基于CESO磁链观测器的模型参考自适应感应电机转速辨识

针对感应电机无速度传感器矢量控制下的速度辨识问题,设计了一种基于扩展状态观测器的闭环转子磁链观测器(CESO),并提出以其作为参考模型的模型参考自适应(CESO-MRAS)转速辨识方法。该磁链观测器将模型中不确定部分进行状态扩展并反馈补偿,是一种闭环观测器,因而对电机转子电阻变化以及外部扰动具有良好的鲁棒性,克服了传统电压转子磁链模型的纯积分和低速区的电压降问题。通过与传统MRAS的仿真比较研究,在转子电阻和转矩的大范围变化低速区,该算法能显著提高矢量控制系统的速度动态辨识能力和转矩抗扰能力。仿真和实验结果验证了该方法的正确性和有效性。     

转子磁链误差对感应电机观测器稳定性影响

利用转子磁链电压模型研究转子磁链误差对感应电动机全阶转速自适应转子磁链观测器稳定性影响.通过研究观测器等效误差系统前向通道传递函数正实性,得到观测器在ω1-ωs平面中稳定区域边界方程.提出不舍纯积分器的新型转子磁链误差模型,通过分析该模型对线性化等效转速控制系统开环零点分布影响,研究不同工况下观测器稳定区域分布.研究结果表明增大转子磁链误差能够扩大稳定区域,所提出的模型解决了低速再生发电工况时观测器稳定问题,但在低速电动工况时观测器不稳定.仿真结果表明组合应用不同转速自适应律观测器在所有工况下均能稳定.     

感应电机无速度传感器矢量控制中转子电阻辨识研究

介绍了一种基于降价扩展卡尔曼滤波（EKF）的转子电阻在线辨识算法，并将其应用于基于模型参考自适应（MRAS）的无速度传感器直接磁场定向矢量控制系统。通过在MAT-LAB中建立模型进行仿真，分析了转子电阻变化对转速估算的影响，验证了算法的有效性。仿真结果表明，经过对电机转子电阻的辨识和补偿，转速估算的精度和稳定性都有较大改善。     

基于多项式磁饱和模型及EKF的感应电机磁链观测

感应电机的转子磁链通常用定子电流进行观测,易受测量噪声影响,且观测模型精度与电机参数有关。当电机内磁场幅值变化时,磁路非线性饱和效应会引起互感参数波动,导致观测磁链的幅值和方向偏离实际值,使控制出现偏差。对此,提出基于四阶多项式磁饱和模型以及扩展卡尔曼滤波(EKF)的全状态估计算法,以定子电流作为反馈,观测转子磁链的同时,辨识互感参数。仿真及实验结果表明所提算法能降低磁饱和非线性对控制系统的影响。     

基于渐消自适应EKF的感应电机转速观测器

提出一种基于指数渐消因子的自适应EKF算法的感应电机转速观测器。根据感应电机的电流跟踪误差自适应调整指数渐消因子,从而减小感应电机模型误差和外界干扰的影响,使转速观测更精确、快速。基于指数渐消因子的自适应EKF算法建立了感应电机无速度传感器矢量控制系统的Matlab仿真模型。仿真结果表明,该转速观测器能有效的观测转速,同时具有良好的动、静态性能。相比传统的EKF转速观测器,具有更好的抗干扰性和收敛特性。     

基于改进MRAS观测器无速度传感器感应电机转速估计方法

为了提高无速度传感器感应电机矢量控制系统的低速性能,提出了一种改进的转速估计方法.由于转速自适应观测器是一个具有非线性并且较复杂的模型,将两相静止坐标系中的观测器输出误差系统变换到转子磁场旋转坐标系中,通过推导出的单输入单输出误差系统来得到满足观测器稳定性条件.同时对定子电阻进行在线辨识以提高系统的鲁棒性,采用了一种改进的定子电阻自适应率.通过11 kW感应电机无速度传感器转子磁场定向矢量控制实验平台验证了所提出方案的有效性.     

无速度传感器感应电机改进转子磁链观测器

针对感应电机无速度传感器磁场定向控制系统,提出一种基于电压模型的改进转子磁链观测方法.为了有效抑制反电动势积分环节所存在的直流偏移和积分饱和问题,采用一个截止频率可根据输出频率进行自调整的低通滤波器来代替传统电压模型磁链观测器中的反电动势积分环节.然而低通滤波器的引入将会产生磁链幅值和相位的观测误差,从而导致在低速运行场合中磁链观测性能显著下降,为了解决这一问题,设计一个可以补偿磁链观测误差的补偿器.通过11kW感应电机无速度传感器矢量控制系统对所提出的改进转子磁链观测器进行了实验验证,结果证明了算法的有效性.     

基于扩张状态观测器的感应电机转子磁链观测

感应电机调速控制中的一个关键问题是如何克服转子电阻不确定的影响，准确地观测转子磁链。该文采用扩张状态观测器的方法，提出了一种新的转子磁链观测器。对电机方程中的定子电流动态方程进行整理，把包含转子电阻的不确定项综合在一起，并扩张成一阶新的状态，与原方程组成增广一阶的系统。对于新的系统，应用扩张状态观测器观测出原系统的不确定部分，使系统确定化，最后得到准确的转子磁链观测值。高速和低速下的仿真结果都表明该文的方法对转子电阻的变化具有极强的鲁棒性，可以在转子电阻不确定时对转子磁链进行准确观测。     

基于自适应磁通观测器的感应电动机转子时间常数辨识研究

分析了转子时间常数变化对系统控制性能的影响;提出一种新颖的基于自适应磁链观测器的辨识方法.与传统的极点配置方法设计反馈增益矩阵不同的是,它采用鲁棒控制理论和Lyapunov稳定性理论,通过求解线性矩阵不等式,求出观测器的反馈增益矩阵.仿真结果表明,该方法能准确辨识感应电机的转子时间常数,具有较快收敛性和较高的无差度及鲁棒性强的特点.     

感应电机速度和电阻自适应辨识的LMI方法(英文)

该文研究了一种感应电机无速度传感器模型参考自适应系统(model reference adaptive system,MRAS),提出一种新型的基于自适应磁链观测器的常数增益速度辨识方法。首先,运用李亚普诺夫(Lyapunov)稳定性理论设计出自适应磁链观测器及速度估算方法,通过MATLAB中的线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)工具箱求解线性矩阵不等式获得磁链观测器的增益矩阵,保证了此磁链观测器的稳定性,同时也克服了运用极点配置方法带来不稳定区域的问题。该文还研究了基于自适应观测器的电阻辨识问题。基于给出的自适应磁链估计方法,设计了感应电机无速度传感器直接转矩控制系统,并进行了MATLAB仿真和实验,结果表明,提出的无速度传感器速度方法在全速范围内具有很好的动态和静态性能。     

异步电动机两种不同解耦控制策略的比较

对异步电动机的矢量控制和基于微分几何理论的非线性多输入多输出状态反馈两种解耦控制方案作理论和试验比较研究。理论和仿真试验结果表明，基于微分几何理论的解耦控制方案，其控制性能优于矢量控制方案。     

感应电动机2种解耦控制方案的对比研究

感应电动机是一个多变量、强耦台、非线性的控制对象。文章对基于传统的矢量控制和基于微分几何控制理论的非线性多输入—多输出状态反馈2种解耦控制方案做理论和试验对比研究。理论和仿真试验结果都表明，矢量控制是一种磁链与转速没有完全解耦的控制方案，而基于微分几何控制理论的解耦控制实现转速与磁链完全解耦，从控制性能而言，后者控制方案优于前者。     

感应电机调速系统非线性自适应解耦控制

针对感应电机由于其变量非线性耦合、电机参变性导致交流调速控制复杂,提出了一种基于微分几何理论的非线性自适应解耦控制方法.将自适应策略与输入输出解耦控制相结合,通过定义选择适当的Lyapunov函数来保证整个系统的稳定性,进而导出系统控制律及参数自适应律.系统可在电机参数变化和负载扰动的情况下,渐近跟踪参考模型给出的转速和磁链信号. 仿真结果证实了该方法的有效性.     

复合转子感应电动机的研究

本文介绍一种新型的用于调压调速的复合转子感应电动机，阐述了这种电机的基本原理，计算方法及其调压调速装置，给出的试验结果与理论计算吻合较好。     

基于二端口网络的电机端子过电压研究

提出用二端口网络的方法来分析电机端子的过电压问题，建立了逆变器驱动电机系统中连接电缆的二端口网络模型，给出了电机端子电压的表达式，并通过仿真和实验验证了该方法的可行性。     

考虑电压电流约束的感应电机容错运行对比研究

围绕电机驱动系统可靠性提高问题,对现有几种具备容错运行能力的三相感应电机驱动系统性能开展了对比研究。对容错控制策略的评估应考虑电机驱动系统输出的实际转矩和转速,而这主要取决于系统电流和电压约束。考虑到励磁电流的存在,感应电机驱动系统中的电流极限不如永磁电机驱动系统中的电流极限直观,同时逆变器和电机都存在对系统电压的限制,故通过推导故障后电机驱动系统的电压方程,分析得到了电机参数、运行工作点和电压电流约束对输出转速的影响,并指出优化拓扑可使故障后电机运行在额定转速以上以获得额外的功率。利用搭建的感应电机驱动测试平台开展了实验研究,不同容错策略的对比实验结果验证了理论分析。     

基于状态观测器的感应电机速度传感器故障诊断及容错控制

速度传感器是感应电机矢量控制系统的重要组成部分,当其出现故障时会严重影响系统的性能。设计感应电机矢量控制系统,并在此基础上实现了基于状态观测器的感应电机速度传感器故障诊断及速度传感器发生故障后的容错控制。在速度传感器正常时,状态观测器工作在故障诊断方式下;速度传感器发生故障后,该状态观测器工作在速度估计方式下,系统由原带速度传感器矢量控制方式平滑切换到无速度传感器矢量控制,从而实现速度传感器的容错控制。该设计的有效性在dSPACE实验平台上得到了验证。     

无速度传感器基于Lyapunov稳定性的异步电机非线性控制

本文提出了一种新的简单而有效的异步电机控制方案。该方法将交流电机视为由电磁和机械两个子系统耦合起来的非线性系统,利用Lyapunov理论直接分析电磁子系统的稳定性,导出了一种使转子磁通和转矩跟踪给定值的电压控制律。本文还在该方法基础上发展了一种新的转速观测器,并给出了只需定子电流反馈的简化结果。实验证明了该方法的良好性能。     

Nonlinear Adaptive Control of an Inverter-Fed Induction Motor Linear Load Case

An adaptive nonlinear control system for an inverter-fed induction motor is presented. The approach taken is fundamentally different from previous work on induction motor control in that the aim is to control shaft speed directly. Further, the inverter control variables, frequency and-voltage, are related via the steady-state model to the shaft speed and motor current. By making the controller adaptive, neither load nor machine parameters need be specified, although in practice the, latter are usually available from the machine manufacturer, and, of course, full use can be made of this knowledge.     

基于非线性自抗扰控制器的异步电机高性能控制

本文将非线性自抗扰控制器应用到异步电机调速系统中，由自抗扰控制器取代经典PID控制器对异步电机进行控制，提出了应用自抗扰控制器的异步电机调速系统的设计方案。通过在一台2.2 kW异步电机上进行突加负载、正反转等实验，自抗扰控制器被证明具有良好的动态性能，并且其对负载扰动、电机参数变化都具有较好的鲁棒性。