基于无速度传感器异步电机矢量控制系统研究仿真(3)
无速度传感器矢量控制可以获得接近闭环控制的性能，同时省去了速度传感器，具有较低的文护成本。与传统v/H_z控制比较，无速度传感器矢量控制可以获得改进的低速运行特性，变负载下的速度调节能力亦得到改善，同时还可获得高的起动转矩，这在高摩擦与惯性负载的起动中有明显的优势。所以无速度传感器控制系统的研究具有重大意义和价值。
1.3 课题的意义和论文的主要内容
1.3.1 课题的意义
无速度传感器矢量控制系统能减少成本、提高系统的可靠性，因此这一课题贴近实际应用，它已成为近年来国内外学者研究的热点。对于无速度传感器矢量控制系统的研究，国外早已起步并实现产品化，例如日立、东芝、三菱、西门子、ABB等公司都推出了自己的产品。在市场竞争中产品不断更新换代，其性能也更加全面。我国在交流传动产品的开发上起步较晚，有关高校、研究所及工厂单位都做了不少工作，并具有了一定的理论基础，但在产业化的能力上与国外相比差距较大，尤其是在高性能的交流传动领域更是如此。据有关部门统计，国内约有70%的电气传动产品大体相当于国外70年代水平，另外的30%也只能达到国外80年代中后期的水平[3]。
我国工业目前对变频器的年需求量相当大，性能优异的无速度传感器变频调速系统更加受青睐。但是80%-90%的市场被国外产品占领，国内产品鲜有竞争力。因此开发高性能的交流传动技术并尽快将其产品化，是振兴我国名族变频器工业的新举措，对我国国民经济的发展具有重大意义。
1.3.2 论文的主要内容
本课题首先研究了矢量控制的原理，包括异步电机在不同坐标系上的数学模型、按转子磁场定向矢量控制的基本原理以及SVPWM技术的基本原理。然后基于模型参考自适应法对无速度传感器矢量控制技术进行了研究，提出磁通观测和转速估计的方法，选择其中适用于本课题的方法构建无速度传感器矢量控制系统。最后通过MATLAB中的Simulink建模仿真，给出详细的仿真结果。全文主要内容安排如下：
第一章介绍无速度传感器矢量控制技术的背景、发展现状和发展趋势，对无速度传感器控制技术进行分类，并简单介绍各种方案的原理和优缺点。然后对本课题研究意义和论文的主要内容进行介绍。
第二章论述交流异步电机动态模型，主要内容包括三相异步电机的数学模型、坐标变换以及转子磁场定向的矢量控制技术。
第三章分析无速度传感器矢量控制技术原理，并且分析了模型参考自适应系统（MRAS），构建出无速度传感器矢量控制系统的整体结构。
第四章基于前几章的理论知识，利用Matlab/Simulink构建各模块，然后搭建出无速度传感器矢量控制系统仿真模型。在不同转速和转矩下对系统进行仿真，分析仿真结果，验证本文提出的无速度传感器矢量控制技术具有一定的实用价值。SVPWM技术的基本原理和控制方法。
第五章对所做的工作进行总结与并对需要进一步研究的工作进行展望。
2交流异步电机动态模型
2.1 异步电机原始数学模型
要对异步电机进行控制必须先理解异步电机的数学模型。异步电机本质上是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，为分析方便，在研究异步电机数学模型时常作如下假设[5]：
(1)忽略空间谐波，设三相绕组对称，在空间中互差120°电角度，所产生的磁动势沿气隙按正弦规律分布；
(2)忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感都是恒定的；
(3)忽略铁芯损耗；
(4)不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响；