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.     

基于全阶状态滑模观测器的异步电机转子磁链观测

矢量控制的关键在于转子磁链定向。针对异步电机矢量控制中磁链观测问题,设计了一种基于全阶状态滑模观测器的增强型转子磁链观测方案。该方案将全阶磁链观测器和滑模观测器结合起来对异步电机定子电流和转子磁链同时进行实时跟踪观测,从而获得较为准确的转子磁链观测,进而提高矢量控制时磁场定向的准确性以及矢量控制的性能。研究表明该方案不仅算法简单,而且具有较强的参数鲁棒性以及较好的稳定性。仿真结果证明了该方案的分析和设计。     

电励磁同步电机全阶磁链观测器设计

结合现代控制理论知识,提出了电励磁同步电机的全阶磁链观测模型.根据电励磁同步电机电压及磁链方程推导出其状态方程,并判断了状态方程的可控性及可观测性.根据状态方程设计了电励磁同步电机的全阶磁链观测器,推导出其系统矩阵,并确定了反馈矩阵.在MATLAB/Simulink平台上对整个系统做仿真研究,并对仿真结果进行分析,磁链在全速范围内能准确观测.     

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.     

基于全阶状态观测器的转子电阻辨识及反馈矩阵设计

在感应电机调速的过程中,电机的定子电阻值和转子电阻值会随着温度而变化,对电机的调速性能产生影响。运用Popov定理对转子电阻进行了详细推导,实现了转子电阻值的辨识,并对反馈矩阵进行了化简。最后在MATLAB/Simulink上进行了仿真试验,试验结果验证了可行性。     

基于全阶闭环转子磁链观测器矢量控制系统

对一种全阶闭环转子磁链观测器进行了详细的理论分析,阐明了其内部基于滤波器特性的电流-电压模型之间的平滑切换机理,并用于指导1 000 kW异步电动机变频调速装置的设计.实验结果表明,基于全阶闭环转子磁链观测器异步电动机矢量控制解决方案能够实现对电机速度的优良控制,具有很高的推广与应用价值.     

异步电机全阶状态观测器极点配置方法

深入分析了以定子电流、定子磁链为状态变量的异步电机状态观测器方案,提出了一种异步电机状态观测器的极点配置方法,系统地给出了这种观测器的设计过程。仿真研究表明,该方案对电机参数变化的鲁棒性好,磁链观测精度高,收敛速度快。基于该状态观测器方可实现高性能的无速度传感器运行。     

异步电机全阶状态观测器极点配置方法

深入分析了以定子电流、定子磁链为状态变量的异步电机状态观测器方案,提出了一种异步电机状态观测器的极点配置方法,系统地给出了这种观测器的设计过程。仿真研究表明,该方案对电机参数变化的鲁棒性好,磁链观测精度高,收敛速度快。基于该状态观测器方可实现高性能的无速度传感器运行。     

异步电机全阶自适应磁链观测和速度辨识研究

设计了一种基于全阶观测器的自适应磁链观测器,通过引入定子电流反馈使观测器对电机参数具有一定的鲁棒性,减少了电机参数的误差以及参数在运行过程中的变化对磁链观测准确性的影响。同时在系统中设置了电机参数的在线辨识,使系统具有了很强的自适应能力。还设计了一套基于TMS320F2812新型DSP的异步电机控制系统,并在该系统上完成了控制系统的设计和实验,实验结果验证了自适应磁链观测器的有效性。     

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.     

DSP-based speed adaptive flux observer of induction motor

A method for estimating the rotor flux and speed of an induction motor based on adaptive control theory is presented. The method is applied to a direct field-oriented induction motor control without speed sensors. The influence of the parameter variation on the speed estimation can be removed by the proposed parameter adaptive scheme. The validity of the adaptive flux observer is verified experimentally     

Deadbeat flux level control of direct-field-orientedhigh-horsepower induction servo motor using adaptive rotor flux observer

A method for the deadbeat flux level control of direct-field-oriented high-power induction servo motor drives has been developed that employs an adaptive rotor flux observer. The observer is a full-order type and is used not only in the direct-field-oriented controller, but also to determine the stator and rotor resistances of the servo motor. The observer reduces the sensitivity of a deadbeat controller to fluctuations in the motor parameters. The main advantage of this method is that it improves the efficiency of an induction servo motor without sacrificing dynamic performance. This paper describes the method as well as the fundamental characteristics of the system derived from experimental and simulation results     

Robust sliding mode control and flux observer for induction motor using singular perturbation

This paper proposes a sequential methodology for designing a robust adaptive sliding mode observer for an induction motor drive using a two-time-scale approach. This approach is based on the singular perturbation theory. The two-time-scale decomposition of the original system of the observer error dynamics into separate slow and fast subsystems permits a simple design and sequential determination of the observer gains. In the proposed method, the stator currents and rotor flux are observed on the stationary reference frame using the sliding mode concept. The control algorithm is based on the indirect field oriented sliding mode control with an on-line adaptation of the rotor resistance to keep the machine field oriented. The control–observer scheme seeks to provide an asymptotic tracking of speed and rotor flux in spite of the presence of an uncertain load torque and an unknown value of rotor resistance. The validity for practical implementation has been verified through computer simulations.     

一种感应电机磁链观测器的稳定性研究及改进

基于电压电流模型的闭环磁链观测器在无速度传感器感应电机矢量控制中获得了良好的控制性能,且具有较小的参数敏感性,但在低速发电模式下存在部分不稳定区域,导致电机在该区域不能正常运行.根据对该闭环磁链观测器稳定性分析及其对应不稳定区域条件,本文提出了一种改进方法使之能够在在低速发电模式下稳定运行.仿真和实验都证明了该改进方法的有效性和实用性.     

矩阵变换器驱动感应电机转矩和转子磁链控制

提出了一种新型的基于感应电机状态方程的矩阵变换器驱动感应电机直接转矩和转子磁链控制方法,将传统直接转矩中的定子磁链控制替换为转子磁链控制,可以得到比传统直接转矩更高的输出转矩.将滑模变结构控制策略引入到矩阵变换器驱动感应电机直接转矩和转子磁链控制中,设计了基于加速度型趋近律的控制律,并直接在静止坐标系下进行运算,不需要传统控制中的坐标变换,采用光滑函数代替常规符号函数,从而达到快速趋近滑模面且具有低抖动的效果.结合矩阵变换器双空间矢量调制方法,并将矩阵变换器过调制方法用于感应电机直接转矩控制中,达到矩阵变换器开关频率恒定和电机快速转矩响应的目的.实验结果验证了该方法的正确性和有效性.     

基于二阶滑模观测器的感应电机转子磁链观测

实现矢量控制的基础是准确获得转速和转子磁链信息,本文提出了一种基于二阶滑模观测器的转子磁链观测方法。将构造的滑模观测器作为模型参考自适应系统(MRAS)的参考模型,将磁链的电流模型改造为该中间变量的可调模型,且其可调量为转速变量,进而构造出MRAS,实现对转速的观测。在此基础上,完成转子磁链的计算,并得到转子磁链角度,实现基于直接磁场定向的感应电机矢量控制。中间量的构造有效避免了传统MRAS中的纯积分问题,便于算法的实施;二阶滑模观测器有效地削弱了一阶滑模观测器存在的抖振扰动,并且参数具有较强的鲁棒性。仿真结果表明该转子磁链观测器具有较高的观测精度,且对外部扰动和转子电阻变化具有较强的鲁棒性,提高了系统的动稳态性能。     

电机磁链神经网络观测器的研究

为提高电机磁链观测器的观测性能,实现磁链的准确观测,提出一种RBF神经网络定子磁链观测器.采用RBF神经网络重构基于电压模型的带幅值和相位补偿的变截止频率定子磁链观测器,使磁链观测器的截止频率能跟随电机定子电信号频率的变化而变化.RBF神经网络磁链观测器实现了变截止频率,结构简单,自适应能力强,无直流偏移和初始相位问题...     

An adaptive flux observer for the permanent magnet synchronous motor

A gradient descent‐based nonlinear observer for surface‐mount permanent magnet synchronous motors with remarkable stability properties was recently proposed. A key assumption for the derivation of the observer is the knowledge of the electrical parameters, which are usually uncertain. In the present paper, we propose a robust adaptive flux observer adding immersion and invariance parameter adaptation algorithms to estimate the stator resistance. Global boundedness of all signals and convergence to a residual set of the flux estimation error is guaranteed. The performance of the new adaptive observer is assessed with realistic simulations. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.