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交流调速控制理论、电力电子技术、计算机控制技术的迅速发展,使异步电动机控制在近二、三十年里发生了巨大的变化。高性能的变频调速技术使普通异步电动机的控制性能几乎可以与直流电动机相媲美。进一步完善和提高交流变频调速系统的动态、稳态性能,对提高国民生产、改善人民生活以及节约电力能源等方面都有着重大的意义。
本文分析了三相异步电动机在多个坐标系下的数学模型,讨论了三电平电压空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)的原理,建立了按转子磁场定向的三电平SVPWM型三相异步电动机直接矢量控制系统。在此基础上,分析了对象参数发生变化对系统控制性能的影响,提出了基于蚁群算法优化控制器参数的自校正控制系统,并进行了基于Matlab/Simulink的仿真。在仿真分析的基础上,提出了基于VME总线通信的“主控制器PowerPC+辅助控制器DSP”的计算机控制方法,即检测数据处理、矢量控制、在线辨识、蚁群优化等算法在主控制器里完成,PWM脉冲输出在辅助控制器里进行。这种方法的提出为今后实现更复杂更高级的控制算法提供了数字控制结构的支持。
本文的仿真实验,验证了基于蚁群优化算法的三电平SVPWM异步电动机矢量控制系统对于对象参数时变的情况具有较强的鲁棒性和自适应性。