无轴承异步电机转子磁场定向MRAS转速辨识

为了准确辨识无轴承异步电机的转速,提出一种改进转子磁链估算电压模型。以改进转子磁链估计模型为基础,构建了无轴承异步电机的转子磁场定向模型参考自适应(MRAS)无速度传感器矢量控制系统,并通过Matlab/Simulink进行了系统仿真分析。仿真结果表明:基于所提出的转子磁链改进模型,可有效避免纯积分环节初值和累计误差等影响,获得较高的转速辨识精度。所提出的转子磁链辨识模型和MRAS无速度传感器矢量控制系统是有效和可行的。     

无速度传感器矢量控制系统的一种转速辨识新方法

在无速度传感器交流调速系统中,根据异步电动机的数学模型,利用易于检测的定子电压和电流,可对异步电动机的转速进行辨识。文章基于模型参考自适应系统(MRAS)分析了几种转速辨识的方法,针对这几种方法在参考模型中包含了一个积分环节、并受到定子电阻热敏变化和定子瞬态电感影响的缺点,提出了一种新型的转速辨识方法。该方法采用的参考模型避免了纯积分运算,并且不含定子电阻和定子瞬态电感,因而在宽速度范围内具有较好的鲁棒性。计算机仿真结果证明了该方法的有效性。     

定子电流串联模型无速度传感器异步电机控制

针对基于传统电压电流模型并联结构模型参考自适应的无速度传感器异步电机矢量控制系统中,电压模型因存在纯积分环节而带来的积分初始误差和直流偏移问题,提出一种基于定子电流的串联模型无速度传感器矢量控制方案.方案对传统电压模型和电流模型进行改造,消除了纯积分环节及其带来的不利影响.同时对该串联模型的结构进行了说明,并详细推导了...     

无轴承异步电机SVM-DTC系统研究

针对无轴承异步电机这一多变量、非线性、强耦合的系统,采用空间电压矢量调制技术(SVM)与直接转矩控制(DTC)相结合的方法来控制无轴承异步电动机。阐述了无轴承异步电机的工作原理,给出无轴承异步电机的数学模型,将整个控制系统分为旋转控制系统模块和悬浮控制系统模块,旋转模块引入SVM方法,并详细给出了基于定子磁链矢量偏差法的无轴承异步电动机SVM-DTC的分析与实现过程;悬浮模块采用电流追踪型PWM逆变器控制的方法。实验和仿真结果表明:转矩波动显著减少,运行更加平稳,系统具有良好的动态和静态性能。     

基于MRAS的感应电动机无速度传感器控制方法

针对传统的感应电动机转速辨识算法只对电动机转速进行辨识,而没有考虑定子电阻的变化对电动机转速辨识所带来影响的问题,提出了一种改进的基于MARS的感应电动机无速度传感器控制方法。该方法采用电压模型的输出作为转子磁链、定子电阻的期望值,电流模型的输出作为转子磁链、定子电阻的推算值,根据MARS理论,以电压模型作为参考模型、电流模型作为自适应可调模型,进行电动机转速、定子电阻的辨识。仿真结果表明,该方法能够同时辨识电动机转速和定子电阻,有效消除了定子电阻发生变化对电动机转速辨识带来的影响,提高了感应电动机控制系统的低速辨识性能。     

基于左逆系统的无轴承异步电机无速度传感器运行

为了解决无轴承异步电机运行控制中转速检测的问题,实现对其高性能控制,提出了一种基于左逆系统的无速度传感器控制方法.建立了转速与转矩绕组定子电流的子系统,并证明了该子系统是左可逆的,将左逆系统与该子系统串联,便可实现对转速的观测.应用该方法建立了无轴承异步电机无速度传感器的矢量控制系统,并进行仿真研究.结果表明,该方法能在无轴承异步电机全速范围内准确观测出转速,实现无速度传感器方式的稳定悬浮运行.     

改进的MRAS无速度传感器VC控制系统仿真研究

针对交流传动系统中异步电机的精确控制和速度辨识等问题,在Simulink软件环境中,对基于模型参考自适应系统(MRAS)无速度传感器的异步电机的矢量控制(VC)系统进行了研究。系统采用按转子磁场定向的VC对异步电机进行控制,通过MRAS辨识算法估算电机转速,由Popov超稳定定理对磁链偏差进行收敛。由于速度辨识算法中电压模型的纯积分环节会引起误差积累和漂移问题,故采用改进积分型转子磁链估算模型来解决这一问题。仿真结果表明,速度辨识方法能够准确推算出电机转速,控制系统动态响应快、稳态静差小、抗负载扰动能力强,具有良好的动静态控制性能。     

基于神经网络的异步电机无速度传感器矢量控制

本文利用人工神经网络对异步电机转子磁链和转速进行直接辨识,多层前传网络具有良好的函数逼近能力,利用误差反传算法对多层前传网络进行训练,使神经网络准确地反映电机转子磁链和转速,在此基础上建立了一个异步电机矢量控制系统,系统仿真结果表明这种方法能较好地辨识电机转子磁链信号和转速,系统具有良好的动态性能.     

基于无速度的无轴承异步电机SVM-DTC系统

针对无轴承异步电机无速度传感器运行的需要,在SVM-DTC系统的基础上,采用以无功率作为参考量的模型参考自适应对速度进行辨识,消除以往的纯积分和定子电阻的影响,使整个系统不受定子电阻的影响。仿真实验表明,以无功率为参考量的模型参考自适应系统,能在大负载扰动下实现无轴承异步电机无速度传感技术的稳定悬浮运行,且辨识速度的精度较高,系统动静态性能好。     

采用MRAS速度观测器的异步电机无电压传感器DTC研究

为提高系统的抗干扰能力,降低运行成本,提出无电压传感器控制策略,通过逆变器的导通状态和直流侧电压估算三相定子电压,采用模型参考自适应系统（ MRAS）方法设计速度观测器,基于异步电机数学模型得到转子磁链的两种模型,根据合适的自适应机构得到精确的实际转速,实时调节模型参数,该控制方法简单,保持较高的控制精度。最后通过实验验证了控制策略的可行性。     

基于自适应观测器的无速度传感器感应电机控制

针对采用极点配置的自适应速度观测器存在不稳定区域的问题,建立了全阶自适应状态观测器并给出了观测器的速度辨识律.应用Lyapunov稳定性理论,观测器的增益借助于MATLAB LMI工具箱求解两个双线性矩阵不等式得到.在MATLAB 6.5/SIMULINK环境下,建立了无速度传感器感应电机直接转矩控制的仿真实验平台,给出了无速度传感器直接转矩控制的仿真结果.仿真结果表明本文给出的自适应观测器在全速范围内具有很好的稳态性能,并具有很好的鲁棒性.同时,在以TMS320F240为核心的感应电机直接转矩控制系统上进行了速度辨识实验,实验结果验证了方案的有效性.     

无速度传感器电励磁同步电机模型预测电流控制

为了提高电励磁同步电机控制系统的可靠性,优化电励磁同步电机的调速性能,提出了一种带无速度传感器的电励磁同步电机模型预测电流控制策略.以模型预测电流控制作为电流环,取代传统的PI调节器,有效抑制电流纹波,提高了电流的跟踪性能.基于模型参考自适应理论,设计电励磁同步电机无速度传感器,对电机运行转速进行在线辨识,实现对转速准确估计.仿真结果表明:控制系统具有较好的快速性和可靠性.     

An MRAS method for sensorless control of induction motor over a wide speed range

This paper addresses the problem of wide speed range sensorless control of induction motor.The proposed method is based on model reference adaptive system (MRAS),in which the current model serves as the adjustable model,and a novel hybrid model integrating the modified voltage model (MVM) and high-frequency signal injection method (HFSIM) are established to serve as the reference model.The HFSIM works together with MVM to improve the performance of the rotor speed and rotor flux position estimation at low speed,whereas at high speed,the MVM acts alone.In addition,a rotor resistance online estimation scheme is proposed to update the rotor resistance contained in the adjustable model and to ensure the estimation accuracy further.Experimental results show that the proposed MRAS method is very effective from low to high speed range,including zero speed.     

改进型平方根无迹卡尔曼滤波及其在无轴承永磁同步电机无速度传感器运行中的应用

平方根无迹卡尔曼滤波(SRUKF)解决了标准无迹卡尔曼滤波(UKF)中由于误差协方差阵负定而引起的滤波发散问题, 保证了算法的数值稳定性, 但仍存在对模型参数变化的鲁棒性差、收敛速度慢及对突变状态的跟踪能力低等缺陷. 因此, 本文提出一种改进SRUKF滤波, 通过引入时变渐消因子和弱化因子, 实时修正滤波增益矩阵和误差协方差平方根矩阵, 实现残差序列正交, 确保SRUKF滤波保持对目标实际状态的准确跟踪. 将该算法在无轴承永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统中进行仿真研究. 结果表明: 改进SRUKF非线性近似精度、数值稳定性及滤波精度更高, 在系统状态突变或负载扰动时, 鲁棒性更强, 能够有效实现转速及转子角度的准确估计, 确保转子稳定悬浮运行.     

基于Petri模糊神经网络磁通观测器的感应电动机无速度传感器控制

利用Petri模糊神经网络构造电流观测器,基于电流观测值构造感应电动机的转子磁通观测器,根据磁通观测值进行电动机转子速度的计算.基于一种新颖的感应电动机解耦模型,设计了感应电动机的滑模反推控制器,并给出了Petri模糊神经网络的收敛性证明.通过MATLAB仿真验证了系统设计的有效性.     

On the globally defined sensorless control of induction motors

The sensorless control problem of induction motors imposes a current challenge since the nonlinear model of this kind of machines does not exhibit global observability properties, i.e. there are some operation regimes for which speed observability is lost. One way for dealing with this unavoidable limitation, and at the same time provide globally defined controllers, is to consider that the rotor variables are estimated via an open‐loop observer. In this paper a globally defined passivity‐based speed controller that belongs to the aforementioned class is presented. It is shown that the structure of previously reported passivity‐based controllers, developed under the assumption that the mechanical variables are available for measurement, can be extended to operate under sensorless conditions if a speed observer is included in the control scheme. Since the controller design methodology leads to inherent drawbacks regarding robustness issues, to evaluate the usefulness of the proposed scheme a numerically based study is included that cover topics such as parameters and disturbance (load torque) uncertainty. The advantages and limitations of the proposed scheme are established with respect to other globally defined sensorless controllers. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

考虑电流动态的无轴承异步电机解耦控制策略

目前的无轴承异步电机解耦控制策略没有考虑定子电流动态影响,限制了其控制性能的提高.为此,本文首先分析了电机的数学模型,在考虑转矩系统定子电流动态的前提下,建立了无轴承异步电机的状态方程;在系统可逆性分析的基础上,解析推导出了无轴承异步电机的逆系统动态数学模型;基于逆系统方法,研究了转速、转子磁链和两个径向位移分量之间的动态解耦控制策略.仿真研究结果表明:控制系统具有优良的动态解耦性能和较强的抗负载挠动能力.所提出的解耦控制策略是有效的、可行的,并可在一定程度上简化控制系统结构.