基于闭环扩张状态观测器的转子磁链观测

针对转子磁链观测易受转子电阻变化影响的问题，设计了一种基于闭环扩张状态观测器（ESO）的转子磁链观测器。该观测器将电流模型和电压模型中的不确定部分与已知模型分离，扩张为新的状态变量，并将转子磁链的观测值补偿到已知模型中，形成闭环的磁链观测器。这种闭环的ESO缩小了观测对象的不确定性范围，提高了ESO的收敛速度和观测精度。不同转速下的仿真结果表明，提出的ESO对转子电阻摄动具有很强的鲁棒性。     

带有转子电阻补偿的异步电机电流型磁链观测器

提出了一种改进的异步电机转子磁链电流型观测器。造成电流型观测器估计误差的转子电阻不确定项,在定子电流方程中同样存在。把它扩张成新的状态变量后,根据扩张状态观测器(ESO)的原理,在电流、转速可测的条件下可以对其进行观测。把所得的对不确定项的估计值引入电流型观测器,则可以消除转子电阻的影响。与传统观测器的仿真对比结果表明,该方法对转子电阻的变化具有很强的鲁棒性。     

基于闭环扩张状态观测器的转子磁链观测

针对转子磁链观测易受转子电阻变化影响的问题,设计了一种基于闭环扩张状态观测器(ESO)的转子磁链观测器。该观测器将电流模型和电压模型中的不确定部分与已知模型分离,扩张为新的状态变量,并将转子磁链的观测值补偿到已知模型中,形成闭环的磁链观测器。这种闭环的ESO缩小了观测对象的不确定性范围,提高了ESO的收敛速度和观测精度。不同转速下的仿真结果表明,提出的ESO对转子电阻摄动具有很强的鲁棒性。     

基于扩张状态观测器的异步电机定子磁链观测

通过采用扩张状态观测器(ESO),提出了一种不依赖定子电阻的定子磁链观测方法。在定子磁链定向的同步旋转坐标系下,将定子电流状态方程所有含定子电阻项合并成不确定项;并将不确定项扩张成一阶新状态变量。用扩张状态观测器观测出不确定项的值,进而准确的观测出定子磁链。针对提出的方法,在Matlab/Simulink中搭建模型进行仿真并在物理平台进行了实验验证,结果表明此方法有效。     

基于模糊控制及复合磁链观测器的感应电机矢量控制系统

采用基于电压模型及电流模型的复合磁链观测器,避免了矢量控制时异步电机工作温升引起的转子电阻变化所带来的磁链观测不准确问题。该文通过采用双层模糊P I控制器进一步减小了电机工作时定、转子参数变化对系统性能的影响,并在获得较好鲁棒性的同时,提高了整个系统的调速性能。     

永磁同步电机新型转子磁链滑模观测器

针对传统永磁同步电机反电势滑模观测器转子位置估计存在的信号抖振和相位滞后问题,提出一种以电机定子电流与转子磁链为状态变量的四阶新型转子磁链滑模观测器.首先,以电机定子电流与转子磁链为状态变量构建四阶状态方程,选取定子电流观测误差为滑模面构建转子磁链滑模观测器.其次,设计一种新型锁相环对转子位置和转速进行进一步估算,避免引入反正切函数和微分运算带来的位置估算不精确问题.实验结果验证了新型滑模观测器在位置估算精度和抖振抑制方面的优势.     

感应电机的一种输出反馈控制器设计

感应电机转子磁链观测是磁场定向系统控制中的关键步骤,然而电机在低速运行时定子电阻不确定性及转子转速变化对转子磁链观测准确性有很大的影响。采用线性变参数多胞输出反馈控制器设计理论,提出一种新的转子磁链观测方法。引入多胞技术,设计包含极点配置的随变参数自调整的输出反馈控制器。将感应电动机作为线性变参数系统,转子转速与定子电阻作为系统的变参数,设计系统控制器即转子磁链观测器。利用鲁棒控制理论,通过求解线性矩阵不等式组,实现满足鲁棒稳定性能和动态特性转子磁链观测器。仿真结果验证此观测器的正确性,磁链观测的水平有了较大的提高。     

基于DSP的无速度传感器直接转矩控制系统

针对传统的直接转矩控制系统．定子磁链受定子电阻及积分计算的影响，辨识不准确及使用速度传感器的不足．通过采用新型磁链观测器．获得全速范围内准确的定转子磁链，并以此为基础，利用转子磁链误差辨识电机转速。通过实验证明系统有较好的性能。     

电动车用感应电机电阻的状态滑模观测新方法

在采用矢量控制的电动车用感应电机驱动系统中,温升等因素会导致绕组电阻发生变化。提出一种新的状态滑模观测器,对电阻进行实时的跟踪与辨识。该观测器以定子电流和转子磁链为状态变量,包括状态观测部分和滑模观测部分,并基于李亚普诺夫方法给出了电阻的自适应调节律和系统的稳定性证明。由于滑模部分的引入,该观测器比常规状态观测器在处理大范围参数变化时具有更强的鲁棒性,能提供更高的辨识精度;同时,滑模部分的待调节参数比常规滑模观测器的要少,结构简单、计算量小。仿真与实验结果证明了该方法的有效性和正确性。     

基于自适应观测器的感应电机转速估计方法研究

介绍了一种能在线补偿定转子电阻的基于自适应观测器的感应电机转速估计方法.该转速估计方法只需检测定子电压电流作为输入,利用观测器观测出转子磁链和定子电流,并利用定子电流误差和转子磁链观测值辨识出转速、定子电阻和转子电阻,并反馈于观测器,确保电机转速估计对参数变化的鲁棒性.仿真及实验结果表明,此方法估计的速度能应用于无速度传感器矢量控制系统,并具有较好的辨识精度和鲁棒性.     

基于转子磁链q轴分量的异步电机间接矢量控制转差频率校正

异步电机间接矢量控制系统在工业场合应用广泛,然而其性能易受转子电阻参数变化等因素影响。该文将定子电流矢量定向同步坐标系下的转子磁链观测器与间接矢量控制系统相结合,利用观测器得到的实际磁链计算转子磁场定向下转子磁链的q轴分量,并根据定向准确情况下转子磁链q轴分量为零的特点提出一种间接矢量控制转差频率校正方法,保证间接矢量控制系统对转子磁场的准确定向。详细介绍了该校正方法的基本原理和系统框图,并进行了稳定性分析。仿真和实验结果证明了该校正方法的有效性。     

Adaptive sliding mode observer for induction motor using two-time-scale approach

This paper presents an original method for the design of a robust adaptive sliding mode current and flux observer for induction motor drive using two-time-scale approach. This approach, based on the singular perturbation theory, decomposes the original system of the observer error dynamics into separate slow and fast subsystems of lower dimensions and permits a simple design and sequential determination of the observer gains. For the proposed observer, the rotor speed signal is assumed to be available. The stator currents and rotor flux are observed on the stationary reference frame using sliding mode concept, and the adaptive rotor time-constant is derived from Lyapunov stability theory using measured and estimated currents and estimated rotor flux. The control algorithm is based on the indirect field-oriented sliding mode control to keep the machine field oriented. The control-observer scheme seeks to provide asymptotic tracking of speed and rotor flux in spite of the presence of an uncertain load torque and unknown value of the rotor resistance. The effectiveness of this control algorithm has been successfully verified through computer simulations.     

关于感应电机转速观测和转子电阻辨识的研究

针对利用感应电机的定子电流同时实现转子电流和转速观测、转子电阻辨识,进行了较为深入的探讨。以Lyapunov稳定判据作为设计的基础,利用变结构控制方法来抵消不可知部分,设计出一转速预测器和一转子电阻辨识器;指出当二者独立工作时都无差收敛,但组合工作时无差收敛性无法保证;通过理论分析表明,无差收敛性的破坏起源于感应电机的本质耦合,因而不可能构造出无差收敛的组合转速观测器和转子电阻辨识器。最后通过一感应电机的仿真说明了所做分析的正确性。     

Robust sliding mode control and flux observer for induction motor using singular perturbation

This paper proposes a sequential methodology for designing a robust adaptive sliding mode observer for an induction motor drive using a two-time-scale approach. This approach is based on the singular perturbation theory. The two-time-scale decomposition of the original system of the observer error dynamics into separate slow and fast subsystems permits a simple design and sequential determination of the observer gains. In the proposed method, the stator currents and rotor flux are observed on the stationary reference frame using the sliding mode concept. The control algorithm is based on the indirect field oriented sliding mode control with an on-line adaptation of the rotor resistance to keep the machine field oriented. The control–observer scheme seeks to provide an asymptotic tracking of speed and rotor flux in spite of the presence of an uncertain load torque and an unknown value of rotor resistance. The validity for practical implementation has been verified through computer simulations.     

感应电机全阶观测器的一种新型离散方法

针对感应电机全阶自适应观测器的离散化问题,通过将欧拉法和双线性变换法相结合,提出了一种新型离散化方法,用于实现感应电机精确的无速度传感器数字控制。自适应全阶磁链观测器的状态变量由定子电流和转子磁链构成。该方法对定子电流采用欧拉法离散,对转子磁链采用双线性法离散。通过合理近似,使得求解磁链的方程组实现解耦,其运算复杂度比传统的双线性法显著降低。该方法的运算量只比欧拉法有略微增加,但精度却比欧拉法有明显改进。实验结果表明,所提出的方法能取得较小的离散误差,从而提高了感应电机无速度传感器控制的准确度。     

一种弱磁扩速下的异步电机磁链观测和速度辨识

针对异步电机在高速弱磁下的运行特点,提出了一种基于弱磁下的高性能的磁链观测方法。该方法在基于转子磁链定向电流模型下,设计了一个可以补偿磁链观测误差的补偿器,解决了弱磁条件下励磁磁场变化而导致磁链观测不准的问题。在改进磁链观测的基础上,运用了易于在定点芯片上实现的转速辨识算法,估算出电机转速。最后将结合改进磁链观测的速度估计器应用到无速度传感器矢量控制系统中,仿真结果表明,这种方法实现方便,能够在弱磁高速下准确的辨识磁链和转速估计,提高控制系统的动态性能。     

基于改进磁链观测器的感应电机转速辨识

感应电机电压模型转子磁链观测器由于其算法简单而得到广泛应用,但低速时由于定子电阻压降明显使得测量误差严重影响观测精度,纯积分的应用还存在直流偏置和初始值问题。本文提出了一种改进电压模型转子磁链观测器,引入定子磁链的电流模型和电压模型之间的误差对定子感应电动势进行补偿,理想积分环节采用新型改进低通滤波器代替,再由定子磁链的电压模型推导出转子磁链的电压模型。在此基础上,通过得到的转子磁链对感应电机的转速进行辨识。仿真和实验表明新算法改善了转速辨识的动静态性能,尤其改善了低速时的转速辨识性能。