感应电机模型参考模糊自适应矢量控制系统研究

针对基于转子磁链模型参考自适应法的感应电机矢量控制系统性能受转子参数影响较大的问题,分析磁链观测器对转子参数的敏感性,提出了一种基于转子参数辨识和模糊控制的感应电机无速度传感器控制方法。该方法通过基于定子电流模型的模型参考模糊自适应系统来估计电机转速和转子参数,其中转速自适应率采用参数自调整模糊控制方法进行设计,并在线辨识转子参数,以提高转速和磁链的观测精度、减小参数摄动影响。仿真结果表明该系统具有较强的鲁棒性和自适应性。     

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.     

基于滑模观测器的感应电机模型预测转矩控制

为了提高感应电机驱动系统的性能,设计了一种基于滑模观测器的感应电机模型预测转矩控制策略。模型参考自适应系统可以准确地估计出转子转速,但无速度传感器模型预测转矩控制方案不仅需要估计转子转速,还需要估计磁链。故在模型参考自适应系统中将滑模观测器用作参考模型。同时,通过优化滑动函数和H∞方法设计了适当的增益以解决滑模方法存在的抖震问题。试验结果表明新方案在较宽的转速范围内能够稳定实施,负载性能较优,同时还具有动态快速、结构简单、易于实现的优点。     

无速度传感器交流调速系统的研究

本文提出了一种新型无速度传感器交流调速系统的设计方法。它采用模型参考自适应参数辨识方法对电机转速在线辨识,采用滑模变结构非线性系统状态估计理论对电机转子磁链在线估计;理论证明,它们不仅对电机建模误差、参数变化、测量噪声有较强的(?)棒性,而且能保证辨识或估计方法的全局渐近稳定。仿真结果证明了所提方法的有效性。     

基于单维离散滑模的模型参考自适应转速辨识方法

针对感应电机无传感器直接转矩控制下的速度辨识问题,在模型参考自适应方法的基础上,提出并实现了一种单维离散滑模模型参考自适应速度观测方法。算法首先采用传统模型参考自适应算法获得辨识磁链,然后依据波波夫定理求得的误差函数作为滑模面函数,以离散时间滑模控制策略替代模型参考自适应中的比例积分环节完成对转速的估计。通过与传统模型参考自适应算法的仿真比较研究,说明该方法在直接转矩控制系统中的速度动态辨识能力得到提高。实验结果验证了本文提出的方法是有效的,具有实际应用价值。     

感应电机龙伯格-滑模观测器参数辨识方法

针对混合动力汽车用感应电机模型参数时变性突出的问题,研究感应电机多模型参数在线辨识算法.依据龙伯格观测器和滑模控制理论,提出龙伯格-滑模观测器在线辨识感应电机模型参数的新方法.该方法将龙伯格-滑模观测器和自适应辨识算法结合起来对定子电流和转子磁链同时进行在线实时跟踪和自适应调节,利用定子电流估计变量的动态误差,在李亚普...     

基于自适应转子电阻估计器的感应电机逆解耦控制

提出了一种具有自适应转子电阻估计器的感应电机的逆解耦控制方法.首先通过非线性状态反馈获得感应电机的逆系统,将感应电机这个多变量、非线性、强耦合的对象动态解耦成转速与转子磁链两个二阶子系统;然后,采用模型参考自适应系统（MRAS）理论来设计转子电阻估计器,在线估计时变的转子电阻,从而保证在整个电机运行区域内,转速与磁链之间的输入输出解耦关系不变;最后,分别设计线性控制器对转速与磁链子系统进行闭环控制.仿真结果表明,提出的控制方案具有优良的动态和静态性能,且对电机参数变化具有强鲁棒性.     

基于二阶滑模和MRAS的PMSM速度与磁链估计

针对永磁同步电机无传感器控制系统,提出了一种基于二阶滑模和模型参考自适应的速度估计算法.估计算法直接在旋转坐标下估计电机的感应电动势,用模型参考自适应辨识永磁体磁链,两种方法相结合,实现电机速度的估计.该算法能有效抑制滑模固有的抖振,还能减少永磁体磁链对速度估计的影响,增强系统的鲁棒性.仿真结果验证了该算法的有效性.     

一种新型模型参考自适应滑模速度辨识方法

提出了一种新型的模型参考自适应滑模速度辨识方法,用于异步电动机转速的精确辨识.该方法的结构主要包括参考模型、可调模型和滑模控制器3部分,首先利用参考模型和可调模型分别计算电机的转子磁链,然后将两者误差送入滑模控制器中计算电动机的转速.其中,参考模型采用了一种结构简单的改进电压磁链模型,有效解决了传统电压模型固有的直流偏...     

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.     

交流电机无速度传感器矢量控制系统变结构MRAS转速辨识

针对变结构控制在参数变化等不确定因素满足"匹配条件"即变化有界时,具有抗外部干扰和内部参数摄动的鲁棒性,但实际中要确定不确定性参数变化的上下界有一定难度的特点。文中基于变结构控制和自适应控制理论,提出一种新颖的变结构模型参考自适应(VS-MRAS)观测器,用于交流电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识。该法将变结构和MRAS进行有机的整合,利用MRAS对系统参数变化的适应能力实时估算不确定因素变化的边界,以改善磁链观测的准确性,进而提高转速辨识的精度。利用仿真方法,对比分析了带速度检测装置的矢量控制系统、基于MRAS转速辨识的无速度传感器矢量控制系统和基于VS-MRAS转速辨识的无速度传感器矢量控制系统的3种情况下转速和磁链响应的动静态性能。证实该方法提高了转子磁链观测的准确度,改善了转速估计的动静态性能。     

基于自适应转速判断观测器的异步电机转差频率型矢量控制系统的研究

对异步电动机的多变量、强耦合、非线性的时变参数系统进行分析研究,利用坐标变换和磁场定向原理,建立按定子磁场定向的异步电动机数学模型.在分析现有转差频率矢量控制系统的基础上,对转子磁链观测器进行了进一步的研究;比较了u-i模型法和i-n模型法转子磁链观测器的优缺点,提出了一种新型的自适应转速判断观测器模型,该模型综合了上述两种模型法磁链观测器的优点,克服了它们的不足,具有结构简单、控制准确、抗干扰性强等优良性能,使得转差频率矢量控制的异步电机调速系统,无论是在低速段还是高速段都能获得良好的动、静特性和鲁棒性.应用电机专用DSP芯片作为控制核心,设计和构建异步电机转差频率矢量控制系统.     

一种新型的内置式永磁同步电机无位置传感器控制策略

针对内置式永磁同步电机(IPMSM)在低速域运行时模型参考自适应观测器对电机参数变化敏感、位置检测精度低以及鲁棒性差等缺点,提出了通过利用电机本体的参考模型和相应可调模型的差值构造滑模面,取代了传统模型参考自适应观测器中采用PI调节器作为自适应机构的做法,并且采用模糊控制器自适应调整滑模增益以抑制滑模运动的抖振。在MATLAB/Simulink环境下搭建了仿真模型。仿真表明:在外部扰动以及电机参数变化时,估计转速和转子位置均能跟踪到实际的转速和转子位置。     

异步电机磁场定向模型及其控制策略

文章从异步电机动态模型出发，讨论异步电机按转子磁场定向和按定子磁场定向的数学模型，并进一步揭示了高动态性能交流调速系统的控制策略。     

Mixed control strategy of a doubly fed induction machine

In this paper the doubly fed induction machine (DFIM) is supplied by two pulse width modulation (PWM) voltage inverters. The mixed control strategy proposed is divided into two parts: a variable structure control (VSC) as far as the electrical modes are concerned, and a general PI controller for the mechanical modes. It is linked with active power distribution between stator and rotor circuits. An original DFIM mathematical model is defined in a stator flux reference frame. Experimental results of transient and steady-state behaviour are presented. In this paper we focus our study to three operating ranges: the magnetizing range, step and steady-state speed response, load torque impact.     

基于MRAS的PMSM无速度传感控制

为精确实现对永磁同步电动机转速的辨识,提出一种基于变结构MRAS的转速识别方法,通过建立PMSM的数学模型,以电机本体作为参考模型,采用定子电流作为可调模型的方法,在参考模型自适应的基础上,加入滑模变结构控制,设计滑模观测器.在MATLAB/Simulink中对整个永磁同步电动机无速度传感器模型参考自适应系统进行仿真试验,通过对转子实际转速和估计转速曲线的观测和比对,以及对转速误差曲线分析,得出该系统能够精准估算出转子转速,具有较好的静态性能的结论.     

交流电机无传感器低速驱动技术分析

无机械速度传感器的交流驱动控制技术具有成本低及可靠性高的特点.无速度传感器控制技术需要对电机内部状态变量如磁链和转子速度进行估计.通常,转子速度的估计只有通过定子电压和电流的检测获得.开环速度估计器的鲁棒性因电机参数变化较差,为了提高抵抗参数变化和信号噪音的鲁棒性,采用闭环观测器估计电机的状态变量以及对电机的参数进行在线辨识.然而,根据无传感器控制文献可知,电机在低速稳定运行时存在困难,解决的方法必须采用电机的寄生效应,即为电机提供附加的状态信息如转子齿谐波电压等.给出了近年来报道的改善交流电机低速估计性能的若干解决方案的要点及一些在无传感器条件下观测的结果并进行了分析,从而对进一步研究提出可能新颖的建议.     

一种改进的感应电机离散化模型

研究了一种基于不同坐标系下的离散化模型。根据电机静止坐标系下的定子方程与转子坐标系下的转子方程,以定子磁链和转子磁链为状态变量,设计离散化矩阵实现磁链信息的估计。混合离散模型的稳定性可由离散域稳定性定理保证,离散模型的极点轨迹存在于稳定区域内,实现了全速度区域内的模型稳定。最后通过系统仿真,验证了离散模型的正确性。     

Dynamical Properties of Fast State Observer for Current-Fed Induction Motor

ABSTRACT

The paper is concerned with problems of nonmeasurable state variables reconstruction of the induction motor. The bilinear state observers were proposed for estimation of rotor flux of current-fed induction motor. The mathematical algorithms for state observers synthesis of proportional and proportional-integral type were presented. The digital simulation results of various type state observers worked together with current-fed induction motor were demonstrated and observers properties were discussed. Proposed observers are fast enough for real-time rotor flux estimation in the drive systems.     

磁悬浮开关磁阻电机转子位移/位置观测器设计

为探索磁悬浮开关磁阻电机高性能无传感器控制,研究了一种基于最小二乘支持向量机的转子位移/位置观测器设计方法。该方法在对磁悬浮开关磁阻电机数学模型进行状态空间变换的基础上,采用最小二乘支持向量机设计转子位移/位置观测器。阐述了观测器设计原理,对观测器的稳定性进行分析,给出了观测器离线训练和在线学习的实施步骤。最后通过仿真和实验对所提方法进行了验证。结果表明,所设计观测器具备较好的观测效果,能够实时准确地观测出转子位移和位置,从而可实现无传感器控制。