MATLAB/SIMULINK环境下异步电机的建模与仿真

MATLAB/SIMULINK环境下异步电机的建模与仿真

一、异步电动机在MATLAB/SIMULINK环境中的建模与仿真(论文文献综述)

杨洋[1](2021)在《异步电机直接转矩控制系统的研究》文中进行了进一步梳理近些年以来,变频调速技术在军工、生产、生活等多个领域中的广泛运用,对其控制能力以及精度要求也越来越高。在20世纪80年代的时候,相关技术人员研究出了具有高效率特性的直接转矩控制技术,这受到了大众的广泛关注,以及热烈的研究讨论。与矢量控制技术相比较,直接转矩控制系统具有结构简便,转矩响应速度较快,受电机参数影响较小,鲁棒性能较好等特点。直接转矩控制技术虽然优势明显,但也存在着一些自身的不足:传统的磁链观测器受其结构的影响,易产生较大误差,且转矩波动过大;而传统控制器存在精度不高等问题。这些问题会影响到直接转矩控制系统的应用效果。为此,围绕磁链观测器和控制器进行研究讨论,本论文的结构框架如下:首先介绍了直接转矩控制技术的原理以及系统的基本组成部分,搭建其必要的模型结构(动态数学模型),再从两方面(磁链观测器与控制器)进行探讨,研究分析DTC控制系统的性能。然后针对传统的纯积分器磁链观测器存在的问题,又对比分析了三种改进的磁链观测方法:改进电压模型法(低通滤波器法)、双低通定子磁链观测法和全阶闭环磁链观测法,并进行仿真验证分析从而选择最合适的方法。此外,对于控制器的问题,在分析研究传统DTC控制系统的PI控制器以及变结构控制理论的基础上,本文选用变结构控制技术取代PI控制技术,如此一来,与传统的DTC控制方法相比,改进后基于变结构技术的DTC控制方法具有较好的鲁棒性和更迅捷的动态响应。最后,根据本文所研究的成果,并验证其由理论技术转化为实际成果的可行性。本文在空间矢量脉宽调制DTC控制系统的基础上,搭建本文研究成果的结构框图,并通过Matlab/Simulink软件进行仿真比较,最后通过仿真波形去验证分析。

安健[2](2021)在《永磁同步电机参数辨识与自整定算法的半实物仿真平台研究》文中研究指明近年来,针对全球范围内的能源紧缺和环境问题,电动汽车产业得到快速发展。永磁同步电机具有输出扭矩大、体积小、功率密度高等优势,结合不断革新的控制技术,在电动汽车领域得到广泛应用。在运行过程中永磁同步电机的各项参数会随运行状态的改变而发生变化,基于定常参数设计的控制方法已经不能满足要求,因此要对电机参数进行辨识。本文是针对电机控制器开发周期长、费用高以及电机运行中参数变化等问题,研究了基于参数辨识和控制参数自整定算法的控制策略,并搭建了针对控制器的半实物仿真测试平台。主要工作如下:第一,对永磁同步电机及矢量控制系统的结构以及工作原理进行研究,建立电机的数学模型,在Matlab中搭建了电机及控制系统的仿真模型,为控制算法的研究打下良好的基础。第二,研究了转动惯量、交直轴电感变化对电机运行状态的影响。分析比较不同参数辨识方法,改进了以模型参考自适应为基础的新型参数辨识算法。推导了控制系统转速环和电流环的传递函数,并结合辨识得到的电机参数,对PI控制参数自整定的算法进行研究。最后在Matlab中进行仿真实验,仿真结果表明电机参数改变情况下的控制性能仍然良好。第三,研究了针对电机控制器的半实物仿真测试平台,编制了基于电机参数辨识及控制参数自整定的矢量控制算法,该算法为进行半实物仿真打下了良好的基础,使工作效率大大提高。第四,用虚拟电机模型对真实的DSP控制器进行半实物仿真测试。结果表明本论文研究的半实物仿真测试平台能够大大缩减电机控制器产品的开发周期。同时对改进的参数辨识算法、控制策略进行了半实物仿真验证。为了体现本文算法的优势,选取传统的矢量控制进行了对比仿真验证。

唐文华[3](2020)在《纯电动汽车电机驱动控制系统研究》文中研究说明纯电动汽车是以纯电力作为驱动能源,综合了车辆驱动控制和车联网等方面的先进技术,具有结构简单和对环境友好的一种新能源汽车。电机驱动控制系统是纯电动汽车的核心系统,该系统的优劣直接影响到整车的动力性能、安全性及稳定性等,但传统的采用直接转矩控制的电机驱动控制系统有着磁链和转矩脉动大和逆变器开关频率不恒定等问题。因此,对纯电动汽车的电机驱动控制系统进行深入研究,具有重要的现实意义。目前,新能源汽车常采用的驱动电机有多种,其中永磁同步电动机不仅具有体积小、质量轻等特点,而且还具有功率密度和功率因数大、可靠性和能量转换效率高的优势,因此在当前的纯电动汽车领域具有较大的应用潜力。有鉴于此,本文针对使用永磁同步电机的纯电动汽车电机驱动控制系统展开研究。论文的主要研究内容和成果如下:(1)利用Clark和Park坐标变换,将自然坐标系下永磁同步电机的数学模型变换到同步旋转坐标系下,建立了PMSM在同步旋转坐标系下的数学模型,有利于电机的控制分析和设计;利用Matlab/Simulink的结构化建模方法,建立了永磁同步电机的直接转矩控制系统仿真模型,实现了对永磁同步电机的控制,仿真结果与预期结果基本一致,为进一步改进电机驱动控制系统提供了重要参考依据。(2)利用空间电压矢量脉宽调制技术,对期望空间电压矢量的合成进行了分析与计算,结果表明SVPWM方式的逆变器输出线电压基波幅值比SPWM逆变器输出电压提高了15%;研究了基本电压空间矢量的作用顺序,并给出了五段式SVPWM和七段式SVPWM的实现方法,建立了SVPWM控制算法的仿真模型,仿真结果验证了SVPWM算法模型的可行性和准确性,固定了开关频率,减少了谐波成分。(3)利用滑模变结构控制技术和二阶滑模控制算法,设计了磁链和转矩控滑模控制器;用磁链和转矩滑模控制器替代传统的永磁同电机直接转矩控制系统中的滞环控制器,建立了基于空间电压矢量调制技术与滑模控制器的直接转矩系统模型,仿真结果表明,转矩幅值波动较传统的直接转矩控制系统有所减小,动态性能和鲁棒性获得了提升,验证了该系统的有效性。

曹一梁[4](2020)在《异步电动机无速度传感器的转速估计方法研究》文中研究指明能源是现代工业社会快速发展的重要组成部分,电能是其中一种使用最广泛、便捷的能源。在工业化生产系统中,最常见的电能利用方式,就是由电动机将所获得的电能转换成机械能加以利用。近年来,随着现代电力电子技术及自动化技术的快速发展,人们越来越重视异步电机交流调速系统的发展,其在各行各业中的地位日趋重要。在异步电机交流调速系统中,电机转速是关键因素,为了确保电机转速测量的精确度,设计人员一般在电机转动轴上安装速度传感器,但是这样不仅会增加电机系统的外形尺寸,还会增加系统的机械复杂程度,同时也削弱了系统的稳定性。并且传感器在复杂的环境下容易发生故障,反而会成为电机系统的事故源。所以发展出了无速度传感器三相异步电机转速估计系统研究方向,该系统利用电机定子电压和电流,通过转速估计模块间接得到电机转速,无需附加任何转速传感器,简化了异步电机系统,节省成本,提高系统的可靠性。同时,若将异步电机无速度传感器转速估计系统应用于实际工程,可以有效提高工程进度、保障施工安全和设备的稳定性,因此该研究方向逐渐成为各行各业学者的研究热点。本文从实际工程问题出发,主要研究了基于模型参考自适应理论的异步电机转速估计方法与基于扩展卡尔曼滤波算法的异步电机转速估计方法。首先根据电动机工作原理、坐标变换理论,简化异步电机的数学模型,然后设计基于模型参考自适应理论的无速度传感器转速估计方法,建立无速度传感器转速估计模型,再设计基于扩展卡尔曼滤波算法的无速度传感器转速辨识方法。最终通过比较两种方法在不同工作情况、不同电机参数变化以及干扰时的仿真结果可知,模型参考自适应法跟随性良好,系统响应速度快,动态性能良好,但受工作环境影响稍大。基于扩展卡尔曼滤波算法的转速估计系统稳定性较好,抗干扰能力强,静态性能良好,但由于算法需要进行参数矫正存在一定的滞后,电机参数的精确程度对该算法影响较大。

张树权[5](2020)在《基于负载转矩观测值动态补偿最佳磁链的异步电机效率优化》文中研究指明异步电动机由于其诸多优点已大范围应用于工业、农业及生活等多种场合,因其轻载时存在效率不足问题,所以针对异步电机的效率优化研究已开展多年。随着研究不断的深入,因效率优化的弱磁效果所引起的调速系统动态性能变差的问题也逐渐受到学者们的关注。由于动态性能变差会导致电机实际工作过程中出现停转事故,因此研究提高效率优化控制的动态性能显得尤为重要。本课题从效率优化控制异步电机在负载动态时转速暂降最小的目标出发,研究负载动态过程中励磁电流分量的动态最优控制问题。由于效率优化本质上是通过控制激磁水平随负载减轻而降低,就势必会导致调速系统具有弱动态性能。针对该问题,本文通过对效率优化所求取的最优磁链进行动态补偿以此来降低负载动态时的转速暂降值,旨在提升效率的同时也保证良好的动态性能。通过损耗模型法实现异步电机的效率优化控制,可在线求取出不同工况时对应的最优磁链值。使用扩展卡尔曼滤波器实时在线观测负载转矩和转速,转速观测值用于更新最优磁链的同时也可以实现无速度传感器控制,转矩观测值将用于前馈补偿系统对最优磁链进行补偿,以此提高负载动态时的系统调速性能。最后,在仿真环境和实验平台中对基于负载转矩观测值动态补偿最优磁链的效率优化控制方案进行了验证,结果表明该方案在负载动态是可以有效减小转速暂降值,证明了算法在提高电机运行效率的同时也保证了系统的动态性能和抗负载扰动能力。

吕文超[6](2020)在《异步电机DTC系统的自抗扰与滑模控制》文中研究表明为了改善传统直接转矩控制(DTC)调速系统中存在的转矩及磁链脉动过大等问题,将自抗扰控制、滑模控制等先进控制理论应用到异步电动机DTC中,设计了新的控制策略,达到有效削弱转矩和磁链脉动等效果。总体内容如下:首先,阐述本课题研究的目的、意义以及国内外异步电动机控制方法研究现状,接着简要介绍章节安排和主要研究内容。其次,介绍异步电机基于滞环比较器和电压向量开关选择表的传统DTC的原理,通过搭建仿真实验模型,利用Matlab/Simulink软件完成了仿真实验。再次,阐述自抗扰、滑模控制理论的原理,为了提高动态响应速度以及增强稳态抗扰性等,采取转速自抗扰控制器取代传统的PI调节器,新型趋近律构成的转矩、磁链滑模控制器取代滞环比较器,并且结合SVPWM技术驱动异步电动机。在Matlab/Simulink软件环境下进行对比仿真实验,结果表示该控制策略可以有效减小传统DTC系统的转矩、磁链和电流脉动。然后,为了改善传统一阶滑模固有的抖振现象,根据超扭曲滑模(Supertwisting,St)和终端滑模控制原理,设计Super-twisting转速控制器和非奇异终端滑模磁链、转矩控制器。仿真实验结果显示此控制策略响应速度较快,同时也能有效地改善抖振现象,并且削弱了传统DTC的转矩及电流脉动。最后,考虑到传统的定子磁链观测模型,在电机不同速度运行时受到定子电阻变化以及纯积分器等影响,导致磁链估计不准确,因此设计改进型定子磁链观测模型来准确估计定子磁链变化;针对实际控制系统中存在负载未知以及多变的情况,基于Super-twisting控制理论设计Super-twisting负载转矩观测器以减小系统的不确定性,实现系统的精确控制。仿真实验结果证实Supertwisting磁链以及转矩观测器可以实现快速跟踪和精确观测。最后,根据异步电动机DTC下的损耗模型以及稳态损耗与定子磁链、电磁转矩以及转速之间的关系,推导出稳态时最优定子磁链,使电机在稳态运行时可以实现效率最优控制。Matlab/Simulink的仿真实验结果表示,稳态运行时通过效率最优定子磁链的控制方式能够降低损耗。综上,基于自抗扰以及滑模控制理论所设计的异步电动机DTC系统在降低了转矩和电流等脉动的同时,削弱了传统滑模固有的抖振现象,通过不同观测器增强了电机控制的精确性,并且稳态运行时能够降低损耗,提高能量利用率,在今后的调速系统中有较好的实际应用价值。

郭桐桐[7](2020)在《常规抽油系统变频调速控制方法研究》文中指出常规抽油系统有机械结构简单,维护方便和使用寿命长等优点,在油田开采上广泛使用,但是普遍存在抽汲效率低,电机能耗大和自动化程度低等问题。随着油田供液能力的下降,上述常规抽油机缺点凸显,利用变频调速技术对抽油机进行节能改造,调节抽油机频次,根据实际需要改变抽油机上下冲程速度,使抽油系统运行在最佳的工作状态。通过对常规抽油系统工作原理的分析,对游梁式抽油机进行运动学分析,运用MATLAB软件建模仿真;在运动学理论分析的基础上对抽油系统动力学分析。将抽油系统简化成一个等效的力学模型,根据三相异步电动机的工作原理和变频器工作原理,建立抽油系统变频调速仿真模型。将变频器及电动机简化成传递函数,并选用PID算法对此抽油系统变频调速控制仿真,利用MATLAB/Simulink软件进行仿真。通过对矢量控制,直接转矩控制,变压变频控制和转差率控制算法进行仿真,并分析其仿真结果。根据四种变频调速控制方法,零负载时对三相异步电机的控制,电机转速曲线和扭矩曲线进行对比分析。四种变频调速控制方法下对电机输入符合抽油系统运动的周期性交变负载,对比分析四种控制方法下电机转速和电磁转矩的仿真曲线。

赵光龙[8](2020)在《双电机耦合驱动电动拖拉机动力系统参数匹配与性能研究》文中指出近年来,全球范围内可开采应用的石油资源日趋减少,各国对环境保护的政策力度不断加大,研发应用绿色无污染的电动拖拉机已是如今农业机械化发展的一个重要研究方向。动力系统作为电动拖拉机的核心工作系统在其设计研发过程中被越来越多的人关注。目前,针对电动拖拉机的动力系统参数匹配设计还未有一套成型的设计方法可供广大研究人员直接使用,为此本文主要对电动拖拉机动力系统主要零部件的参数匹配和驱动控制策略进行研究,并对样机进行试验。主要研究内容如下:首先,在对现有电动车辆动力传动系统结构进行分析的基础上,根据电动拖拉机的作业特点,设计了一种双电机耦合驱动的电动拖拉机动力传动系统结构方案,对其单电机驱动和双电机耦合驱动的驱动模式进行了分析。通过分析电动拖拉机的动力性和经济性评价指标,对驱动电机、蓄电池和传动系统等关键结构参数进行匹配设计。在对动力系统进行设计的基础上,对其驱动控制进行研究,制定了基于最小能耗原则的双电机动力系统控制策略。考虑实际速度和目标速度之间的关系以驾驶员模块为依托计算整车需求转矩,在每个工作点计算不同驱动模式下的能量消耗,通过比较得到能耗最小的工作模式作为该工作点最优工作模式,从而确定两个电机在该工作点处于最小能耗模式时的转矩转速分配信息。在MATLAB/Simulink环境中建立电动拖拉机双电机动力系统仿真模型和动力性能计算模型,以运输工况和犁耕工况为输入工况对电动拖拉机的牵引性能和爬坡度、加速时间等动力性能以及其可连续工作时间进行仿真分析,结果表明电动拖拉机实际速度和目标速度吻合良好,差值绝对值的平均值为0.298,对实际运行速度影响很小。拖拉机的爬坡度和加速时间等动力性能满足设计要求,电池SOC在不同工况下可满足连续作业需求。最后,在理论计算和仿真分析的基础上,对驱动电机性能和整机性能进行试验研究,设计搭建驱动电机试验台,对电机在电动状态和馈电状态下的输入输出特性进行测试。整机性能试验主要测试电动拖拉机在旋耕工况不同耕深条件下的整机能耗、PTO动力输出和电动悬挂装置的可靠性等,试验结果表明,PTO动力输出满足工况要求,整机可连续工作时间通过换算≥6h,符合设计要求。

尚靖博[9](2020)在《基于STM32的矿用隔爆软起动器设计》文中研究指明煤矿井下综采工作面使用胶带运输机、风机、水泵等设备较多,目前大多使用交流异步电动机进行拖动。如果直接起动拖动电动机,起动瞬间产生的冲击电流非常剧烈,对电动机本身以及机械设备都会产生无法挽回的损害。因此,在电源和电动机之间安装软起动器可以有效降低起动电流、减轻对设备的损害、减弱对电网的冲击。为了改善电动机起动特性,限制起动电流过大所带来的不良影响,本文设计了一款以STM32F103VBT6微控制器为主控芯片的矿用软起动器,以有效降低起动电流为目的,实现软起动控制。针对以上问题并根据设计要求,通过分析几种软起动方案,决定系统采用三相晶闸管调压软起动方案,并对交流异步电动机的等效电路建立模型,分析影响其起动性能的参数。为了更好地控制起动过程所出现的冲击电流,详细介绍了模糊PID控制策略,由于软起动传统限流起动方式存在一定的局限性,因此将模糊控制技术引入其中,通过实时整定PID控制器参数,实现对电动机起动电流和时间的优化处理,并在MATLAB/Simulink中对此控制策略进行了建模仿真,以使软起动器输出更加优质满意的波形。控制电路与驱动电路之间通过光纤传输信号,有效减少了晶闸管的电磁干扰,提高了信号传输速度。晶闸管驱动电路则利用CPLD辅助控制电路和脉冲变压器组成,在实现对晶闸管的可靠控制方面有较好的效果。根据本课题的实际需求,对软起动器的软件与硬件进行设计并进行了系统调试,硬件方面主要包括电气主电路、电源电路、检测电路、晶闸管触发电路、通信电路、接触器控制电路等电路的设计;软件方面主要包括控制系统主程序、初始化程序、模糊PID子程序、晶闸管触发程序等程序的设计。本文设计的软起动器操作方便,起动冲击较小,实用性较强。

程湘裕[10](2020)在《混合动力渔船的节能技术研究》文中进行了进一步梳理近年来,我国近海渔业呈现衰退趋势,发展远洋渔业可以保持渔业经济的正常发展,同时对于维护国家海洋权益、外交战略等具有重要意义。远洋渔船作为开发海洋渔业资源的重要装备,在国家政策的支持下,渔船的设计、建造技术和捕捞技术得到快速发展。在全球资源短缺和环境污染加剧的背景下,开发海洋渔业资源可能带来的环境污染问题成为各方关注的焦点,国际相关组织和各国政府接连出台限制船舶废气污染物排放的法律法规。我国提出生态文明建设的方针,“十三五”规划制定了节能减排目标,2018年提出《船舶大气污染物排放控制区实施方案》,2019年扩展的排放控制区覆盖整个沿海和主要内河区域。为了保持渔业经济的健康可持续发展,我国对渔船数量和柴油机功率提出严格限制要求,制定“双控”政策对渔船进行管理。以金枪鱼延绳钓船为研究对象,探索一种适合渔船捕捞作业工况、燃油经济性高、排放性好的方法,成为渔船节能技术研究的重点。为了提高渔船捕捞作业的综合燃油经济性和环保性能,提出一种金枪鱼延绳钓船柴电混合动力系统推进方案。相比于传统金枪鱼钓船柴油机推进系统,柴电混合动力系统具有柴油机和电动机两大动力源,不仅具有柴油机技术成熟、输出功率密度高的优点,还具有电动机技术转矩响应迅速、易调速、清洁高效的优点。柴电混合动力系统金枪鱼钓船,可以依据不同航行工况的需要,合理选择动力源输出,提高燃油综合利用率,降低污染性气体排放,实现节能减排。首先研究金枪鱼延绳钓船捕捞作业工况特点,分析应用于船舶混合动力系统的串联、并联式驱动结构形式,介绍4种并联式结构的运行模式,设计适用于金枪鱼钓船的并联式柴电混合动力推进系统。结合渔船柴油机型谱数据库,对渔船柴油机选型进行研究,根据渔船作业工况需求,选择混合动力系统的电动机和储能装置。针对渔船并联式柴电混合动力系统特点,确定动力分配控制目标,选择转矩为控制参数,选用模糊控制作为金枪鱼钓船的控制策略,并制定控制规则,设计模糊控制器。然后,在MATLAB/SIMULINK环境中建立混合动力系统各部分模型,通过子系统封装技术,搭建系统模型并仿真。基于仿真图,对混合动力系统渔船和传统柴油机动力渔船展开性能研究,混合动力系统完整捕捞作业周期内综合节约燃油20.1%,NOx、CO、HC三种污染性气体均可减排30%~35%,混合动力系统建造初始投资回报期短,渔船整个生命周期内节约燃油成本效果显着。最后,参考船舶评价指标选取原则,依据行业内限制性要求,结合渔船作业特点,运用现代评估方法,搭建渔船综合评价的指标阶梯层次模型。运用层次分析法计算渔船评价指标的权重值,结合渔船工作特点,确定模糊综合评价的隶属度函数参数和评价矩阵,运用基于AHP-Fuzzy Method综合评价方法对混合动力金枪鱼钓船展开评价分析。计算结果表明,柴电混合动力系统渔船的节能等级明显优于传统柴油机动力渔船,验证了综合评价的科学性,混合动力渔船具有广阔的应用前景和推广价值。

二、异步电动机在MATLAB/SIMULINK环境中的建模与仿真(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、异步电动机在MATLAB/SIMULINK环境中的建模与仿真(论文提纲范文)

(1)异步电机直接转矩控制系统的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究的背景及意义
    1.2 电机调速的发展概况
    1.3 直接转矩控制技术
        1.3.1 直接转矩控制技术的发展历程
        1.3.2 直接转矩控制技术的特点及热点问题
        1.3.3 直接转矩控制技术的研究方向与趋势
    1.4 变结构技术的发展历程及应用
    1.5 论文主要内容
第2章 直接转矩控制系统的基本原理
    2.1 异步电机数学模型
        2.1.1 动态模型的数学模型
        2.1.2 不同坐标系下的数学模型
    2.2 直接转矩控制原理
    2.3 直接转矩控制系统结构
        2.3.1 直接转矩控制系统基本组成
        2.3.2 磁链控制
        2.3.3 转矩控制
        2.3.4 扇区判断
        2.3.5 电压向量表选择
    2.4 电压空间矢量对定子磁链与电磁转矩的调控理论
        2.4.1 电压空间矢量对定子磁链的调控原理
        2.4.2 电压空间矢量对电磁转矩的调控原理
    2.5 本章小结
第3章 直接转矩控制系统磁链观测器的研究
    3.1 传统电压模型法
    3.2 改进电压模型法
    3.3 双低通定子磁链法
    3.4 全阶磁链观测方法
        3.4.1 全阶闭环磁链观测器
        3.4.2 仿真对比
    3.5 本章小结
第4章 基于变结构理论的控制器设计
    4.1 变结构控制的基本理论
        4.1.1 变结构的基本概念
        4.1.2 变结构控制的基本原理
    4.2 变结构控制的抖动问题
    4.3 异步电机SVPWMDTC系统变结构控制器设计
        4.3.1 定子磁链和电磁转矩变结构控制器设计
        4.3.2 控制器的输出坐标变换
    4.4 本章小结
第5章 建模仿真及结论分析
    5.1 系统的仿真环境
    5.2 改进后DTC仿真模型的构建
        5.2.1 磁链观测器的仿真实现
        5.2.2 变结构定子磁链与电磁转矩控制器仿真
        5.2.3 3/2 变换模块仿真
    5.3 改进后的异步电机DTC控制仿真结果对比分析
        5.3.1 转矩对比分析
        5.3.2 转速对比分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
附录
致谢

(2)永磁同步电机参数辨识与自整定算法的半实物仿真平台研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 永磁同步电机控制策略概述
        1.2.2 参数辨识技术概述
    1.3 控制器参数自整定研究现状
    1.4 半实物仿真技术分析
    1.5 本文研究的主要工作及创新点
2 永磁同步电机数学模型以及矢量控制系统研究
    2.1 永磁同步电机的结构
    2.2 永磁同步电机数学模型的建立
        2.2.1 三相永磁同步电机坐标变换
        2.2.2 不同坐标系下的数学模型
    2.3 空间矢量脉宽调制技术
    2.4 永磁同步电机矢量控制与仿真
    2.5 本章小结
3 永磁同步电机参数辨识及PI参数自整定策略设计
    3.1 参数变化时对电机运行的影响
    3.2 参数辨识算法
        3.2.1 FFRLS方法下参数辨识
        3.2.2 MRAC方法下参数辨识
        3.2.3 基于FFRLS与 MRAC改进的参数辨识
    3.3 PI参数自整定策略设计
        3.3.1 电流环PI调节器的参数整定
        3.3.2 转速环PI调节器的参数整定
    3.4 离线仿真结果分析
    3.5 本章小结
4 半实物仿真测试平台及模型搭建
    4.1 半实物仿真测试平台架构
    4.2 控制器模型搭建与自动代码生成
        4.2.1 控制器I/O模型配置
        4.2.2 控制器算法模型搭建
        4.2.3 自动代码生成与代码下载
    4.3 HIL仿真模型搭建与OP4510 仿真机
        4.3.1 eFPGASim与电机模型配置
        4.3.2 eHS解算器与逆变电路模型
        4.3.3 I/O模型配置
        4.3.4 HIL仿真整体模型
    4.4 半实物仿真测试流程
    4.5 本章小结
5 半实物仿真平台测试与分析
    5.1 I/O模型测试
    5.2 仿真平台开环测试
    5.3 控制系统验证测试
        5.3.1 传统矢量控制测试
        5.3.2 切换控制策略测试
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录

(3)纯电动汽车电机驱动控制系统研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRAC T
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景与研究意义
    1.2 国内外的研究状况
        1.2.1 纯电动汽车的研究现状
        1.2.2 电机驱动系统的研究现状
    1.3 主要研究内容
第二章 纯电动汽车驱动电机与控制策略
    2.1 驱动电机选择
    2.2 PMSM的数学模型
        2.2.1 PMSM 在三相静止坐标系下的数学模型
        2.2.2 坐标变换和变换矩阵
        2.2.3 PMSM在同步旋转坐标系下的数学模型
    2.3 永磁同步电机控制策略
        2.3.1 矢量控制策略
        2.3.2 直接转矩控制策略
    2.4 本章小结
第三章 永磁同步电机驱动控制系统仿真研究
    3.1 PMSM直接转矩控制基本原理
    3.2 PMSM直接转矩控制系统建模设计
        3.2.1 MATLAB/Simulink仿真平台简介
        3.2.2 三相电压型逆变器的原理与建模
        3.2.3 坐标变换与定子磁链计算模型
        3.2.4 滞环控制器与开关矢量表选择模型
        3.2.5 转速环PI调节器模型
    3.3 PMSM直接转矩控制系统仿真分析
    3.4 本章小结
第四章 基于SVPWM的 SMC-DTC系统研究
    4.1 SVPWM技术在DTC中的运用
        4.1.1 SVPWM基本原理
        4.1.2 期望电压空间矢量的合成
        4.1.3 基本电压空间矢量的作用顺序
        4.1.4 SVPWM算法实现
    4.2 SVPWM算法的建模仿真
    4.3 滑模控制在 DTC 系统中的运用
        4.3.1 滑模控制原理
        4.3.2 滑模控制器设计
    4.4 基于SVPWM的 SMC-DTC系统仿真分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介

(4)异步电动机无速度传感器的转速估计方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景与意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究进展
        1.3.2 国内研究进展
    1.4 本文研究的主要内容
第二章 三相异步电机的工作原理与数学模型
    2.1 三相异步电机的工作原理
    2.2 三相异步电机物理模型
    2.3 坐标变换
        2.3.1 三相/两相变换
        2.3.2 两相/两相旋转变换 (2s/2r)变换
    2.4 异步电机在二相静止坐标系上的数学模型
        2.4.1 异步电机在两相静止坐标系中的动态模型
        2.4.2 异步电机在两相同步旋转坐标系上的数学模型
    2.5 矢量控制系统
    2.6 本章小结
第三章 基于模型参考自适应的异步电机转速估计
    3.1 模型参考自适应理论
    3.2 异步电机转速估计模型参考自适应理论
    3.3 基于模型参考自适应的异步电机转速估计的Matlab仿真
        3.3.1 坐标变换模块
        3.3.2 转子磁链模型
        3.3.3 模型参考自适应转速辨识模块
    3.4 基于模型参考自适应的异步电机转速估计的Matlab仿真图
    3.5 仿真结果
    3.6 本章小结
第四章 基于扩展卡尔曼滤波的异步电机转速估计
    4.1 扩展卡尔曼滤波原理
    4.3 基于扩展卡尔曼滤波算法的异步电机转速估计
    4.4 基于扩展卡尔曼算法的异步电机转速估计的Matlab仿真
        4.4.1 S-function模块使用简介
        4.4.2 基于扩展卡尔曼算法的异步电机转速估计的Matlab仿真电路图
    4.5 仿真结果
    4.6 本章小结
第五章 转速估计方法性能测试与比较
    5.1 不同工作情况下的转速估计性能分析
    5.2 不同工作环境下的转速估计性能分析
    5.3 噪声对转速辨识的影响
    5.4 转速估计的误差
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献

(5)基于负载转矩观测值动态补偿最佳磁链的异步电机效率优化(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 异步电机效率优化控制研究现状
    1.3 异步电机负载转矩观测研究现状
    1.4 课题主要研究内容
2 考虑铁损的异步电机数学模型建立
    2.1 异步电机损耗构成
    2.2 考虑铁损的异步电机数学模型
        2.2.1 两相旋转坐标系下的考虑铁损的异步电机数学模型
        2.2.2 两相静止坐标系下的考虑铁损的异步电机数学模型
    2.3 考虑铁损的异步电机数学模型仿真验证
    2.4 本章小结
3 基于损耗模型的异步电机效率优化算法
    3.1 基于损耗模型的效率优化算法原理
    3.2 基于损耗模型的效率优化算法的仿真及分析
        3.2.1 基于损耗模型的效率优化算法仿真模型
        3.2.2 效率优化算法对系统调速性能影响仿真分析
        3.2.3 不同工况下节能效果的仿真分析
    3.3 负载突增时效率优化算法对动态响应性能的影响
    3.4 本章小结
4 基于负载转矩观测值动态补偿最佳磁链的效率优化算法
    4.1 扩展卡尔曼滤波器基本原理
    4.2 两相静止坐标系下的扩展卡尔曼滤波器
    4.3 基于扩展卡尔曼滤波器的异步电机负载转矩观测器
    4.4 基于扩展卡尔曼滤波器的异步电机负载转矩观测器仿真分析
        4.4.1 负载转矩恒定工况下的仿真分析
        4.4.2 负载转矩突增工况下的仿真分析
    4.5 基于负载转矩观测值动态补偿最佳磁链的效率优化算法
        4.5.1 基于负载转矩观测值的最佳磁链补偿策略
        4.5.2 基于负载转矩观测值动态补偿最佳磁链的效率优化算法仿真框图
        4.5.3 最佳磁链补偿策略对调速系统动态响应提升分析
    4.6 本章小结
5 实验研究与分析
    5.1 实验平台介绍
    5.2 实验平台硬件主电路
    5.3 基于负载转矩观测器的异步电机效率优化算法的软件设计
        5.3.1 主程序设计
        5.3.2 基于负载转矩观测器的效率优化程序设计
    5.4 实验结果及分析
    5.5 本章小结
6 结论及展望
    6.1 结论
    6.2 进一步研究的工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果

(6)异步电机DTC系统的自抗扰与滑模控制(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 本课题研究目的及意义
    1.2 异步电动机调速系统的国内外研究现状与动态
        1.2.1 异步电动机基于稳态模型的控制策略
        1.2.2 异步电动机基于动态模型的控制策略
    1.3 国内外学者对传统DTC策略的改进
    1.4 本论文章节安排和主要研究内容
第二章 异步电动机基于滞环比较器和电压向量开关选择表的传统DTC系统
    2.1 DTC中异步电动机数学模型的推导
        2.1.1 DTC中坐标变换原理
        2.1.2 两相静止坐标系下异步电动机的数学模型
    2.2 异步电动机基于滞环比较器和电压向量开关表的DTC原理
        2.2.1 磁链与转矩的计算
        2.2.2 PI转速调节器
        2.2.3 磁链与转矩滞环比较器
        2.2.4 扇区判断环节和电压向量开关选择表
    2.3 仿真实验和结果分析
    2.4 本章小结
第三章 异步电动机基于改进的自抗扰与滑模控制的SVM-DTC系统
    3.1 异步电动机基于改进的自抗扰与滑模控制的SVM-DTC系统控制原理
    3.2 异步电动机SVM-DTC中自抗扰控制器的设计
        3.2.1 自抗扰控制原理
        3.2.2 转速自抗扰控制器
        3.2.3 二阶扩张状态观测器的稳定性分析
    3.3 异步电动机SVM-DTC中滑模控制器的设计
        3.3.1 滑模变结构控制原理
        3.3.2 转矩及磁链新型滑模控制器设计
    3.4 控制系统的稳定性分析
    3.5 仿真实验和结果分析
    3.6 本章小结
第四章 异步电动机基于超扭曲滑模与终端滑模控制的SVM-DTC系统
    4.1 异步电机基于超扭曲滑模与终端滑模控制的SVM-DTC系统控制原理
    4.2 异步电动机基于超扭曲滑模与终端滑模控制的DTC系统设计
        4.2.1 Super-twisting控制原理
        4.2.2 Super-twisting转速控制器设计
        4.2.3 终端滑模控制原理
        4.2.4 转矩及磁链非奇异终端滑模控制器设计
    4.3 仿真实验和结果分析
    4.4 本章小结
第五章 异步电动机直接转矩控制系统观测器设计与效率优化
    5.1 异步电动机直接转矩控制系统中的观测器设计
        5.1.1 直接转矩控制系统中改进型定子磁链观测器设计
        5.1.2 直接转矩控制系统中负载转矩观测器设计
    5.2 异步电动机直接转矩控制系统的效率优化
        5.2.1 考虑损耗的异步电动机直接转矩控制模型
        5.2.2 基于损耗模型的异步电动机直接转矩效率最优控制
    5.3 异步电动机效率最优的DTC系统方案设计
    5.4 仿真实验和结果分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢

(7)常规抽油系统变频调速控制方法研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 抽油机国内外发展现状
        1.2.2 抽油系统国内外发展现状
        1.2.3 变频调速国内外发展现状
        1.2.4 抽油系统发展趋势
    1.3 主要研究内容
第二章 常规抽油系统运动学和动力学分析
    2.1 常规抽油系统的基本结构及工作原理
    2.2 游梁式抽油机运动学分析
        2.2.1 抽油机四连杆机构几何关系
        2.2.2 抽油机悬点运动规律
        2.2.3 抽油系统运动学
    2.3 抽油系统动力学分析
        2.3.1 悬点载荷计算
        2.3.2 悬点动载荷
        2.3.3 摩擦载荷
        2.3.4 悬点最大和最小载荷
    2.4 抽油机平衡、扭矩及功率分析
        2.4.1 抽油机平衡分析
        2.4.2 抽油机扭矩分析
        2.4.3 电动机功率分析
    2.5 仿真结果
        2.5.1 运动学实例分析
        2.5.2 动力学实例分析
    2.6 本章小结
第三章 抽油系统变频调速方法
    3.1 三相异步电动机
        3.1.1 三相异步电动机工作原理
        3.1.2 异步电动机三相动态的数学模型
        3.1.3 异步电动机调速方法
    3.2 变频调速
        3.2.1 变频调速基本原理
        3.2.2 变频调速对电机参数的影响
        3.2.3 变频调速对曲柄轴等效驱动力矩的影响
    3.3 抽油系统变频控制仿真模型
        3.3.1 抽油系统等效模型建立
        3.3.2 变频调速环节仿真模型建立
        3.3.3 三相异步电机数学模型
        3.3.4 变频器仿真
    3.4 抽油系统变频控制条件
        3.4.1 抽油系统闭环控制原理
        3.4.2 抽油系统边界条件
    3.5 变频调速节能技术
        3.5.1 电机节能存在问题
        3.5.2 变频调速技术节能的分析
    3.6 本章小结
第四章 变频调速仿真
    4.1 电机变频调速仿真
        4.1.1 矢量控制
        4.1.2 直接转矩控制
        4.1.3 变压变频控制
        4.1.4 转差率控制
    4.2 PID控制原理
        4.2.1 模糊控制
        4.2.2 模糊PID控制
        4.2.3 PID控制
        4.2.4 抽油机变频控制系统仿真
    4.3 冲次对抽油机性能的影响
    4.4 本章小结
第五章 常规抽油系统变频调速控制方法分析
    5.1 异步电机启动仿真
        5.1.1 异步电机零负载启动
        5.1.2 异步电机带负载启动
    5.2 变频调速仿真结果
        5.2.1 矢量控制仿真结果
        5.2.2 直接转矩仿控制真结果
        5.2.3 变压变频控制仿真结果
        5.2.4 转差率控制仿真结果
    5.3 本章小结
第六章 结论
    6.1 开展的工作
    6.2 结论
    6.3 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(8)双电机耦合驱动电动拖拉机动力系统参数匹配与性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 主要研究内容
    1.4 本章小结
2 双电机电动拖拉机动力传动系统结构分析及参数匹配
    2.1 动力传动系统结构及工作原理分析
    2.2 电动拖拉机整机性能及评价指标
    2.3 动力系统参数匹配
    2.4 传动系统匹配
    2.5 本章小结
3 双电机动力系统控制策略研究
    3.1 双电机动力系统控制策略构架
    3.2 需求转矩计算
    3.3 能量优化管理
    3.4 本章小结
4 基于MATLAB/Simulink的动力传动系统建模与分析
    4.1 动力传动系统建模
    4.2 动力性计算仿真模型
    4.3 基于空载工况的电动拖拉机性能仿真分析
    4.4 基于运输工况的电动拖拉机性能仿真分析
    4.5 基于犁耕工况的电动拖拉机性能仿真分析
    4.6 本章小结
5 电动拖拉机试验研究
    5.1 电动拖拉机驱动性能试验
    5.2 电动拖拉机整机性能试验
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 后期工作展望
参考文献
作者简历
致谢
学位论文数据集

(9)基于STM32的矿用隔爆软起动器设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 软起动器国内外发展概况
    1.3 课题研究的主要内容
    1.4 本章小结
2 软起动器方案设计与工作原理
    2.1 系统设计要求
    2.2 软起动器设计方案
    2.3 晶闸管软起动器工作原理
    2.4 软起动器的起动方式
    2.5 模糊PID控制算法分析
    2.6 本章小结
3 软起动器硬件电路设计
    3.1 控制系统硬件电路整体设计
    3.2 软起动器主电路设计
    3.3 软起动器微控制器电路设计
    3.4 电源电路设计
    3.5 信号检测电路设计
    3.6 晶闸管触发电路设计
    3.7 通信电路设计
    3.8 接触器控制电路设计
    3.9 其它电路设计
    3.10 软起动器的隔爆设计
    3.11 本章小结
4 软起动器软件设计
    4.1 软件设计平台
    4.2 主程序设计
    4.3 初始化程序设计
    4.4 模糊PID程序设计
    4.5 晶闸管触发程序设计
    4.6 软停车程序设计
    4.7 本章小结
5 MATLAB仿真与样机调试
    5.1 MATLAB仿真
    5.2 样机调试
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
附录1 软起动器硬件电路原理图
附录2 印刷电路板实物图
附录3 软起动器隔爆外壳
作者简历
致谢
学位论文数据集

(10)混合动力渔船的节能技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 课题研究的目的和意义
    1.3 主要研究内容
    1.4 本文章节安排
第二章 渔船节能减排研究
    2.1 我国渔业与渔船现状
    2.2 金枪鱼延绳钓船介绍
    2.3 新能源船舶动力技术
    2.4 渔船节能技术
    2.5 船舶混合动力技术国内外研究现状
        2.5.1 国内研究现状
        2.5.2 国外研究现状
    2.6 本章小结
第三章 渔船混合动力系统选型与控制策略
    3.1 混合动力船舶推进系统概述
    3.2 金枪鱼延绳钓船柴电混合动力系统
        3.2.1 混合动力装置
        3.2.2 金枪鱼延绳钓船工况分析
    3.3 混合动力渔船推进系统设备选型
        3.3.1 渔船柴油机选型
        3.3.2 电动机选型
        3.3.3 储能装置选型
        3.3.4 其他设备选型
    3.4 运行规则及控制策略
        3.4.1 控制策略介绍
        3.4.2 混合动力系统模糊控制器设计
    3.5 本章小结
第四章 渔船混合动力系统建模仿真与性能分析
    4.1 混合动力系统各模块仿真模型
        4.1.1 柴油机模型
        4.1.2 电动机模型
        4.1.3 储能装置模型
    4.2 混合动力系统仿真与分析
    4.3 经济性能分析
        4.3.1 燃油经济性分析
        4.3.2 设备投资、保养费用分析
    4.4 环保性能分析
    4.5 本章小结
第五章 柴电混合动力渔船推进系统综合评估
    5.1 渔船推进系统指标阶梯层次模型
        5.1.1 指标体系构建原则
        5.1.2 渔船节能评价指标体系构建和内涵介绍
    5.2 渔船节能评价模型与计算方法
        5.2.1 基于AHP-Fuzzy Method的评价模型
        5.2.2 评价模型数据分类
    5.3 柴电混合动力渔船评估算例
        5.3.1 金枪鱼延绳钓船参数介绍
        5.3.2 评价过程和结果
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的科研成果
致谢

四、异步电动机在MATLAB/SIMULINK环境中的建模与仿真(论文参考文献)

  • [1]异步电机直接转矩控制系统的研究[D]. 杨洋. 太原理工大学, 2021(01)
  • [2]永磁同步电机参数辨识与自整定算法的半实物仿真平台研究[D]. 安健. 青岛科技大学, 2021(01)
  • [3]纯电动汽车电机驱动控制系统研究[D]. 唐文华. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [4]异步电动机无速度传感器的转速估计方法研究[D]. 曹一梁. 西安理工大学, 2020(01)
  • [5]基于负载转矩观测值动态补偿最佳磁链的异步电机效率优化[D]. 张树权. 西安理工大学, 2020(01)
  • [6]异步电机DTC系统的自抗扰与滑模控制[D]. 吕文超. 青岛大学, 2020(01)
  • [7]常规抽油系统变频调速控制方法研究[D]. 郭桐桐. 西安石油大学, 2020(11)
  • [8]双电机耦合驱动电动拖拉机动力系统参数匹配与性能研究[D]. 赵光龙. 山东科技大学, 2020(06)
  • [9]基于STM32的矿用隔爆软起动器设计[D]. 尚靖博. 山东科技大学, 2020(06)
  • [10]混合动力渔船的节能技术研究[D]. 程湘裕. 上海海洋大学, 2020(03)

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MATLAB/SIMULINK环境下异步电机的建模与仿真
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