基于SMC的异步电机全阶磁链观测器研究

针对异步电机无速度传感器控制系统,提出了一种基于滑模控制(SMC)的改进型异步电机全阶磁链观测器方法.该方法利用全阶磁链观测器来辨识转速和估计转子磁链,并设计出滑模转速控制器来代替传统PI转速控制器,不仅能减小低中高速时系统转速动态响应的超调量,还能缩短进入稳态值的时间,增强系统的鲁棒性.仿真结果表明该算法的有效性.     

基于全阶磁链观测器的间接转矩控制研究

介绍了间接转矩控制的基本原理,提出了基于单神经元PID的动态位角调节器来改善转矩脉动响应的方法,建立了一种能同时准确观测定子磁链和转子磁链的新型全阶磁链观测器,通过引入弱磁控制算法,将间接转矩控制扩展到全速度区范围.仿真实验结果表明,定子磁链轨迹为圆形,转矩脉动小,动态响应快,开关频率恒定,证明了该方案是可行的,并且具有良好的动静态性能.     

异步电机定子磁链的间接观测方法

磁场控制是实现高性能交流调速方法（矢量控制、直接转矩控制等）的基础。目前,为了尽可能地减少调速系统对电机参数特别是转子参数的依赖,提高控制系统的鲁棒性,按定子磁场控制的磁场控制法已越来越得到重视。磁场控制的关键是磁链的正确计算,本文仔细分析了目前常用的几种异步电机定子磁链的观测方法,讨论了各自的实质及其优缺点,通过数值仿真对其误差收敛性及由参数变化造成的观测误差进行了定量分析。     

一种基于定子磁场定向矢量控制的异步电机磁链观测模型

对比了常用的几种异步电机定子磁链的观测方法,针对纯积分环节及一阶惯性环节模型的直流偏置和相移问题,以及低速下磁链电压模型观测结果受定子电阻变化影响较严重的问题,引入了电流模型对电压模型进行补偿,提出了一种基于截止频率及增益可变的串联低通滤波器的新型电压-电流磁通观测模型.仿真及实验结果表明,该模型在较宽的调速范围内具有较好的磁链估计效果及对定子电阻变化的鲁棒性.     

异步电机磁链观测器设计及收敛性分析

针对常用的电压、电流模型以及复合观测器模型给出了统一的全阶观测器模型表达式,通过对反馈矩阵的不同配置可以得到不同的观测器,同时得出了全阶观测器在稳态时可以表示为电压模型与电流模型组成的复合模型的结论.采用间接磁场定向控制,在估算磁场定向的同步坐标系中推导出磁链观测器的估算磁链与电机实际磁链偏差,通过该偏差对不同磁链观测器的收敛性进行了比较分析.仿真试验对该结论进行了验证.     

基于定子磁链模型的异步电机转子时间常数辨识

针对异步电机在运行过程中,由于温度变化或磁场饱和等原因,造成电机参数发生变化,尤其是转子时间常数变化影响矢量控制系统性能的问题,提出了一种基于定子磁链模型的转子时间常数的在线估计方法。定子磁链的电压-电流模型具有结构简单,对参数依赖性小的优点,依据模型参考自适应(model reference adaptive system,MRAS)原理,将其优化后作为参考模型建立系统,能够在宽调速范围内更加准确的辨识出转子时间常数,并采用Popov稳定性理论,设计出自适应律,保证了系统的稳定性。通过仿真和实验验证了该方法的正确性和可行性。     

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。     

基于反电动势与磁链正交性的异步电机电压模型积分改进算法

在异步电机高性能控制方案中,电机磁链的准确观测是其核心问题之一。基于电压模型的磁链观测算法因具有中高速区参数鲁棒性高等优点而得到了广泛应用。然而,在实际使用时,电压模型的纯积分运算会因积分初始时刻的问题和积分量中微小的直流偏置而导致错误结果,进而影响了电机高性能控制的实现。针对该问题,本文在详细分析反电动势与磁链的各组成分量的基础上,提出一种基于反电动势与磁链正交性的积分改进算法。该算法将基于正交性获得的信息通过PI调节器得到反电动势的校正分量,再通过校正分量修正反电动势进而得到正确的积分结果。理论分析表明,在一定条件下,积分结果中的直流偏置可以完全得到消除。本文通过仿真和实验,验证了该改进积分方法良好的性能,也验证了关于完全消除积分结果中的直流偏置的理论分析的正确性。     

异步电机转子磁链两种电流观测模型的仿真研究

对计算异步电机转子磁链的两种电流观测模型进行了详细论述,利用Matlab进行仿真对比,找出二者存在的差异,并分析了原因,对模型的采用具有很好的指导作用。     

异步电机速度自适应磁链观测器的研究

针对异步电机速度自适应磁链观测器在高速弱磁运行下的特点提出了新的磁链观测器配置方法,克服了传统配置方法下磁链观测器离散后在高速下出现的振荡现象,解决了弱磁条件下速度估计环节增益下降的问题,保证了磁链观测器对转子速度的准确估计和对转子磁链位置的准确观测,验证了异步电机无速度传感器控制在电动汽车应用中高速运行下的可行性.     

基于U-I模型的感应电机定子磁链观测方法研究

深入分析了传统的基于U-I模型的感应电机定子磁链观测方法的局限性,详细探讨了基于坐标变换的饱和反馈双积分器的补偿原理和相关参数的选取原则.理论分析和仿真结果表明,正确选取反馈通道的限幅阀值,该积分器可以在有效抑制饱和与直流漂移的同时,完全补偿相位和幅值误差.实验结果进一步证明了该方法的可行性、有效性和正确性.     

异步电机磁通观测模型及位置最优控制系统

为解决异步电机控制精度和系统复杂性之间的矛盾，本文采用维持磁通恒定的方法实现对电机转矩的动态控制，并在此基础上实现了位置最优控制。在异步电机磁通的检测中应用了状态观测理论，和传统的矢量控制中的磁通检测方法相比，本磁通观测器具有简单，易实现，且对参数不敏感的特点。     

一类感应电机定子磁链观测方法的原理分析与应用

针对感应电机无速度传感器控制系统中的定子磁链观测,以一类带饱和反馈环节的积分器为研究对象,详细分析了其工作原理。通过严谨的数学推导,结合Saber软件中的仿真研究,总结了其优点和局限性。指出基于坐标变换的饱和反馈积分器作为一种结构简单,易于实现的定子磁链观测器,当其饱和阈值取值与参考磁链值相等时,能够在有效抑制输出的直流偏移时,完全补偿估算幅值和相位的偏差。将其应用于实际系统。取得了良好的观测结果。     

感应电动机磁链观测与参数在线辨识方法研究

针对感应电动机在矢量控制过程中存在的转子磁链定向不准确的问题,解释了磁链观测误差的原因,重点研究了电机参数的在线辨识方法。提出了基于模型参考自适应系统的感应电动机磁链观测与参数在线辨识方法。基于波波夫超稳定性定理,设计了转子时间常数与励磁互感的双参数自适应律。该方法以电压模型磁链观测器作为参考模型,在线辨识出电流模型磁链观测器所需的参数,使磁链观测结果具有收敛性和鲁棒性,从而避免了电机参数测量不准确与容易变化对磁链定向造成的不良影响。仿真结果表明该方法具有实时性与可行性。     

基于转子磁场定向矢量控制的感应电机改进磁链观测方法

传统的磁链观测方法通常采用低通滤波器取代电压模型的纯积分环节,由于其易于实现,较多应用于工程实践。但其忽略了直流偏置,并随之引入了相位偏差以及幅值上的误差。针对这一现象,提出改进磁链观测的方法,采用高通与低通滤波环节串联的方式,在此基础上推导出相对应的相位及幅值的偏差补偿策略,解决了直流偏置问题。最后通过仿真和试验对所述方法进行有效性和准确性的验证。     

基于离散化组合磁链模型的感应电机无速度传感器控制

矢量控制系统的关键在于能否实现对磁链的准确定位。为此,针对传统的电压、电流型磁链观测器各自的优缺点和适用范围,提出了一种电压电流组合型磁链观测器。通过比例积分控制实现电压、电流模型的平滑切换。采用梯形法对该组合磁链模型进行离散化处理,实现了感应电机矢量控制系统的数字化。搭建基于DSP28055的物理试验平台,试验结果表明了该方法的有效性,验证了该组合模型在感应电机矢量控制系统中的可行性和优越性。     

BP神经网络辩识感应电机转子磁链和转速

根据感应电机数字模型，提出了仅基于定子电流的人工神经网络转子磁链与速度的辩识方法，实现无速度传感器的交流调速系统的转子磁链和转速闭环控制。用BP算法对神经网络进行学习和训练，构建相应的多层前馈神经网络（MFNN）。仿真和实验结果表明，这种转子磁链与速度的辩识模型具有良好的性能。     

基于改进磁链观测器的感应电机转速辨识

感应电机电压模型转子磁链观测器由于其算法简单而得到广泛应用,但低速时由于定子电阻压降明显使得测量误差严重影响观测精度,纯积分的应用还存在直流偏置和初始值问题。本文提出了一种改进电压模型转子磁链观测器,引入定子磁链的电流模型和电压模型之间的误差对定子感应电动势进行补偿,理想积分环节采用新型改进低通滤波器代替,再由定子磁链的电压模型推导出转子磁链的电压模型。在此基础上,通过得到的转子磁链对感应电机的转速进行辨识。仿真和实验表明新算法改善了转速辨识的动静态性能,尤其改善了低速时的转速辨识性能。     

基于全阶闭环磁链观测器的感应电动机直接转矩控制

磁链观测是实现高性能电机传动系统的关键环节,在研究传统直接转矩控制系统定子磁链观测方法的局限性的基础上,设计了全阶闭环磁链观测器并就简化极点配置作了分析。运用该磁链观测器实现了全速度范围,尤其在极低速时的定子磁链进行了准确观测。仿真和实验结果表明此方案对定子磁链的观测效果明显优于传统的观测方法,降低了稳态时转矩、磁链和速度的波动,并对电机参数的变化具有良好的鲁棒性。