感应电机转子磁链自适应观测器的研究与仿真

介绍了自适应控制原理应用于系统状态观测器的方法,应用MRAS设计了感应电机的转子磁链观测器,并在矢量控制系统上对控制算法进行仿真,给出了仿真波形。     

基于Matlab/Simulink的异步电机自适应矢量控制系统研究

提出了一种速度自适应的转子磁链闭环观测器,并应用于矢量控制系统中,以取代传统的纯积分器。经过理论证明,该系统是超稳定系统。针对1.1 kW感应电机,采用MATLAB/SIM-ULINK仿真软件对系统进行仿真,仿真结果表明该方案对电机参数变化的鲁棒性较好,磁链观测精度高。同时,基于磁链状态观测器设计的速度辨识方案收敛速度快,精度高,尤其是在较低转速下仍能保持很高的精度。     

磁饱和及参数变化对速度观测器精度的影响

在矢量控制感应电动机系统中，当电机参数发生变化，或出现磁路饱和时，将会影响速度控制的准确性，使速度观测器精度受影响．通过MATLAB／SIMULINK仿真系统，建立静止坐标系下考虑磁饱和的感应电动机模型和矢量控制系统模型，并通过改变电机参数，比较分析参数变化及磁饱和效应对自适应状态观测器速度估计的影响．研究结果证明感应电机在参数变化时会给速度估计带来一定误差，特别是转子电阻发生变化时误差最大；工作在弱磁区时，磁饱和效应会明显影响速度观测器的精度，带来较大转速估计误差，应对观测器进行磁饱和补偿以提高矢量控制系统的调速性能．     

转子电阻未知时感应电机的一种自适应控制方法

提出了一种新型的非线性自适应跟踪控制方法,用于解决转子电阻未知,转子磁链需要观测时感应电机的高性能调速问题。控制系统的设计基于两相静止坐标系,针对电流跟随型逆变器情形,采用了Ｌｙａｐｕｎｏｖ型自适应机制。引入一定的近似处理后,转子电阻的估计方程简化为一阶动态方程。磁链自适应观测器中的非线性修正项除考虑转速跟踪误差的影响外,还考虑了转子电阻估计误差和磁链观测误差的影响。证明了控制系统的稳定性和跟踪性,并且给出了仿真结果。     

基于无功功率模型的异步电机矢量控制系统转子时间常数辨识

针对异步电机矢量控制系统受电机参数变化影响大的问题,采用模型参考自适应系统(MRAS)在线辨识电机转子时间常数.为了增强辨识方法对定子电阻的鲁棒性,提高辨识精度,根据转子磁链模型构造无功功率模型建立MRAS,采用Popov超稳定性理论设计自适应规律,得到基于无功功率模型的转子时间常数辨识方法,抑制定子电阻变化对辨识精度的影响,将该转子时间常数辨识方法应用于异步电机矢量控制系统.仿真结果证明:MRAS有效地提高了矢量控制系统性能,转子磁链轨迹趋于圆形,电流谐波分量明显减少;转子磁链观测误差明显降低,其平均绝对误差相对值为2.87%;转矩脉动大大降低,其平均绝对误差相对值为2.09%.     

无速度传感器直接转矩控制系统仿真研究

针对异步电机无速度传感器直接转矩控制中由于磁链观测误差导致电机低速性能不好的问题，采用闭环磁链状态观测器观测定转子磁链。在此基础上分别对自适应转速辨识法和直接计算转速辨识法进行了仿真研究，并比较了两种方法的优缺点，为实践应用提供了一定的参考。     

异步电机降阶磁链观测器的研究

为提高转子磁链观测精度 ,文章详细分析了异步电机矢量控制系统中的主要干扰和参数误差 ,在此基础上 ,依据 H∞ 理论设计了降阶磁链观测器 ,使干扰和参数误差造成的影响极小化。文章通过仿真和实验将该降阶磁链观测器与传统的电压型和电流型磁链观测器进行了比较。仿真和实验结果表明 ,前者具有较好的动态和稳态性能 ,对电机中的参数变化、量测噪声和观测器初始值误差具有较强的鲁棒性 ,适用于高性能的矢量控制系统     

感应电机状态观测器的设计

感应电机是一多变量、强耦合及参数时变的非线性受控对象，鉴于直接检测转子磁链的复杂性，状态观测器构成了感应电机矢量控制系统的重要组成部分。为此，提出了一种感应电机全阶状态观测器的设计方案，它具有以下特点：１）建立在完整的状态估计理论基础上；２）对电机参数变化及电机运行条件变化的鲁棒性较强；３）适用于高性能感应电机矢量控制系统。仿真结果证明了所提方案的可行性。     

基于降阶推广卡尔曼滤波算法的交流感应电动机无速度传感器矢量控制系统

提出了一种估算交流感应电动机转子角速度和转子磁链的降阶推广卡尔曼滤波算法。该算法仅以转子磁链的2个分量作为状态变量，把转子角速度作为被估计的参数，通过定子电压参考值和定子电流测量值疾时估算转子角速度和转子磁链。估算得到的转子磁链用于交流感应电动机无速度传感器矢量控制系统的磁场定向和磁链控制，估算的转子角速度用于速度控制。仿真结果显示，转子角速度和转子磁链的估算精度较高，速度和矢量控制的性能在整个速度范围内令人满意；同时，算法阶数的降低显著地减少了运算量。本文算法能够在实际系统中实时实现。     

异步电动机直接转矩控制系统的新型建模仿真

在分析交流异步电动机数学模型的基础上,利用Matlab7.0/Simulink软件构建了一个异步电动机直接转矩控制系统的新型模型.对仿真模型中的定子磁链观测器模块进行了描述,并简要说明了空间电压矢量对磁链和转矩的作用及影响.通过对异步电动机进行仿真实验,得到电流、转速、转矩以及磁链的仿真波形.     

基于简化模型参数自适应方法的无速度传感器矢量控制系统

本文提出了一种基于矢量控制和简化MRAS理论的交流导步电动机无速度传感器矢量控制调速系统，该系统包括同步旋转坐标系下的转子磁通观测器和转速观测器，仿真和试验结果验证了该系统的可行性。     

自适应逆推算法在感应电机控制中的应用

针对Krause和Thomas提出的带有两个定子绕组和两个转子绕组的二相等价电机模型,通过坐标变换得到沿着磁通向量转动的坐标方向上的电机动态模型.应用逆推技术设计了自适应控制器,通过选择Lyapunov函数来保证整个系统的稳定性,进而逐步导出控制率和参数自适应律.该方法克服了参数的不确定性以及负载扰动对系统的影响,确保了转子磁链和转速的跟踪性能以及系统的稳定性能.系统的转子磁链与转速能渐近跟踪给定的参考信号,仿真结果验证了该控制策略的有效性.     

基于感应电机磁链观测器的速度辨识

针对模型参考自适应速度辨识方法虽然其辨识精度高,但其数学模型复杂,而且在实时控制中需要高速控制器与之匹配等不足,提出一种结构简单且易于实现的感应电机直接转矩控制中转子磁链的观测方法,建立感应电机转子磁链及磁链转差理论模型,并对电机转速进行估算.仿真研究结果表明:该方法能够用于提高低速观测精度,并对电机参数的变化表现出良好的系统鲁棒性.     

一种全阶转子磁链观测器的仿真模型的建立

将一种全阶磁链观测器引用到异步电动机的直接转子磁场定向中,研究其运行时受电机参数变化的影响.借鉴频率响应法,对比常见的电流模型磁链观测器和电压模型磁链观测器,采用数据拟合的方法对电机参数变化下的磁链观测值进行拟合,得到其参数鲁棒性结论.仿真结果表明,应用该全阶磁链观测器可以克服电机转子电阻变化的影响,减小电机定子电阻变...     

基于观测器的无速度传感器感应电机控制

为了辨识感应电机的转速,提出了一种模型参考自适应观测器.该观测器基于模型参考自适应系统(model reference adaptive system,MRAS),将感应电机和全阶观测器分别作为参考模型和可调模型,基于两模型输出之间的误差构造了一个自适应律,通过自适应律不断调整观测器的参数,全阶观测器的输出将实现对实际系统输出的跟踪,并用李雅普诺夫稳定性定理验证了系统的稳定性.理论分析和仿真结果表明,所提出的感应电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识方法具有令人满意的动静态性能.     

基于ESO的异步电机无速度传感器矢量控制

受外部干扰和模型误差影响,异步电机无速度传感器矢量控制中的转速辨识结果往往不准确。为解决此问题,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的转速辨识方法,从ESO的扩张状态观测结果中提取转速信息。为同时辨识转速与转子电阻,提出了三角波激励法。在转子磁链参考值中注入三角波,实现转子电阻辨识的快速光滑收敛,从而提高转速的辨识精度。仿真和实验结果表明,该方法可有效解决转子电阻摄动影响转速辨识精度的问题,而且,由于转速辨识收敛速度快,在0.7倍额定负载突卸情况下,动态速升为7%,系统的动态响应快。