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实现高质量的异步电机调速系统是现代工业的迫切需求。为提高异步电机调速系统的性能,本文对转子磁链观测、转速估计、转速控制器设计等问题进行了深入的研究,并在此基础上设计了无速度传感器的异步电机矢量调速系统。 本文首先对异步电机调速系统的相关技术进行了简要综述,着重介绍了转子磁链观测、电机控制和电机转速估计的相关理论及算法。其次,详细介绍了三相异步电机的调速原理,主要包括电机的动态数学模型、坐标变换原理,以及实现定子电流励磁分量和转矩分量解耦的矢量控制原理。然后,针对传统的电压模型和电流模型磁链估计准确度较低的问题,设计了以转子磁链和定子磁链为状态变量的全阶磁链观测器。仿真结果表明该观测器具有较高的准确性和鲁棒性。接着,以该全阶磁链观测器为基础,根据李雅普诺夫稳定性原理推导出自适应率,并设计了电机转速的自适应观测器。仿真结果表明,该自适应观测器可以较准确地估计电机转速,并对电机参数变化具有良好的鲁棒性。随后,针对异步电机模型的非线性和不确定性,将模糊控制技术与PI控制器相结合,设计了转速的模糊 PI控制器。该模糊 PI控制器在电机空载启动、负载突变、转速给定值突变等情况下都表现出较好的控制效果和鲁棒性。 最后,利用所设计的全阶磁链观测器、转速自适应观测器和模糊PI控制器,设计了无速度传感器的异步电机矢量调速系统,并在Matlab/Simulink软件中搭建了仿真模型。最终的系统仿真实验证明,所设计的调速系统具有控制精度高、响应时间短、鲁棒性强的特点,满足高性能异步电机调速系统要求。