異步電機矢量控制系統仿真與應用
林貞發，游林儒，莊桂玉，李敏，胡慶華
（華南理工大學自動化科學與工程學院，廣州510640）
摘要：無速度傳感器感應電機具有價格低和高可靠性等優點，為取代速度傳感器，提出了一種基于ims320lf2812 dsp的無位置傳感器異步電機矢量控制系統。文章主要介紹了矢量控制的基本方程，并根據這些方程建立模型參考自適應系統( mras)來估計轉子磁鏈，最后通過matlab/simul/nk仿真與基于dsp的無速度傳感器異步電動機矢量控制實驗進行對比分析，驗證了該仿真和實際電機控制系統的調試都具有足夠辨識精度，高動靜態性能和高控制效果。
關鍵詞：矢量控制；無位置傳感器控制；模型參考自適應系統；matlab/simulink
中圖分類號：tm343; tp273 +.2 文獻標志碼：a 文章編號：1001-6848( 2010)04-0030-04
0引 言
在異步電動機矢量控制系統中需要轉速信息來保證轉子磁鏈的準確定向，傳統的測試方法是在電機軸上安裝速度傳感器。這不僅降低了抗干擾和可靠性，還增加系統復雜性和成本，不適應惡劣環境，且在許多環境下實際安裝測試設備也有困難。迄今為止，國內外學者已經做了大量這方面的研究，提出了多種典型的估計算法。本文提出的基于t模型自適應系統對轉子磁鏈位置估算的算法，能較好地實現矢量控制勵磁電流和轉矩電流的解耦。并通過rms320lf2812 dsp系統硬件平臺加上值pc中的labview及can-usb通信模塊進行在線調試方法，保證了磁鏈觀測的準確性。
1交流異步電動機的矢量控制
異步電動機矢量控制的基本構想是通過將三相異步電動機的物理模型轉換成直流電動機的模式，使電動機的轉速和磁鏈的控制完全解耦，再分別控制轉矩電流分量和磁鏈電流分量，使電機的電磁轉矩與轉矩電流分量成相互獨立可控關系，從而得到與直流電動機相應的控制特性。異步電機的數學控制方程式如下：電壓方程：
由于轉子磁鏈矢量粵與d軸相重合；而轉子磁鏈在q軸上的分量為零，則此時的磁鏈方程如下：
轉矩方程和機械方程：
電壓方程和磁鏈方程，可以推導出轉子磁鏈和轉差為：
由上面公式推導可得異步電機矢量變換及解耦數學模型如圖1所示。
2磁鏈估算模型參考自適應系統（mras）與轉速估計
2.1磁鏈估算模型參考自適應系統(mras)
模型參考自適應系統利用了兩個不同結構（在不同輸入變量下估計相同狀態變量）模型的冗余。兩個模型都是參專靜態參考模型，基于ⅱ模型結構如圖2。可知通過圖2左上方框圖的（電流模型）定子模型求得的轉子磁鏈矢量估計s上標為靜態的來自電流模型。和從圖2右上方（電壓模型）轉子模型得到的轉子磁鏈矢量估計為靜態的來自電壓模型。
該模型結合了兩個靜態模型，當在低速的時候，由于電壓模型的反電動勢非常低（即使在零速度下的零反 |
