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。     

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.     

永磁同步电机无速度传感器控制

随着电控技术的不断进步,永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）在工业各领域应用广泛,尤其是在新能源领域。在PMSM的传动系统中,通常要在PMSM运行的情况下精确测得电机转子电角度,用于电流从静止坐标系与旋转坐标系之间的转换。大多数传动控制装置采用速度传感器或位置传感器来检测转子速度或位置信息。由于大部分传感器均会受到温度等外界环境的影响,使电机控制系统的稳定性出现波动。文章针对永磁同步电机的工作原理,运用空间矢量控制策略搭建双闭环永磁同步电机控制系统,其中,在反馈检测部分设计一种滑模观测器来实现对永磁同步电机的无速度传感器控制。通过仿真验证了该无速度传感器控制法是可行的。     

基于无速度传感器的异步电机软起动的研究

将无速度传感器应用到转矩斜坡控制异步电动机软起动中,利用Matlab/Simulink中的电力系统工具箱对起动过程进行建模仿真,论证了理论的可行性。实验结果表明,该软起动方式的硬件结构简单,起动转矩大,能实现速度闭环控制,可以有效地减小起动过程中对电网的冲击,同时起动过程平稳,降低了对拖动系统的不利影响。     

永磁电机无速度传感器仿真研究

提出一种永磁电机无速度传感器速度估算的方法。该方法专门针对低速和零速时的速度估算,基于调速系统的d轴电流调节器的输出电压包含了转子位置误差的信息。算法简单,实时性强,仿真实验验证了该方法的有效性和准确性。     

基于无速度传感器的改进型矢量控制系统

针对无速度传感器控制系统在精确估算转子速度方面存在的问题,将转速作为未知变量,设计了一个能够同时估算转速和磁链的自适应观测器,同时对传统的PI控制器不能对不同情况下的增益进行及时调整,造成转矩、磁链和电流脉动问题,引入了模糊控制下的SVM矢量控制策略,通过仿真及实验结果表明,系统在稳态下能够获得良好的动态性能。     

基于观测器的发动机怠速控制

针对发动机怠速控制系统时滞、不确定性等特点,提出一种基于状态观测的状态反馈控制方法。根据发动机力学原理建立发动机数学模型,并给出Luenberger型状态估计;基于Lyapunov泛函理论,给出闭环系统鲁棒渐近稳定的充分条件。进一步,运用矩阵奇异值分解（SVD）和线性矩阵不等式（LMI）方法,获得观测-状态反馈控制器参数的求解方法。所得结果以LMI形式给出,可以方便地利用Matlab工具箱求解。通过数值仿真,表明该方法的有效性。     

基于神经网络干扰观测器的动态逆飞行控制

对新一代歼击机提出了基于神经网络干扰观测器的动态逆飞行控制器设计方案.首先采用RBF神经网络设计干扰观测器,使其输出能够逼近动态逆误差;然后基于干扰观测器的输出设计动态逆飞行控制系统,该系统能克服动态逆误差对飞行控制带来的不利影响;最后将所设计的飞行控制系统用于新一代歼击机的机动飞行仿真,仿真结果表明该飞行控制系统是有效的.     

基于扩张状态观测器的发动机转速双闭环自适应控制系统设计

为较好控制发动机设备的实时转速水平,使其在不同压力水平下均能保持稳定转速,呈现理想化工作状态,设计基于扩张状态观测器的发动机转速双闭环自适应控制系统;根据双闭环电路的集成形式,连接发动机控制器与自适应传感器,利用隔离驱动芯片,更改观测器驱动管的作用频率周期,完成自适应控制系统的硬件执行环境搭建;在此基础上,深入分析扩张状态观测器的内部结构,以微分跟踪器作为切入点,选取关键的ESO参数,再借助扰动补偿向量,完成对扩张状态观测器的频域参数配置,联合相关硬件应用设备,实现基于扩张状态观测器的发动机转速双闭环自适应控制系统设计;实验结果表明,在扩张状态观测器作用下,发动机元件在不同压力水平下的实时转速水平均能得到有效控制,在1.3 Mpa的压力环境下外接飞轮转速的变化形式也与理想转速值变化趋势保持一致,可使发动机设备保持较长时间的稳定工作状态。     

Analysis the robustness of control systems based on disturbance observer

Disturbance observer (DOB) estimates the system disturbances by using the inverse of the nominal plant model and a low pass filter (LPF). Although the LPF provides the properness in the inner-loop, it is the main design constraint of the control systems based on DOB. The bandwidth of the LPF is designed as high as possible so that the DOB can estimate the disturbances in a wider frequency range. However, its bandwidth is limited by noise and robustness of the system. The robustness limitation is directly related with the robustness analysis methods, and they significantly affect the performance of the DOB based control systems. In this paper, three different robustness analysis methods are implemented into the DOB based control systems, and the relation between the robustness of the system and bandwidth of DOB is clearly explained. The conservatism, which is the main drawback of the conventional analysis methods, on the bandwidth of DOB is removed by proposing a new real parametric uncertainty based analysis method. The proposed methods are compared in detail, and simulation results are given to show the validation.     

基于观测器的非线性网络控制系统容错控制

研究了一类基于观测器的非线性连续网络控制系统容错控制器设计问题.针对传感器采用时间驱动方式,控制器和执行器均采用事件驱动方式的网络控制系统,设计了观测器,建立了基于状态观测器的增广闭环系统模型.利用线性矩阵不等式和自由权矩阵的方法,推导出闭环系统渐近稳定的充分条件,给出了观测器和容错控制器协同设计的方法.实例仿真证明了所用方法的有效性.     

基于最小拍观测器的自抗扰控制器设计与性能分析

自抗扰控制器设计中,扩张状态观测器需要较高的观测带宽,才能更快的观测出状态变量.本文采用最小拍观测器,使得其具有最快的观测速度.以2阶系统为例,得到了离散系统下,基于最小拍观测器的自抗扰控制器的等价复合控制模型,其开环补偿器等价为超前校正器.仿真结果表明,基于最小拍观测器的自抗扰控制器可以最快的观测出系统状态变量,且控制器带宽的选取一般应小于采样周期的倒数.由于不再需要设计观测器带宽,从而简化了参数设计.     

基于非线性观测器设计的混沌同步控制

提出一种基于非线性观测器设计的混沌同步控制方法,给出了一类含有不确定参数混沌系统的观测器实现条件.该控制策略可满足混沌系统中存在一些不确定参数的要求.通过对Lorenz混沌系统的理论分析和数字仿真,证明了其有效性.     

一种基于鲁棒自适应观测器的故障区分方法

设计了一种鲁棒自适应观测器,通过其输出残差对传感器故障信息敏感性很高,而对系统故障信息敏感性很低的特点,实现了故障区分.设计了一套故障区分控制系统和检测策略,用以区分两类故障,以免发生误判现象.举例说明了该策略的可行性和有效性.     

Sensorless speed control of PMSM via adaptive interconnected observer

In this article, a robust sensorless speed observer–controller scheme for a surface permanent magnet synchronous motor (PMSM) is proposed. First-of-all, following preliminary results in the framework of the induction motor that is less sensible to the position estimation error, an adaptive high gain interconnected observer is designed. It is only supplied by the electrical measurement: the motor currents and voltages. This observer estimates the rotor speed and position, the stator resistance and the load torque. A nonlinear backstepping controller is developed. The above observer is associated with this controller and the complete scheme practical stability proof is given. The overall system is tested by simulation in the framework of an industrial benchmark with a trajectory that particularly checks the motor unobservability condition. Some robustness tests have been carried out. The controller–observer scheme shows good performances in spite of the uncertainties and the unknown load torque.     

A speed-sensorless indirect field-oriented control for induction motors based on high gain speed estimation

The authors design a new speed sensorless output feedback control for the full-order model of induction motors with unknown constant load torque, which guarantees local asymptotic tracking of smooth speed and rotor flux modulus reference signals and local asymptotic field orientation, on the basis of stator current measurements only. The proposed nonlinear controller exploits the concept of indirect field orientation (no flux estimation is required) in combination with a new high-gain speed estimator based on the torque current tracking error. The estimates of unknown load torque and time-varying rotor speed converge to the corresponding true values under a persistency of excitation condition with a physically meaningful interpretation, basically equivalent to non-null synchronous frequency. Stability analysis of the overall dynamics has been performed exploiting the singular perturbation method. The proposed control algorithm is a “true” industrial sensorless solution since no simplifying assumptions (flux and load torque measurements) are required. Simulation and experimental tests show that the proposed controller is suitable for medium and high performance applications.