基于U-I模型的感应电机定子磁链观测方法研究

深入分析了传统的基于U-I模型的感应电机定子磁链观测方法的局限性,详细探讨了基于坐标变换的饱和反馈双积分器的补偿原理和相关参数的选取原则.理论分析和仿真结果表明,正确选取反馈通道的限幅阀值,该积分器可以在有效抑制饱和与直流漂移的同时,完全补偿相位和幅值误差.实验结果进一步证明了该方法的可行性、有效性和正确性.     

直接转矩控制系统中定子磁链观测器研究

针对电机直接转矩控制中传统的定子磁链纯积分器估算方法和低通滤波器估算方法的不足,该文提出了一种具有幅值限制的改进型积分器的定子磁链观测器,不仅可以避免积分饱和,而且采用这种磁链观测器的系统在高速时具有较强的抗扰性,在低速时也能较有效的抑制积分器的初始值误差和直流偏移误差,可以提高定子磁链的估算精度,从而获得较好的电机动、静态性能.     

基于幅值限定积分器的永磁同步电机直接转矩控制系统

目前,在永磁同步电机的控制系统中,直接转矩控制已逐步引起关注,这些年也得到了很大的发展,而定子磁链的观测则是直接转矩控制系统中的核心问题。幅值限定积分器是目前较为常用的一种定子磁链观测器,这种积分器也存在如何选取饱和限幅基准L的问题。如果电机运行在磁链幅值变化的情况下,则需要相应修改限幅基准L,所以这种模型只适用于恒磁通控制。针对这种现象,采用状态方程来计算磁链幅值,弥补了幅值限定积分器在非恒磁通控制环境下的缺陷。经过仿真,验证了该方案的可行性。     

基于多项式磁饱和模型及EKF的感应电机磁链观测

感应电机的转子磁链通常用定子电流进行观测,易受测量噪声影响,且观测模型精度与电机参数有关。当电机内磁场幅值变化时,磁路非线性饱和效应会引起互感参数波动,导致观测磁链的幅值和方向偏离实际值,使控制出现偏差。对此,提出基于四阶多项式磁饱和模型以及扩展卡尔曼滤波(EKF)的全状态估计算法,以定子电流作为反馈,观测转子磁链的同时,辨识互感参数。仿真及实验结果表明所提算法能降低磁饱和非线性对控制系统的影响。     

基于幅值限定补偿磁链观测的DTC算法仿真研究

定子磁链的准确观测对于DTC系统十分重要。针对传统U-I模型观测磁链时直流分量造成积分漂移的问题,存在两种常用的方法来改进磁链观测器:一阶低通滤波器和幅值限定补偿积分器。分析得知,在DTC系统中基于幅值限定补偿的积分器可以观测到更准确的磁链值。在d SPACE平台下分别搭建不同磁链观测器的DTC仿真模型,实现永磁同步电机的实时控制。结果表明,基于幅值限定补偿的磁链观测器较低通滤波器提高了观测精度。     

直接转矩控制中定子磁链观测方案对比研究

定子磁链的有效观测直接决定转矩控制的稳定性。针对纯积分观测定子磁链存在的问题,对一阶惯性环节、幅值限定的改进积分器、一阶惯性环节串联HPF三种定子磁链观测方案进行了深入比较分析。定量分析了一阶惯性环节中截止频率对相位和幅值偏差的影响,给出了截止频率的选择依据;结合原理结构图分析了幅值限定改进积分器的效果;对比幅频特性图并得到带补偿的一阶惯性环节串联HPF环节。对幅值限定的改进积分器较一阶惯性环节带来幅值和相位的误差进行了补偿;而一阶惯性环节串联HPF则可以完全消除直流偏置和积分初值问题,进一步提高定子磁链的估算精度。通过仿真和试验进行了对比验证。     

基于改进型积分器的永磁同步电机直接转矩控制

将改进型积分器用于永磁同步电机的定子磁链观测环节,目的在于解决纯积分器存在直流偏移的缺陷.对于系统不同的给定值,固定的截止频率导致改进型积分器的磁链幅值和最佳限幅值不恒定,针对这一缺点本文提出了根据永磁同步电机状态方程来获得磁链比较环节的定子磁链给定值,从而提高了系统的性能,使系统不再受外界给定值的影响.     

新型锁相环定子磁链观测器

在交流电机转矩控制系统当中，需要对电机输出电磁转矩进行观测。准确观测定子磁链是实现转矩精确观测、控制的必备条件。传统磁链观测大都采用对电压积分求得磁链的方法，这种方法会因为直流量偏差的引入而导致积分器饱和。近来提出一种基于锁相环原理的电机定子磁链观测器，可以消除积分飘移以及滞后现象。但是这种磁链观测器只能在静止两相坐标系下对交流电压输入进行观测，而且电机低速运行时的磁链位置观测性能很差。该文提出了一种新型的基于锁相原理的磁链观测器，极大地改善了低速时观测器的稳定性，可以在旋转坐标系下对直流旋转电压进行磁链观测。仿真和试验都验证了这种磁链观测模型的稳定性以及对输入电压的快速跟踪能力。     

感应电机DTC自适应磁链闭环辨识

感应电机DTC采用电压模型对电机反电动势进行积分获取定子磁链辨识值,但纯积分器积分项的直流偏置会造成积分器饱和。为了克服这一问题,研究了一种自适应定子磁链闭环辨识器,在该辨识器中设计一种均值补偿算法消去积分累积误差。在Matlab/Simulink仿真环境下对这种辨识器进行仿真研究,并在由dsPIC30F6010A数字信号处理器构成的DTC控制平台上进行实验研究。仿真与实验结果表明,这种基于自适应定子磁链闭环辨识器DTC系统不仅有效地消除了积分器直流偏置累积误差,获得了高精度定子磁链辨识,而且DTC系统具有较好的定子磁链参数自适应能力。     

基于低通滤波器的定子磁链观测器改进研究

在直接转矩控制系统的定子磁链观测器中,通常采用低通滤波器取代纯积分器,以消除积分环节的直流偏置误差和初始值误差.同时,也引入了定子磁链的幅值和相位误差,严重影响了磁链观测精度和系统的动、静态性能.在深入分析纯积分器和低通滤波器的局限性的基础上,提出了一种改进型定子磁链观测器,给出原理图,并进行仿真比较.     

一种定子磁链观测新方法

分析了磁链观测存在的问题,在定子磁链定向的同步坐标系下,分析了磁链观测的本质,提出了一种新颖的定子磁链观测方案。此方案以估计出的位置角为反馈量,采用闭环双积分结构,分别估计了定子磁链的幅值和相位。采用小信号的方法对其稳定性进行分析。分析结果表明这种结构本质上具有锁相环的功能。因此,它可以从根本上解决电压模型的初始值不准确和积分零漂的问题。仿真和试验结果证明,这方案精度高,对定子电阻变化和直流偏置不敏感,适用于同步电动机、异步电动机和磁阻电机。     

电动汽车空调无位置传感器的内置式永磁同步电机控制研究

针对内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器的转子位置和速度估计的难点,提出了一种基于改进定子磁链观测器的转子位置、速度的估计方法。该方法结构简单,涉及电机参数少。通过引入有效磁链概念对IPMSM的电压方程进行等效变换,对两相静止坐标系下的反电动势进行积分。为了抑制反电动势的积分环节带来的积分饱和和直流漂移问题,设计了截止频率可以自动调节的低通滤波器来代替积分器。对于在低速时低通滤波器所带来的磁链幅值衰减和相位超前问题,利用饱和反馈对观测误差进行补偿。最后通过锁相环进行位置的估计。搭建了MATLAB/Simulink仿真平台。仿真表明:该方法能够实现对IPMSM全速度范围内的转子位置的高精度估计。     

Drift- and parameter-compensated flux estimator for persistent zero-stator-frequency operation of sensorless-controlled induction motors

The performance of sensorless-controlled induction motors is poor at very low speed. The reasons are the limited accuracy of stator voltage acquisition and the presence of offset and drift components in the acquired signals. To overcome these problems, a pure integrator is employed for stator flux estimation. The time-variable DC offset voltage is estimated from the flux drift in a parallel stator model and used to eliminate the offset by feedforward control. Residual high-frequency disturbances are compensated by feedback flux amplitude control. A linearization of the pulsewidth-modulation inverter transfer function and an improved stator resistance estimation scheme further enhance the system performance. Experiments demonstrate high dynamic performance of sensorless control at extreme low speed and zero stator frequency.     

一种新型的磁链与速度观测器在异步电机直接转矩控制系统中的应用

文章将定子磁链观测器应和于直接转矩控制系统中,取代了传统的积分器。同时,依据磁链观测器的输出电流设计出一种新型的速度观测器。针对1．1kW异步电机,采用数字信号处理器DSP（TMS320C32）进行了数字化实现。仿真与实验表明,该方案对电机定子磁链的观测精度高,速度估计快速准确。     

一种适合DTC应用的非线性正交反馈补偿磁链观测器

提出一种适合永磁同步电机直接转矩控制的非线性正交反馈补偿定子磁链观测器，从确保磁链和反电势正交的角度出发，保证电机在宽运行范围定子磁链观测的准确性，能有效解决传统磁链观测器存在的直流漂移、磁场饱和及电机极低速运行时磁链观测不准等问题。新型观测器结构简单，无需PI调节，没有非线性饱和限幅环节，对电机参数鲁棒性好，且易于工程实现。针对一台2 kW永磁同步电机，采用数字信号处理器DSP对所提出的观测器进行了数字化实现。实验表明，该观测器能在宽速度范围内精确地估算电机定子磁链，实现永磁同步电机直接转矩控制系统的高性能控制。     

基于DSP的新型无速度传感器直接转矩控制系统的研究

将磁链状态预测器应用于直接转矩控制系统中,取代了传统的积分器,同时与一种简单实用的速度估计器成功地结合在一起,实现了系统的无速度传感器运行状态,针对1.1kW异步电机,采用数字信号处理器DSP（TMS320C232）进行了数字化实现,仿真与实验结果表明,该系统对电机定子磁链的观测精度高,速度估算准确,尤其是在较低转速下仍能保持很高的性能。