控制策略，建立了適用于地鐵環(huán)境的多模式PWM調制矢量控制系統(tǒng)。
　　本文對四種轉速估算模型進行了原理介紹和穩(wěn)定性分析，四種模型分別為直接計算法、基于靜止坐標系下磁鏈模型的模型參考自適應(MRAS)方法、基于旋轉坐標系下

3、q軸磁鏈為零的模型參考自適應(MRAS)方法和基于旋轉坐標系下的反電勢進行計算的方法。其中，針對基于靜止坐標系下磁鏈模型的MRAS方法分析了其電流模型離散化的穩(wěn)定性;對基于旋轉坐標系下q軸磁鏈為零的MRAS方法建立了控制系統(tǒng)的小信號模型，通過各個參數(shù)對小信號模型傳遞函數(shù)極點的影響而對其系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行分析;基于旋轉坐標系下的反電勢方法中按照變量的定性變化構造轉速估算模型，并對其模型框圖進行了穩(wěn)定性分析。
　　本文對四種無速度傳感器

4、控制方法在Matlab/Simulink環(huán)境下進行了理想條件下的仿真分析，并針對電機定子電阻和轉子電阻參數(shù)對各方法下系統(tǒng)控制性能的影響進行了仿真，分析并提出了兩種MRAS方法下的定子電阻的在線辨識方法。最后比較各方法的仿真結果，并從控制結構和計算原理上分析不同方法之間的差別和控制性能。
　　本文在7.5kW電機實驗平臺上對對兩種MRAS方法以及基于d-q軸反電勢計算的方法進行實驗，驗證其在實際應用中的可行性和理論與仿真的正確性，并