异步电机矢量控制系统仿真与应用
林贞发，游林儒，庄桂玉，李敏，胡庆华
（华南理工大学自动化科学与工程学院，广州510640）
摘要：无速度传感器感应电机具有价格低和高可靠性等优点，为取代速度传感器，提出了一种基于ims320lf2812 dsp的无位置传感器异步电机矢量控制系统。文章主要介绍了矢量控制的基本方程，并根据这些方程建立模型参考自适应系统( mras)来估计转子磁链，最后通过matlab/simul/nk仿真与基于dsp的无速度传感器异步电动机矢量控制实验进行对比分析，验证了该仿真和实际电机控制系统的调试都具有足够辨识精度，高动静态性能和高控制效果。
关键词：矢量控制；无位置传感器控制；模型参考自适应系统；matlab/simulink
中图分类号：tm343; tp273 +.2 文献标志码：a 文章编号：1001-6848( 2010)04-0030-04
0引 言
在异步电动机矢量控制系统中需要转速信息来保证转子磁链的准确定向，传统的测试方法是在电机轴上安装速度传感器。这不仅降低了抗干扰和可靠性，还增加系统复杂性和成本，不适应恶劣环境，且在许多环境下实际安装测试设备也有困难。迄今为止，国内外学者已经做了大量这方面的研究，提出了多种典型的估计算法。本文提出的基于t模型自适应系统对转子磁链位置估算的算法，能较好地实现矢量控制励磁电流和转矩电流的解耦。并通过rms320lf2812 dsp系统硬件平台加上值pc中的labview及can-usb通信模块进行在线调试方法，保证了磁链观测的准确性。
1交流异步电动机的矢量控制
异步电动机矢量控制的基本构想是通过将三相异步电动机的物理模型转换成直流电动机的模式，使电动机的转速和磁链的控制完全解耦，再分别控制转矩电流分量和磁链电流分量，使电机的电磁转矩与转矩电流分量成相互独立可控关系，从而得到与直流电动机相应的控制特性。异步电机的数学控制方程式如下：电压方程：
由于转子磁链矢量粤与d轴相重合；而转子磁链在q轴上的分量为零，则此时的磁链方程如下：
转矩方程和机械方程：
电压方程和磁链方程，可以推导出转子磁链和转差为：
由上面公式推导可得异步电机矢量变换及解耦数学模型如图1所示。
2磁链估算模型参考自适应系统（mras）与转速估计
2.1磁链估算模型参考自适应系统(mras)
模型参考自适应系统利用了两个不同结构（在不同输入变量下估计相同状态变量）模型的冗余。两个模型都是参专静态参考模型，基于ⅱ模型结构如图2。可知通过图2左上方框图的（电流模型）定子模型求得的转子磁链矢量估计s上标为静态的来自电流模型。和从图2右上方（电压模型）转子模型得到的转子磁链矢量估计为静态的来自电压模型。
该模型结合了两个静态模型，当在低速的时候，由于电压模型的反电动势非常低（即使在零速度下的零反 |
