异步电动机定子磁链观测方法研究

分析了传统异步电动定子磁链观测器--纯积分器的局限性,采用全阶闭环磁链状态观测器实现了定子磁链的观测,并提出一种简单方便的极点配置方法,完成了状态观测器的极点配置工作.理论分析和仿真结果表明,全阶闭环磁链状态观测器不但能够准确观测定子磁链,有效克服传统磁链观测器的同有缺陷,而且能够有效地抑制电机参数变化对磁链观测的影响.     

无速度传感器直接转矩控制系统仿真研究

在直接转矩控制系统中,采用传统的纯积分器(U-I模型)作为磁链观测器存在低速时定子磁链难以准确观测的问题,采用速度传感器测量转速存在增加系统的复杂性、降低系统可靠性和鲁棒性并增加系统成本和维护要求的问题。文章提出了利用闭环磁链观测器取代传统的纯积分器来观测定子磁链、依据模型参考自适应理论(MRAS)构造速度观测器来实现速度估计的方法。应用该方法,在Matlab仿真工具中构建了异步电动机无速度传感器直接转矩控制系统的仿真模型,仿真结果证明了该方法的合理性和有效性。     

异步电机反馈线性化二阶滑模定子磁链观测器设计

为了提高异步电机定子磁链的观测精度,提出了基于反馈线性化的二阶滑模磁链观测方法,设计了定子磁链观测器,并应用到异步电机直接转矩控制中.为更准确的观测磁链,选取转子磁链为系统输出,运用微分几何理论将异步电机系统的输入/输出线性化,得到以转子磁链为输出的异步电机反馈线性化模型.在此基础上设计基于Super-twisting算法的二阶滑模转子磁链观测器,实现对转子磁链的准确估算,并对所设计的观测器进行稳定性分析.然后再利用转子磁链与定子磁链的关系,估算出定子磁链.将该观测器用于异步电机直接转矩控制中,达到了很好的控制效果.仿真与实验结果验证了该方法的可行性和有效性.     

虚拟$gamma-delta$旋转坐标系下考虑定子电阻摄动的永磁同步电机新型定子磁链观测器

针对永磁同步电机定子磁链观测受定子电阻变化影响的问题,提出一种$\gamma-\delta$ 旋转坐标系下的永磁同步电机新型定子磁链观测器.采用虚拟$\gamma-\delta$旋转坐标系代替传统α-beta静止坐标系,通过Lyapunov稳定性判据进行定子电阻动态辨识,在此基础上构建一种新型定子磁链观测器.实验结果表明,新型定子磁链观测器对定子电阻参数摄动和负载干扰具有较强的鲁棒性,实现了定子磁链的在线准确观测.     

基于直接转矩控制的定子磁链及速度辨识的研究

提出一种高性能的定子磁链观测方法,用一阶低通滤波器替换模型中的纯积分环节,并引入PI闭环校正环节来补偿磁链观测中的直流偏置误差,提高了定子磁链观测器的性能.在速度辩识时,将坐标系建立在旋转的定子电流矢量上并同步旋转,求解过程中未使用含定子电阻的积分器,从而避免了积分误差对精度的影响.仿真结果表明,直接转矩控制中的定子磁链和速度辩识性能有了较大的提高.     

一种基于模型优化自抗扰控制的新型定子磁链观测器

磁链观测是实现高性能转矩控制的基础.针对直接转矩控制系统低速时磁链观测精度差的问题,提出了一种基于模型优化自抗扰控制的新型定子磁链观测器,以定子磁链的频率响应函数为依据,根据其幅频和相频特性分析了磁链观测对电机参数变化的敏感性.分析结果表明,按照这种思路设计的定子观测器在不同的转速和负载条件下都能达到较为理想的观测精度...     

感应电机二阶滑模次优算法定子磁链观测器设计

提出了基于二阶滑模次优算法的感应电机定子磁链观测方法,设计了定子磁链观测器,并应用到感应电机直接转矩控制中.本文设计的磁链观测器,通过准确的跟踪电流及其变化率,从而实现对转子磁链的准确估算,然后利用转子磁链与定子磁链的关系,估算出定子磁链.由于本文设计的定子磁链观测器是一个多输入多输出(MIMO)系统,稳定性分析非常复杂,为此将磁链估算误差的微分看作扰动处理,从而将MIMO的观测器模型分解成两个独立的单输入单输出(SISO)系统,简化了稳定性分析.将该观测器用于感应电机直接转矩控制中,达到了很好的控制效果.仿真和实验验证了该方法的有效性.     

牵引电机无速度传感器的间接转矩控制的应用

分析了基于静止坐标系的间接转矩控制原理．在定子坐标系内分别对定子磁链与电机转矩进行计算并得到定子磁链增量值,包括定子磁链的幅值增量和相位增量,由定子磁链增量计算出异步电机定子的空间电压矢量．通过选择适当的定子磁链、转子磁链状态变量,构建一个感应电机的全阶闭环磁链观测器,实现转子转速的自适应辨识．实验结果表明,定子电流为正弦波且谐波小,电磁转矩的稳动态性能好,电机的辨识速度能够快速而准确地收敛到真实转速．     

一种新型的改进型积分器定子磁链观测器

在直接转矩控制电压模型定子磁链观测器中,常用一阶低通滤波器代替纯积分器,解决纯积分环节存在的直流偏移和初始值误差,但却在磁链观测中产生了幅值和相位误差,使得估算的定子磁链不准确.一种新型的基于模糊截止频率可调的改进型积分器定子磁链观测器采用模糊控制器,根据感应电机的运行状态实时在线地调整低通滤波器的截止频率,减小了由于使用低通滤波环节而带来的磁链幅值和相位误差,从而提高了磁链观测的精度.在MATLAB6.5/SIMULINK下,对基于模糊截止频率可调的定子磁链观测器的直接转矩控制进行了仿真,仿真结果验证了这种方法的有效性.     

感应电机无速度传感器直接转矩控制系统研究

直接转矩控制技术以容差形式的Bang-Bang控制模式给系统的稳态运行带来了转矩脉动大、电流谐波成分重、定子磁链轨迹畸变等严重问题,大大限制了其应用领域,这一点已经成为传统直接转矩控制技术不可逾越的缺陷。本文基于模型参考自适应系统（MRAS）原理设计了一种自适应速度磁链观测器,把磁链观测和速度辨识结合在一起,将定子磁链观测值直接应用于直接转矩控制算法。运用SIMULINK中的库元件和S-function构建了感应电机无速度传感器直接转矩控制系统仿真模型,仿真波形验证了上述控制模型可行性。     

不确定性直接转矩控制系统

在异步电动机直接转矩控制系统中,由于定子电阻变化及负载扰动的不确定性,导致定子磁链、转子转速和电磁转矩估计不准确,从而影响系统的调速性能.本文基于扩展Kalman 滤波器,引进虚拟噪声补偿技术,然后采用sage 和Husa 噪声统计估值器,构成鲁棒扩展Kalman 滤波器.并将定子电流,定子磁链,转子转速,定子电阻及负载作为状态变量,基于鲁棒扩展Kalman 滤波器进行了大量实验研究.实验结果证实：状态变量能够准确估计,且转矩脉动优于常规的直接转矩控制方案,实现了高性能无速度传感器的直接转矩控制系统.     

直接转矩控制系统的稳定性问题和鲁棒控制器设计

直接转矩控制(DTC)系统的设计不依赖于感应电机的转子参数,但它的低速性能不好.研究发现,即使定子电阻测量得足够准确,根据定子磁链的电压电流模型设计的经典DTC系统的低速性能仍得不到改善.理论分析说明了这些问题存在的必然性,指出了DTC系统在转矩控制和稳定性之间存在的矛盾,给出了一种鲁棒控制器的设计方案.该方案同时使用了定子电阻和定子磁链的电流模型,当定子电阻和磁链模型出现误差时,表现出了好的鲁棒性.实验结果验证了系统的性能.     

基于滤波补偿和自适应观测的直接转矩控制

直接转矩控制(DTC)是继矢量控制技术后发展起来的一种新型的交流调速控制方法,但其在低速运行时存在较大的电流、转矩脉动,为了改善直接转矩控制系统的低速性能,提出一种新型的定子磁链低通滤波补偿和转速自适应观测相结合的直接转矩控制方法.该方法提高了定子磁链和转子转速的观测精度,改善了直接转矩控制系统的动静态性能.仿真和实验...     

基于三电平逆变器的直接转矩控制研究

研究异步电动机直接转矩控制调速系统的基本组成和工作原理,提出三电平逆变器的直接转矩控制的方案。直接转矩控制系统采用结构简单,受参数影响小的u—i模型作为磁链观测模型,提高了定子磁链观测的精确度。通过MATLAB／SIMULINK构建仿真模型,结果表明DTC系统具有动态响应速度快、精度高、易于实现等特点,仿真实验验证在该模型下的三电平逆变器直接转矩控制有良好动静态性能。     

A novel fuzzy direct torque control system for three-level inverter-fed induction machine

Diode clamped multi-level inverter (DCMLI) has a wide application prospect in high-voltage and adjustable speed drive systems due to its low stress on switching devices, low harmonic output, and simple structure. However, the problem of complexity of selecting vectors and capacitor voltage unbalance needs to be solved when the algorithm of direct torque control (DTC) is implemented on DCMLI. In this paper, a fuzzy DTC system of an induction machine fed by a three-level neutral-point-clamped (NPC) inverter is proposed. After introducing fuzzy logic, optimal selecting switching state is realized by applying various strategies which can distinguish the grade of the errors of stator flux linkage, torque, the neutral-point potential, and the position of stator flux linkage. Consequently, the neutral-point potential unbalance, the dv/dt of output voltage and the switching loss are restrained effectively, and desirable dynamic and steady-state performances of induction machines can be obtained for the DTC scheme. A design method of the fuzzy controller is introduced in detail, and the relevant simulation and experimental results have verified the feasibility of the proposed control algorithm.     

直接转矩控制中的模型切换

定子磁链观测的准确性在直接转矩控制中十分关键,该文分析了几种磁链观测模型的优缺点,针对目前常用的单片机计算速度较慢的情况提出了一种简单实用的磁莲模型切换方法,最后通过仿真和实验验证了其可行性。     

基于十八边形磁链轨迹的异步电机DTC系统及其仿真研究

异步电动机直接转矩控制 (DTC)系统中 ,低速区一般采用精度高的圆形磁链轨迹控制 ;高速区由于开关频率限制 ,一般采用基于六边形磁链轨迹控制 ,定子电流高次谐波成分大 ,影响系统性能并污染电网。本文分析了一种高速区基于内陷十八边形磁链轨迹的DTC系统 ,并进行了仿真研究。结果表明 ,这种方法简单易行 ,大大改善了电流波形 ,有着良好的应用价值与前景。     

无刷双馈电机滑模变结构直接转矩控制

针对无刷双馈电机直接转矩控制系统磁链和转矩脉动大的问题,引入滑模变结构控制策略.以转矩和磁链两个滑模控制器来代替传统直接转矩控制中的两个滞环控制器,电压矢量开关的输出采用空间电压矢量PWM调制的方法,保证了逆变器开关频率恒定,应用指数趋近率方法设计滑模控制器,由Lyapunov方法求得相应的滑模变结构控制律,建立了MATLAB/Simulink环境下直接转矩控制系统的仿真模型,仿真结果表明,新型控制方案能有效减小转矩脉动,改善定子磁链和电流波形,同时仍可保持直接转矩控制固有的转矩快速响应的优点,提高系统的稳定性和鲁棒性.