研究论文-基于MRAS变参数无速度传感器矢量控制系统的研究.pdf

本篇研究论文主要围绕利用模型参考自适应系统（Model Reference Adaptive System, MRAS）实现的变参数无速度传感器矢量控制系统进行了深入研究。矢量控制技术是现代交流调速系统中一种非常重要的技术，其可以有效解决交流电动机的转矩控制问题。矢量控制通过坐标变换，将三相系统转换为两相系统，并且通过按转子磁场定向的同步旋转变换，实现定子电流励磁分量和转矩分量之间的解耦。这样一来，三相异步电动机就能够像直流电动机一样进行控制，从而获得与直流调速系统相媲美的优良静动态调速特性。 然而，在应用矢量控制技术的交流调速系统中，需要对电动机的速度进行闭环控制，以满足高性能调速系统的需要。传统的做法是利用速度传感器来检测电动机的速度，但这种做法会影响到系统的简单性、廉价性和可靠性。因此，科研人员提出了多种速度辨识的方法来取代速度传感器，常见的方法包括动态估计法、PI自适应控制器法、模型参考自适应法（MRAS）、扩展卡尔曼滤波器法和神经网络法等。 在这篇论文中，作者提出了一个改进的MRAS速度辨识数学模型。传统的MRAS在速度辨识时采用定参数的方式，而作者所提出的模型则引入了变参数的概念。这种变参数的MRAS速度辨识模型通过电动机的定子电压方程和电流方程来获取电动机转速信息，并在仿真环境中进行了研究。仿真结果表明，这个改进后的模型能够满足较高的辨识精度和良好的动态性能。 MRAS的核心思想在于建立一个参考模型，它的输出代表了系统所期望的动态响应。当被控对象由于环境或工作状态改变导致运行特性偏离最优轨道时，被控对象的输出和理想模型的输出之间的差异会作为误差信号。该误差信号进而用来驱动自适应机构，产生反馈作用去修正调节器参数，使系统的输出与参考模型的输出一致，从而使误差趋向于零。文中提出的MRAS采用的是转子磁通估计法，即将电压模型的输出作为转子磁链的期望值，电流模型的输出作为转子磁链的推算值。通过这两个模型的输出比较，并采用PI自适应律进行速度估计。论文作者利用Simulink软件对系统进行了详细的仿真研究，从而验证了该方法的有效性。 本文所研究的内容涉及到了电机控制领域的重要技术，即无速度传感器矢量控制技术，这在工业自动化、机器人技术、电动汽车以及风力发电等领域都有广泛的应用前景。通过无速度传感器的矢量控制系统设计，可以大大简化电机控制系统的结构，降低成本，提高系统的可靠性。尤其是在一些对成本和可靠性要求很高的场合，例如，航空航天、军事装备等，无速度传感器矢量控制技术显得尤为重要。 本文对于MRAS变参数无速度传感器矢量控制系统的深入研究，不仅丰富了无速度传感器矢量控制领域的理论基础，也为未来相关技术的实际应用提供了重要的参考。随着未来技术的不断进步，无速度传感器矢量控制技术在高性能交流调速系统中的应用将更加广泛，对于提高整个工业自动化水平将起到关键性作用。