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.     

基于静态补偿电压模型的改进转子磁链观测器

为解决纯电压模型磁链观测器存在的积分漂移和饱和问题,常采用低通滤波器代替纯积分器。针对传统低通滤波器磁链观测方案的不足,本文提出一种改进的转子磁链观测方案,采用串联低通滤波器提取直流偏置得到理想的转子反电势,然后用可编程低通滤波器代替纯积分器,并在反电势低通滤波前补偿磁链误差。所提出的观测器可以有效消除直流偏置的影响,提高磁链观测的动态精度并改善系统的动态性能。在一台2.2kW感应电机无速度传感器矢量控制系统上对本文提出的改进转子磁链观测器方案进行了仿真和实验研究,结果验证了其正确性和有效性。     

死区效应对定子磁链观测的影响与抑制研究

针对永磁同步电机基于空间矢量调制的直接转矩控制系统中定子磁链观测的问题,研究了一种考虑逆变器死区效应的定子磁链观测器。采用一种截止频率可调的低通滤波器代替积分器计算定子磁链,并考虑了逆变器死区效应对定子磁链观测的影响,对由逆变器死区效应引起的定子磁链观测误差进行了补偿策略分析。仿真和实验验证了该定子磁链观测器的有效性。实验结果表明,该方法能够消除积分型定子磁链观测器的积分初值、积分漂移和直流偏置的影响,能消除逆变器死区效应引起的磁链观测误差,提高定子磁链观测的准确度。     

基于新颖虚拟电网磁链观测器可控整流器控制

PWM整流器控制中采用类似于交流电机磁链观测的方法构造了一个以虚拟电网磁链作为定向矢量的无电网电压传感器,对谐波和干扰有良好的抑制作用.传统的虚拟电网磁链采用低通滤波器代替纯积分器以克服直流偏移,但会造成一定的幅值和相角误差.在此采用两个一阶低通滤波器代替纯积分环节的新颖虚拟电网磁链观测器.可使得幅值无差且无相移.实验结果验证了观测器的可靠性和控制方案良好的动静态特性.     

基于定子磁链全维状态观测器的直接转矩控制

为克服纯积分器的积分初值、误差累积以及直流偏移等缺陷,提出了基于全维状态观测器的永磁同步电机定子磁链观测方法.以定子磁链作为状态向量构造系统状态方程,以电流作为输出向量构造系统输出方程,配置观测器极点正比于电机模型极点,并采用Matlab中的鲁棒极点配置算法进行观测器反馈增益阵的计算.实验表明,采用全维状态观测器对定子磁链观测的准确度更高,所构成的直接转矩控制系统具有更好的性能.     

带通滤波器法电压积分型定子磁链观测器

针对定子磁链观测的低通滤波器法电压积分模型受电压电流零漂,积分初值和定子电阻误差的影响,使得观测结果存在直流偏置的问题,提出了能消除直流偏置的带通滤波器法电压积分模型。针对电压积分型定子磁链观测器基本模型进行了误差分析,建立了带通滤波器法定子磁链观测器模型,分析了带通滤波器法定子磁链观测器能够消除直流偏置的原理,并给出了幅值和相位的误差补偿方法。对带通滤波器法定子磁链观测器进行仿真和实验表明:带通滤波器法定子磁链观测器解决了低通滤波器法中的直流偏置问题,消除了观测结果的直流偏置,对观测结果进行幅值和相位误差补偿后,观测的定子磁链与参考磁链波形一致。     

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。     

基于电压模型的定子磁链观测器及参数设计方法

基于电压模型的定子磁链观测中,通常采用一阶低通滤波器来替代纯积分环节,以消除积分环节对直流量的积累作用。但低速时在磁链观测上的误差,会直接影响直接转矩控制系统的效率和性能。介绍了3种基于电压模型的定子磁链观测器,给出原理框图,并进行仿真比较。此外,还结合仿真数据分析了低通滤波器截止频率的选择问题。     

基于改进积分器的异步电动机直接转矩控制系统研究

针对传统异步电动机直接转矩控制系统中的磁链观测误差，对磁链观测中纯积分带来的直流漂移和积分初值问题以及定子电阻变化对磁链观测的影响进行了改进。通过用低通滤波器来代替纯积分，大大改进了积分效果。由Matalb的仿真结果可知，改进后的磁链观测器提高了对定子电阻的鲁棒性，抑制了直流漂移，提高了控制系统的性能。     

一种能消除直流偏置和稳态误差的电压型磁链观测器

电压型磁链观测器由于物理概念清晰、简单易用而备受关注.然而它固有的初值误差和直流偏置问题,使用已有的低通滤波器(LPF)等方法很难彻底解决,而且会带来稳态误差.本文在已有方法的基础上,提出了一种使用低通滤波器和高通滤波器(HPF)串联代替纯积分求解定子磁链的新方法,更有效地消除了初值误差和直流偏置的影响,并利用时间相量分析的方法,推出稳态误差的补偿公式,实现了磁链观测零偏置和稳态无误差.该方法简单明了,易于在数字系统中实现.仿真和试验结果都显示,直接转矩控制的低速性能有了显著提高,这也证明了新观测器的有效性.     

An improved stator flux estimation in steady-state operation fordirect torque control of induction machines

This paper presents an improved stator flux estimation technique based on a voltage model with some form of low-pass (LP) filtering. In voltage-model-based stator flux estimation, an LP filter is normally used instead of a pure integrator to avoid integration drift problem due to DC offset, noise, or measurement error present in the back electromotive force. In steady-state condition, the LP filter estimator will degrade the performance and efficiency of the direct torque control (DTC) drive system since it introduced magnitude and phase errors, thus resulting in an incorrect voltage vector selection. The stator flux steady-state error between the LP filter and a pure integrator estimator technique is derived and its effect on the steady-state DTC drive performance is analyzed. A simple method is proposed to compensate for this error which results in a significant improvement in the steady-state drive performance. Simulation based on this technique is given and it is verified by experimental results     

一种新型的改善直接转矩控制低速性能的磁链观测方法

直接转矩控制是继矢量控制后的一种新型的控制方法,而此方法的调速性能取决于高效稳定的定子磁链.由于定子电阻压降的存在使得电机运行在低速区时难以控制.因此,提出了一种新型的改善直接转矩控制系统低速性能的磁链观测方法.该方法采用低通滤波器代替纯积分环节,并提出对磁链幅值进行闭环反馈补偿和用模糊控制器补偿引入低通滤波器造成的磁链角的误差.仿真结果表明,采用此控制方法,直接转矩控制系统的低速性能有十分明显的提高,仿真结果证实了该方法的有效性.     

一种基于直接转矩控制系统低速时磁链观测补偿的新方法

直接转矩控制是继矢量控制后的一种新型控制方法,此方法的调速性能取决于高效稳定的定子磁链。由于定子电阻压降的存在使得电机运行在低速区时难以控制。因此,提出了一种新型的改善直接转矩控制系统低速性能的磁链观测方法。该方法采用低通滤波器代替纯积分环节,并提出对磁边幅值进行闭环反馈补偿和用模糊控制器补偿引入低通滤波器造成的磁链角的误差。仿真结果表明,采用此控制方法,直接转矩控制系统的低速性能有十分明显的提高,仿真结果证实了该方法的有效性。     

异步电机定子磁链观测方法的改进研究

针对传统直接转矩控制电压模型定子磁链观测器存在的直流偏移和初始值偏差问题,在传统改进算法的基础上,通过交换低通滤波环节与补偿环节的相对位置,提出了一种新型磁链观测器.理论分析和仿真结果表明,新算法能够消除低通滤波器磁链动态观测误差,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,提高了磁链观测精度.     

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。     

基于改进型磁链观测器直流励磁同步电机控制

定子磁链的准确观测和有效控制对提高直流励磁同步电机直接转矩控制系统的性能有着重要的意义,针对纯积分电压模型存在观测磁链偏差问题,提出一种基于磁链幅值平方和修正方法的定子磁链观测器,并对该观测器进行详细的分析.同时将简化三电平空间矢量调制算法引入到直接转矩控制中,实现转矩、磁链误差的精确补偿,并在此基础上提出三电平功率变...     

一种基于定子磁场定向矢量控制的异步电机磁链观测模型

对比了常用的几种异步电机定子磁链的观测方法,针对纯积分环节及一阶惯性环节模型的直流偏置和相移问题,以及低速下磁链电压模型观测结果受定子电阻变化影响较严重的问题,引入了电流模型对电压模型进行补偿,提出了一种基于截止频率及增益可变的串联低通滤波器的新型电压-电流磁通观测模型.仿真及实验结果表明,该模型在较宽的调速范围内具有较好的磁链估计效果及对定子电阻变化的鲁棒性.     

基于模糊控制滤波补偿的直接转矩控制系统

电机定子电阻的变化会严重影响直接转矩控制(DTC)系统的低速性能。由于定子电阻的变化与端部绕组温度及其变化率的关系具有非线性、时变性等特点,因此难以建立精确的数学模型。介绍了一种基于模糊控制理论的定子电阻辨识和低通滤波补偿定子磁链的DTC交流电机调速系统,其结构简单,磁链观测准确。实验结果表明,该方法能够精确辨识定子电阻,从而准确观测磁链,有效地改善了DTC系统的低速性能。     

异步电动机直接转矩模糊控制系统低速性能研究

提出了一种模糊控制和低通滤波器补偿相结合的控制方法。这种方法采用低通滤波器代替积分环节的基础上，根据定子磁链的实际值与给定值之间的关系，推导出磁链的补偿公式，然后通过模糊控制进行开关状态选择，从而控制逆变器的输出。仿真和实验结果表明，该方法能够提高磁链的观测精度，增强系统的鲁棒性，并能使直接转矩控制系统的低速性能得到较大的提高。