1．目的及意义
传统的矢量控制系统都是带有速度传感器的。但是机械传感器的使用往往有一些缺陷：(1)精密的传感器会耗费的成本较大；(2)传感器元件或者光电编码器一般安装在电机轴上，测速精度受安装方式影响，有可能会降低系统可靠性；(3)传感器元件或者光电编码器能否正常工作以及其工作精度都会受到周围环境影响，使其使用有一定的局限性；(4)在轴上安装传感器元件或者光电编码器会增加系统的体积，并使异步电机简单坚固的特性遭到破坏，增加了系统维护的难度和复杂度。人们普遍希望省去光电码盘，所以无速度传感器矢量控制技术的研宄成了当前的一个热点。

为了满足交流调速系统的高性能性需要，转速的闭环控制成为必须，通常通过在电机轴承上安装速度机械传感器来检测电机转子转速，如测速发电机和光电编码器等。无速度传感器是通过检测电机定子侧容易检测的电压量和电流量，然后经过状态估计来实时的计算电机转速和位置，从而实现对电机转速和位置较为精确的控制，也就是所谓的交流电机无速度传感器的控制。综合上述几点，无速度传感器矢量控制技术已经成为了近些年来国内外重要的研究课题。在矢量控制系统中，不论有无速度传感器，转速信息都是不可或缺的。因此在省去速度传感器的情况下，必须用恰当的方法尽可能精确的获得与转速传感器相同的“转速信息”，这是无速度传感器的矢量控制系统必须解决的关键和中心问题。无速度传感器克服了速度传感器带来的种种缺陷，使得其在交流调速领域中更加受到青睐，无速度传感器技术是通过测量电机定子端的电压、电流等易测量的量，间接的通过一定的方法来提取电机的转速和转子位置，然后利用其在线辨识的速度和位置反馈到电机速度闭环调速系统中。

从上世纪70年代，国际上己经开始对无速度传感器进行研究。A.Abbondanti等人在1975年提出了基于稳态方程的转差频率的转速辨识方案，然后无速度传感器开始出现在电机控制领域；M.Ishida等专家在年运用电机转子的齿谐波来检测转子转速。近年来，德国的一些电机研究所的学者运用扩展卡尔曼滤波器在永磁同步电机和感应电机中进行速度辨识研究。学院的一位电机专家首先釆用全阶状态观测器设计了一种速度辨识方案运用到上对其进行控制。国内的一些学者和专家在年代中期开始对永磁电机利用无速度传感器进行电机闭环控制的技术进行了相关研究工作，通过多年的不懈努力，目前国内的相关研究人员针对无速度电机速度辨识方案进行了大量的研究，提出了许多速度信号检测的方法，一般是利用检测电机网端的定子电压、电流等物理量进行转子速度的估算，较为成熟的有：基于电机数学模型直接计算方案、自适应观测器速度辨识方案、扩散卡尔曼滤波法和神经网络控制的速度辨识方案。

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2. 研究的基本内容与方案

{title}2.1 基于模型参考自适应(MRAS)的转速估算模型

自适应系统是当外部发生条件变化或者大的不可预测的变化时，该系统能根据不同的情况，依然维持原有的动态性能。状态扰动的消除主要是通过反馈控制系统来实现，而自适应系统可以用于消除结构扰动对系统特性的作用。模型参考自适应系统就是基于自适应系统发展而来的，它的特点是具有自适应速度快，可以应用在各种不同的情况下，基本结构图如图 2.1 (见附件)所示。

从图 2.1 可以看出，参考模型和可调模型是并联的形式，而再串入一个自适应机构便可以组成模型参考自适应系统。参考模型是根据被控对象所要达到的期望状态而建立的，而可调模型包含被控对象跟随参考模型变化。y（m）t 表示参考模型的输出，也就是代表所期望的动态响应输出，y（p）t代表可调模型的输出，也就是代表被控对象的输出，从结构图中可以看出两个模型有共同的输入量 r（t），将两个模型的输出值比较，比较结果称为广义误差e（t），将该值作为自适应机构的输入，通过调节被控对象的参数值，使可调模型和参考模型输出的结果相一致，即可调模型的值动态跟踪参考模型的值，使广义误差e（t）趋于零。

2.2 模型参考自适应系统的理论依据

当模型参考自适应系统中参考模型和可调模型确定后，自适应律的确定也很关键，合适的自适应律对提高系统的性能起着至关重要的作用，通常确定自适应律主要有三种方法：

(1)局部参数最优化理论(MIT律)；

(2)李雅普诺夫函数；

(3)波波夫稳定性理论。