1. 研究目的与意义（文献综述）

现代电机控制技术是实现高性能伺服驱动的核心技术，也是体现先进制造技术的标志性技术之一，1971年，德国学者blaschke提出了交流电机矢量控制理论，它的出现对电机控制具有重要意义^[6]。矢量控制理论的基本思想是将定子电流分解为励磁分量和转矩分量，对它们分别控制，因此，可以通过坐标变换建立异步电机的数学模型，从而推导出适量变换控制所需的方程^[9]。矢量控制的提出，显著改善了交流传动系统，这是交流传动控制理论上的一个质的飞跃。但是矢量控制方法还存在不少问题，矢量控制要以转子磁链定向，然后把定子电流分解为励磁分量和转矩分量，使两者互相垂直，因此要得到转子磁链的相角，才能进行坐标变换。对于这些问题。国内外学者都进行了大量的理论分析和实验研究，取得了很多成果。1985年，德国学者depenbrock提出了交流电机直接转矩控制，拓宽了矢量控制理论^[2]。它不需要把电子电流分解为励磁分量和转矩分量，只是通过控制pwm型逆变器晶体管的切换方式，控制异步电机的瞬时输入电压，从而控制异步电机定子磁链的旋转速度，来改变它对转子的瞬时转差率，得到电机的快速响应。但这种方法还需要进一步研究，没有达到实用化的水平。

现代电动机控制不是单一的调速，其主要的被控量是电机的转矩。调速系统采用闭环控制后，被控量有多个，如速度、位置等，最终是通过控制电动机的转矩实现的^[7]。在直流调速系统中，控制电机的方法十分简单，调节电枢电压和励磁电流大小就可以控制转速与转矩，并且利用电流、转速双闭环系统很容易获得良好的动静态特性。在二十世纪的大部分年代里，鉴于直流传动具有良好的动静态特性，高性能可调速传动系统都采用直流电机。但是随着工业生产的发展，直流电机的薄弱环节逐渐暴露出来。由于换向器的存在^[1]，直流电机工作环境、最高转速、单机容量受到极大限制，已不能适应现代调速系统发展的要求。而异步电机结构简单、运行可靠、便于维护、价格低廉，因而各国研究人员纷纷转向交流调速技术的研究。

矢量控制理论的实现还需要电力电子器件的支撑。电子电力器件可以分为三类^[3]，(1)不可控器件,这类器件一般为两端器件，一端是阳极，另一端是阴极。与电子电路中的二极管一样，具有单向导电性。这类器件就是功率二极管。(2)半控型器件。这类器件是三端器件，除阳极和阴极外，还增加了一个控制门极。这类半控型器件是指晶闸管及其大部分派生器件。目前，国内生产的电力电子器件仍以晶闸管为主。(3)全控型器件。这类器件也是带有控制端的三端器件，其控制端不仅可以控制其开通，还能控制其关断。目前常用的是功率mosfet和igbt。按控制信号的性质分类可以分两种，(1)电流驱动型器件。驱动信号加在器件控制端和公共端之间，通过从控制端注入或抽出电流来实现器件的导通或者关断的控制，这类电力电子器件称为电流驱动型器件或称为电流控制型器件。(2)电压驱动型器件。通过施加在控制端和公共端之间的电压信号来实现器件的导通或者关断的控制，这类电力电子器件称为电压驱动型器件或称为电压控制型器件。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：掌握三相异步电动机的工作原理，建立其动态和稳态数学模型，设计转速的估算方法，完成三相异步电动机无速度传感器矢量控制策略拟定，利用matlab仿真平台进行仿真，对所提控制策略的有效性进行验证及控制性能分析。

目标：利用坐标变换求出定子电流的转矩分量和励磁分量，找出用磁链和电流电压估算速度的方法，进行三相异步电动机无速度传感器矢量控制的方案拟定，最后搭建仿真平台，进行仿真并对结果进行分析。并通过分析找到其优点和不足之处。

拟采用的技术方案及措施：

3. 研究计划与安排

第1-3周：文献查阅，包括著作、期刊、会议论文、网络资源等；

第4周：完成开题报告、论文提纲；

第5周：完成英文文献翻译；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 辜承林，陈乔夫，熊永前. 电机学. 武汉: 华中科技大学出版社, 2007

[2] 阮毅，陈伯时. 电力拖动自动控制系统. 北京: 机械工业出版社, 2010

[3] 陈坚. 电力电子学—电力电子变换和控制技术. 北京: 高等教育出版社, 2002