用于永磁同步电动机直接转矩控制系统的新型定子磁链滑模观测器

提出一种高鲁棒性的永磁同步电动机定子磁链滑模观测器。该观测器借助于滑模控制理论,以定子电流和定子磁链为状态变量,利用电流观测误差对定子磁链观测进行校正。实验结果表明,观测器对模拟量采样通道直流偏置、电机参数的变化具有较强的鲁棒性,构成的直接转矩控制系统调速范围较宽。     

新型异步电动机滑模变结构速度观测器的研究

提出了一种新型异步电动机滑模变结构速度观测器,利用定子电流计算值与实际值的偏差来计算电动机的转速.该观测器由转子磁链观测、定子电流计算和滑模控制器3部分组成,其中转子磁链观测部分采用改进的电压模型,有效解决了传统电压模型固有的直流偏置误差和初始值积分误差问题,实现磁链的准确观测.最后,结合异步电动机无速度传感器的矢量控...     

异步电动机矢量控制混合磁链模型的设计与实现

矢量控制系统在三相异步电动机中应用时,为了达到精准观测定子磁链,引入混合磁链观测器实现电流与电压模型磁链观测器有效结合。详细阐述电压磁链观测器与电流磁链观测器的原理,扬长避短将两者结合,深入细致地对混合模型磁链观测器进行了理论分析,并通过仿真和实验,验证了混合模型磁链观测器在异步电动机矢量控制系统中的可行性和优越性。     

异步电动机低速时无速度传感器控制的一种新方案

介绍了一种新的简单的用于高性能异步电动机控制的定子电阻估算方法.利用旋转坐标沿定子电流矢量方向定向,可使定子电阻直接从异步电动机的数学模型中获得.通过电机在低速范围的运行,用无速度传感器直接磁场定向控制系统来检测提出的方法.控制系统用了两个观测器:一个是用于估计转子磁链的卡尔曼滤波观测器,另一个是用于辨识速度的模型参考自适应观测器.仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于滑模定子电阻观测器的直接转矩控制

为了解决定子电阻变化对磁链估算的影响,在永磁同步电动机直接转矩控制系统的基础上,提出了滑模自适应定子电阻观测器;给出了理论证明,并推导出定子电阻自适应率;最后对其进行仿真.仿真结果表明,定子电阻滑模自适应观测器增强了系统对定子电阻变化的自适应性能,克服了定子电阻变化对磁链估算的影响,有效地提高了系统输出转矩的控制精度.     

基于滑模观测器的异步电机无速度传感器控制

将滑模理论应用于异步电动机状态观测器中,提出了一种基于滑模观测器的异步电动机无速度传感器控制策略。所提滑模观测器以定子电流和转子磁链为状态变量,利用定子电流观测值和实际电流的误差特性,对转子磁链进行估算,同时基于李雅普诺夫理论导出转速的自适应律。最后对所提方法进行实验验证,结果表明所提观测器具有较好的观测精度,且电机系统能实现正反转,具有较大的调速范围。     

基于自适应滑模观测器的感应电动机直接转矩控制

将滑模变结构控制方法应用于感应电动机直接转矩控制系统,介绍了一种自适应滑模状态观测器.以定子电流和转子磁链为状态变量,利用定子电流的测量值与观测值的误差构成滑模面,设计滑模观测器,对转子磁链进行估计.采用李雅普诺夫稳定性理论证明了观测器是渐近稳定的,导出了转速自适应律.将转速观测值用于感应电动机的无速度传感器直接转矩控制系统,实验结果表明驱动系统具有优良的动、静态控制性能.     

基于MRAS和FNN的异步电动机无速度传感器直接转矩控制

针对传统直接转矩控制系统中磁链和转矩存在较大的脉动,采用基于模糊神经网络(FNN)控制器的预期电压矢量调制方案.速度传感器安装不方便、成本高,磁链观测对电阻的依赖性强,尤其是在电机低速运行时,应用模型参考自适应控制策略(MRAS)设计速度、电阻自适应定子磁链观测器,以定子电流和定子磁链为状态变量,利用Popov超稳定性理论得到转子转速和转子电阻的自适应律.建立了异步电动机无速度传感器直接转矩控制系统的Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果表明系统脉动较小,提高了定子磁链和转速的观测精度.     

基于滑模观测器的感应电机无速度传感器直接转矩控制

提出了一种定子磁链滑模观测器,该观测器以定子电流和磁链作为状态变量,利用电流观测误差对定子磁链观测值进行校正,采用李雅普诺夫理论证明了观测器是渐近收敛的。设计了基于定子磁链滑模观测器的感应电机无速度传感器的直接转矩控制系统,将磁链估计值用于对转速进行实时估计。实验结果表明,采用滑模观测器的感应电机无速度传感器直接转矩控制系统,具有转矩动态响应快,转速控制精度高和调速范围宽的特点。     

基于自适应观测器的感应电机转速估计方法研究

介绍了一种能在线补偿定转子电阻的基于自适应观测器的感应电机转速估计方法.该转速估计方法只需检测定子电压电流作为输入,利用观测器观测出转子磁链和定子电流,并利用定子电流误差和转子磁链观测值辨识出转速、定子电阻和转子电阻,并反馈于观测器,确保电机转速估计对参数变化的鲁棒性.仿真及实验结果表明,此方法估计的速度能应用于无速度传感器矢量控制系统,并具有较好的辨识精度和鲁棒性.     

定子电阻对无速度传感器系统的影响及其在线调整

分析了定子电阻对无速度传感器系统的影响,指出定子电阻变化引起的定子磁链稳态误差与电阻误差值、电流幅值、同步角速度和初始误差值有关,最终影响磁场定向和转速估算的准确性.基于定子磁链处于稳态时,转子电流矢量应与转子磁链矢量垂直的原则,提出了一种闭环形式的定子电阻在线调整方法.该方法使用比例(P)调节器以控制目标量为零,调整定子电阻值.仿真结果表明在转速给定10 r/min,定子电阻线性增加和减小50%的情况下,转速波动不超过10%,定子磁链幅值偏差在0.02～0.05 Wb之间,定子磁链的相位偏差不超过0.2 rad.     

感应电机无速度传感器矢量控制系统的定子电阻在线辨识

该文针对利用磁通观测器推算转子磁通的感应电机无速度传感器矢量控制系统，提出了定子电阻在线辨识法。在利用q轴磁通推算转速的基础上，该系统利用d轴磁通误差实现定子电阻在线辨识，该方案的优点是系统简单，解决了低速运行时电压模型的定子电阻变化对系统稳定性和速度控制精度的影响问题。数字仿真和实验结果验证了定子电阻在线辨识的必要性和该方案的有效性。     

考虑低速稳定性的感应电机转子磁场定向校正策略

感应电机的转子磁场定向控制中,磁场定向角的准确性影响着电机的转矩输出性能.在速度测量准确的场合,转子定向角主要受转子电阻误差的影响,而转子电阻校正又受到定子电阻误差的影响.目前,较少的论文对转子电阻和定子电阻同时进行补偿,且同时补偿下的稳定性问题也鲜有研究.该文提供了一种新型的基于MRAS的转子电阻和定子电阻补偿策略,...     

基于定子电流矫正的异步电机间接定子磁场定向控制

提出一种基于定子电流误差的间接定子磁场定向矫正控制方法。分析了定子dq轴电流以及定子磁链的关系,推算出q轴电流对定子磁场的去磁分量,在负载变化时加大d轴电流补偿该分量,实现定子电流dq轴分量的分解。采用了磁链开环的矢量控制,避免了传统磁场定向矢量控制在低速时磁场观测的复杂性和不准确性。然而为保证磁场定向的准确性,提出了基于定子电流误差的磁场定向矫正方法,通过分析磁场定向的超前和滞后时dq轴给定电流和反馈电流的关系,补偿到q轴电流,进而改变转差来弥补磁场定向不准带来的误差。最后,搭建了异步电机Matlab仿真模型和实验平台,结果表明,磁场定向在稳态运行和电机参数变化时有良好的矫正效果,保证控制系统的静、动态性能。     

MRAS感应电机定子电阻的在线辨识

针对感应电机定子电阻值受外界因素干扰而影响其矢量控制系统稳定性和控制精确度问题,提出了基于人工神经网络的定子电阻在线辨识方法.为了辨识定子电阻,将人工神经网络模型的定子电流估算值与实际测量电流值的误差反馈以调整神经网络的权值.借助MATLAB/SIMULINK搭建仿真系统,验证了定子电阻在线辨识的必要性.结果表明,该方法可以有效地对定子电阻进行在线辨识.     

基于等价补偿ESO的定子电阻扰动估计方法研究

借鉴滑模控制设计中的等价控制设计思想,同时引入不连续投影算子对标准扩张状态观测器(ESO)加以修正,提出了采用等价补偿ESO进行定子电阻扰动估计的方法,缩小了观测器中汇总不确定性的范围。据此设计了闭环磁链观测器,将定子电流检测信号中由定子电阻变化引起的扰动分离出来,采用等价补偿ESO进行估计并补偿到磁链观测值中,从而消除定子电阻估计误差的影响。还分析了该观测器对定子电阻估计误差的敏感性,结果表明这种观测器在全速度范围内对定子电阻具有较好的鲁棒性。     

Evaluation of Steady-State and Transient Behavior of a MRAS Based Sensorless Rotor Flux Oriented Induction Machine in the Presence of Parameter Detuning

One of the most frequently applied methods of speed-sensorless rotor flux-oriented control of induction machines relies on utilization of model reference adaptive system (MRAS)-based speed estimation. Accuracy of this method heavily depends on correct setting of the machine parameters within the estimator and the controller. The paper discusses sensorless indirect feed-forward current-fed rotor flux-orientedinduction motor drive in whichspeed estimation is performed utilizing rotor flux-based MRAS scheme. A study is conducted in order to evaluate speed estimation error and other detuning effects in both steady-state and transient operation of the drive caused by incorrect setting and/or variation of parameters. Theoretical principles behind the steady-state analysis are at first developed, and steady-state detuning effects are then evaluated. Incorrect setting of magnetizing inductance, stator resistance variation, rotor resistance variation, and leakage inductance variation are encompassed by steady-state analysis. Next, simulation of the complete drive is performed in order to examine impact of parameter detuning on transient behavior of the drive. Results obtained by simulation, using dynamic model, for any steady-state operating point are found to be in excellent agreement with results obtained by steady-state analysis, so that developed theoretical concepts are fully verified. It is shown that rotor resistance variation leads to the largest speed estimation error, whereas stator resistance variation at low speeds significantly affects accuracy of field orientation and hence dynamics of the drive.     

Fuzzy controller for inverter fed induction machines

An induction machine operated with a direct self controller (DSC) shows a sluggish response during startup and under changes of torque command. Fuzzy logic is used in conjunction with direct self control to minimize these problems. A fuzzy logic controller chooses the switching states based on a set of fuzzy variables. Flux position, error in flux magnitude and error in torque are used as fuzzy state variables. Fuzzy rules are determined by observing the vector diagram of flux and currents. The operation of the direct self controller becomes difficult at low speeds due to the effect of change in stator resistance on the flux measurements. To improve the system performance at low speeds a fuzzy resistance estimator is proposed to eliminate the error due to the change in stator resistance. At constant flux and torque commands any change in stator resistance of the induction machines causes an error in stator current. This error is utilized by the fuzzy resistance estimator to correct the stator resistance used by the controller to match the machine resistance. Both a fuzzy controller and fuzzy resistance estimator are simulated for a 3 HP induction motor. The simulation results demonstrate a good performance     

基于模型参考自适应的无刷双馈电机控制系统

针对无刷双馈电机直接转矩控制系统中参数变化引起的电机特性不稳定的问题,在电压-电流-磁链模型的基础上,提出了一种基于模型参考自适应的定子磁链辩识方法。考虑定子电阻的影响,准确估算磁链和转矩,并将其应用在无刷双馈电机直接转矩控制系统中。仿真结果表明:该方法有效地减少了无刷双馈电机定子电阻变化对系统特性的影响,提高了系统的稳定性,而且该系统对负载的变化具有很强的鲁棒性。     

永磁同步电机的直接转矩控制的定子电阻的在线估计

分析了永磁同步电机的直接转矩控制系统中定子电阻变化对系统性能的影响,利用真正定子电流与参考定子电流之差来跟踪定子电阻的变化,实现定子电阻的在线估计,仿真结果证明了此估计方法可准确估计定子电阻,改善控制系统性能。