异步电机无速度传感器高性能控制技术

内容简介

无速度传感器技术和闭环高性能控制技术在变频调速中得到了广泛研究和应用，是现代交流传动系统的研究热点。本书以工业界应用广泛的三相异步电机为对象，深入介绍了无速度传感器和高性能控制技术在异步电机变频调速系统中的理论研究和实际应用。对异步电机的各种高性能闭环控制策略和速度磁链估计方法进行了详细分析和实验验证，包括电机参数自整定、直接矢量控制、间接矢量控制、定子磁场定向控制、直接转矩控制、间接转矩控制、开环速度磁链估计和速度自适应磁链观测器等。本书中不仅包括理论分析，还给出了详细的仿真建模和两电平、三电平逆变器平台上的实验结果，方便读者对控制算法进行深入研究和验证。
本书将理论分析和实践验证相结合，既可以作为电力电子与电力传动专业本科生和研究生的教材，又可供电机控制领域的科研工作者和工业实践开发人员参考。

目录

前言
第1章异步电机控制概述1
1.1引言1
1.2电力电子技术的发展3
1.2.1电力电子器件及其发展3
1.2.2电动机控制用功率变换器5
1.2.3PWM技术及发展7
1.3微处理器的发展10
1.4电机控制理论的发展11
1.4.1经典电机控制方法11
1.4.2现代控制理论在电机控制中
的应用13
1.4.3电机参数辨识18
1.4.4电机速度和磁链观测20
1.5本书内容24
参考文献25
第2章异步电机数学模型34
2.1三相静止坐标系下的电机模型34
2.2参照系理论39
2.2.1引言39
2.2.2静止参照系和任意参照系
之间的变换关系39
2.2.3常用参照系与不同参照系
之间的变换41
2.3任意参照系下的电机模型43
2.3.1两相静止坐标系下的电机
模型43
2.3.2两相同步坐标系下的电机
模型45
2.3.3状态方程描述46
2.4小结50
参考文献50
第3章异步电机驱动用电力电子
变换器及调制技术51
3.1概述51
3.2两电平电压型逆变器及调制
技术51
3.2.1两电平拓扑及工作原理51
3.2.2空间矢量调制技术54
3.3三电平电压型逆变器与调制
技术56
3.3.1三电平拓扑和PWM技术56
3.3.2三电平载波PWM技术58
3.3.3三电平SVPWM技术61
3.3.4三电平SHEPWM技术66
3.4基于同步优化脉冲调制的闭环
控制技术86
3.5小结87
参考文献87
第4章异步电机参数自整定92
4.1引言92
4.2电机参数离线辨识93
4.2.1电机旋转下的参数辨识93
4.2.2电机静止下的参数辨识96
4.2.3基于递推二乘法的参数
辨识99
4.3电机参数在线辨识110
4.3.1异步电机参数在线辨识数学
模型110
4.3.2带电压补偿的相电压
估算112
4.3.3仿真结果115
4.3.4实验结果116
4.4小结119
参考文献120
第5章异步电机矢量控制122
5.1矢量控制基本原理122
5.2电压解耦控制器125
5.3矢量控制调节器129
5.3.1PI调节器129
5.3.2滑模控制调节器135
5.3.3模糊控制调节器141
5.3.4实验结果与对比145
5.4小结150
参考文献150
第6章无速度传感器技术152
6.1开环反电动势校正法152
6.2闭环速度自适应磁链观测器159
6.2.1龙贝格观测器160
6.2.2滑模观测器169
6.2.3扩展卡尔曼滤波观测器174
6.3闭环观测器综合比较181
6.3.1三种观测器之间的联系和
区别181
6.3.2三种观测器的性能比较182
6.4小结183
参考文献184
第7章三电平高性能异步电机
无速度传感器控制185
7.1三电平逆变器——异步电机控制
综述185
7.2基于观测器的无速度传感器矢量
控制187
7.2.1基本原理187
7.2.2实验结果188
7.3DTC技术综述199
7.4优化矢量表三电平DTC及其无
速度传感器运行200
7.4.1DTC基本原理200
7.4.2矢量选择和切换202
7.4.3仿真结果203
7.4.4实验结果206
7.5离散空间矢量调制DTC及其无
速度传感器运行208
7.5.1基本原理208
7.5.2矢量切换209
7.5.3仿真结果210
7.5.4实验结果212
7.6固定开关频率SVMDTC及其无
速度传感器运行215
7.6.1基本原理215
7.6.2基于FLC和SMC的新型
SVMDTC215
7.6.3仿真结果216
7.6.4实验结果218
7.7间接转矩控制及其无速度传感器
运行222
7.7.1基本原理222
7.7.2仿真结果223
7.7.3实验结果226
7.8无速度传感器高性能电机闭环
控制策略分析和比较228
7.8.1原理分析和比较228
7.8.2低速性能和动态性能实验
结果比较230
7.8.3各种闭环控制总结230
7.9小结230
参考文献231
第8章异步电机高性能变频器的