双馈风力发电机的无速度传感器控制

变速恒频风电系统中,速度传感器的使用降低了双馈发电系统的可靠性。提出一种基于自适应降阶观测器的速度辨识方案。采用李亚普诺夫稳定性理论,经过严格推导得出了速度辨识自适应律,对双馈电机转速进行在线辨识;利用极点配置得到观测器的增益。以自适应降阶观测器和矢量控制方案设计了无速度传感器双馈风力发电机矢量控制系统。仿真结果表明自适应降阶观测器具有良好的动、静态性能;能够准确获取双馈电机转速与角度信息,响应速度快。     

基于MRAS理论的异步电动机无速度传感器DTC系统

利用模型参考自适应(MRAS)理论,以Simulink为仿真基础,建立了MRAS速度辨识仿真模型,并用一种改进的积分器代替传统磁链观测器的纯积分项,将其应用到无速度传感器异步电动机直接转矩控制系统(DTC)中,研究结果证明了该MRAS无速度传感器DTC系统方案的有效性。     

PMSM自适应观测器算法低速稳定性研究

针对基于自适应观测器的永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统,根据观测器线性化模型,分析了系统在低速电动状态下由于电机参数变化引起的不稳定问题。据此研究了一种自适应观测器与高频信号注入法相结合的转速估算方法。仿真实验结果表明该方法有效地提高了系统在低速时的参数鲁棒性和速度观测精度,改善了无速度传感器调速系统的低速性能。     

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.     

基于自适应观测器的双馈风力发电机控制

为了解决风力发电机系统中位置传感器故障率高的问题,提出了一种基于自适应观测器的速度辨识方案。应用Lyapunov稳定性理论,经过严格推导得出了速度辨识自适应律;利用极点配置得到观测器的增益。以速度估计自适应机构和矢量控制方案设计了无速度传感器双馈风力发电机矢量控制系统。仿真结果表明,自适应观测器无速度传感器控制能够准确获取双馈电机转速与角度信息,响应速度快,具有很好的稳态与动态性能,良好的鲁棒性,并基于此实现了最大功率跟踪控制。     

一种用于异步电机无速度传感器控制的自适应滑模观测器

针对异步电机无速度传感器中存在的对参数变化鲁棒性差的问题,研究了一种基于自适应滑模观测器的异步电机无速度传感器的矢量控制方案。自适应滑模观测器根据电机静止坐标系下的数学模型构造了转子磁链观测器,定子电流观测值与实际值的误差构成观测器的滑模面,在滑模运动下该观测器的观测值最终趋近于实际值,从而实现转子磁链的估计。电机转速由自适应方法估算得到,滑模观测器的稳定性可由李雅普诺夫稳定性证明。与其他方案相比,该方法的优点在于实现简单,对参数变化具有鲁棒性。仿真和实验对控制方案的正确性和可行性给出了验证,该观测器可以实现对转子磁链和转速的观测,且在负载扰动和给定转速变化的情况下该滑模观测器具有鲁棒性。     

一种新型无速度传感器直接转矩控制系统

无速度传感器技术中最常用的方法是自适应观测器,观测器的增益和速度自适应律决定了观测器的性能.传统采用极点配置方法的自适应观测器存在区域不稳定的问题,在此针对该缺陷提出了一种新型观测器.在DSP电机开发平台上实现了无速度传感器直接转矩控制系统,实验结果验证了该方案的可行性.     

基于自适应观测器的异步电机无速度传感器模糊矢量控制

提出了一种新型的转速自适应磁链观测器,深入研究了观测器的增益矩阵选择,并提出了一种简化的增益矩阵选择方法,同时使观测器的稳定性得到改善。在观测器中进一步引入转矩观测器,提高了速度估计的动态性能。转速和磁链外环采用模糊控制,与传统PI控制器相比,系统的动静态性能得到提高。在实际三电平逆变器平台上的实验结果表明,采用模糊控制和自适应观测器的无速度传感器矢量控制系统在较宽的速度范围内具有良好的性能。     

基于自适应转速辨识的直接转矩控制系统研究

介绍了一种基于模型参考自适应系统(Model Reference Adaptive System,简称MRAS)的感应电动机无速度传感器直接转矩控制(direct torque control,简称DTC)方案.该方案中,根据Popov超稳定性理论得出了电动机转子转速的估算方法,给出了感应电动机无速度传感器DTC系统的结构,完成了以16位嵌入式微控制器dsPIC30F6010和智能功率模块为核心的控制系统设计.实验结果表明,该方案能准确观测电动机定子磁链,可以对电动机的转速进行有效的辨识.     

基于滑模观测器的PMSM无传感器直接转矩控制

永磁电机直接转矩控制(DTC)系统中速度传感器的使用带来一系列问题,如:增大电机空间尺寸、增加成本及传感器灵敏度易受环境干扰等。对永磁同步电机SVM-DTC的无速度传感器控制进行研究,设计了一种新型滑模速度观测器。该观测器引入Sigmoid函数作为滑模切换函数,并采用变滑模增益与虚拟采样相结合的方法来减小滑模抖振,在简化观测器结构的同时仍然可以保持较好的转速观测效果,并通过Lyapunov函数证明了观测器的稳定性及鲁棒性。仿真与实验结果证明了该观测器的有效性与正确性。     

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。     

基于MRAS和SVPWM的无速度传感器永磁同步电动机控制研究

将模型参考自适应状态观测器和空间矢量脉宽凋制技术应用于永磁同步电机无速度传感器矢量控制中。根据永磁同步电机的数学模型,设计了一个模型参考自适应状态观测器用于估算电机转子速度,建立其自适应规律,并采用Popov理论对其稳定性进行了分析。系统采用空间矢量脉宽调制技术以减小转矩脉动,仿真结果表明,模型参考自适应状态观测器能够在较广速度范围内追踪转子实际位置,实现对转子转速的观测,从而实现了永磁同步电机的无速度传感器磁场定向控制。     

异步电机自适应全阶观测器算法低速稳定性研究

基于转速自适应全阶观测器的异步电机无速度传感器矢量控制算法,针对其低速发电状态下不稳定的问题,该文根据异步电机小信号线性化模型,推导出转速自适应观测系统的传递函数,并采用劳斯稳定性判据,提出一种基于全阶观测器的转速自适应观测方法。该方法通过在传统的自适应律中加入励磁电流观测误差项,使转速的观测精度得到大幅提高,并通过在线调节励磁电流观测误差项的比例系数,可使系统在低速发电状态下稳定运行。考虑到在运行过程中电机参数的变化,对此算法的参数鲁棒性进行了分析。通过7.5 kW异步电机能量互馈实验平台对此算法的有效性进行了验证。从实验结果可知,此新型速度自适应观测方法明显提高了低速下的速度观测精度,改善了系统的低速性能,并有效解决了低速发电状态下系统不稳定的问题。     

基于全阶状态观测器的无速度传感器DTC系统

提出一种新型的自适应速度磁链观测器,它利用Matlab进行磁链观测器极点配置及增益矩阵选取.基于全阶观测器,采用李亚普诺夫稳定性理论对电机转速进行在线辨识,实现了异步电机无速度传感器直接转矩控制系统.由于电机定子电阻压降显著增加低速时转速观测误差,为提高低速运行时转速辨识精度,观测器同时辨识电机定子电阻,确保系统在低速时仍有良好的特性.仿真实验结果验证了此方案在低速时具有良好的静、动态性能和转速辨识精度.     

基于改进指数趋近律的感应电机滑模转速观测器研究

针对无速度传感器感应电机矢量控制系统的转速估计问题,基于指数趋近律的滑模观测器能够有效削弱系统抖振,但传统指数趋近律仍存在增益固定的等速趋近项,因此其抖振问题仍然存在。为此,该文提出一种基于改进指数趋近律的滑模观测器来进一步削弱系统抖振,并实现了对系统状态的自适应控制。首先,选取定子电流误差作为滑模面,设计定子电流和转子磁链观测器,并通过将定子电流观测信息引入传统指数趋近律作为可变增益,实现了观测器对系统状态的自适应控制,能够在削弱系统抖振的同时保证系统收敛速度。进一步构建转速自适应观测器,并通过李雅普诺夫稳定性定理推导转速自适应律,实现对电机转速的准确观测。对比实验结果表明,该文提出的观测器能根据系统状态自适应调节系统收敛速度,并有效削弱传统基于指数趋近律滑模观测器中存在的抖振现象。     

基于自适应观测器的感应电机无速度传感器DTC系统的仿真

在Matlab/Simulink下搭建了一个基于自适应观测器的感应电机无速度传感器直接转矩控制(direct torque control,DTC)系统仿真平台,建立了鲁棒自适应全阶状态观测器并给出了基于鲁棒观测器的速度辨识律.应用Lyapunov稳定性理论,观测器的增益借助于Matlab中的LMI工具箱求解线性矩阵不等式得到.仿真结果表明该模型具有很好的稳态性能,并具有良好的鲁棒性.     

基于自适应观测器的感应电机无速度传感器矢量控制

交流电机无速度传感器矢量控制既保持了矢量控制的优良特性,又克服了速度传感器带来的不利影响,是实现低成本、高可靠性和高性能交流调速系统的有效途径.对以自适应观测器为基础的感应电机无速度传感器矢量控制系统进行研究,建立了感应电机转速自适应全阶磁链观测器模型,设计出以估算转速实现闭环控制的无速度传感器矢量控制系统,以TMS320F2810 DSP为控制核心进行了物理实验,并与基于电压电流混合模型的无速度矢量控制方案进行了比较,实验结果表明该控制系统性能良好,具有更高的稳速精度.     

一种基于转速和定子电阻自适应的感应电机全阶磁链观测器

提出了一种改进的全阶状态观测器对转速和定子电阻同时观测方案.采用小信号线性化方法来分析稳定条件,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,通过推导出单输入、单输出误差系统来得到满足观测器稳定性的误差反馈矩阵条件.采用了一种改进的定子电阻自适应率以提高观测器的鲁棒性.通过对11 kW感应电机无速度传感器转子磁场定向矢量控制实验,验证了方案的有效性.     

基于无速度传感器预测控制DTC系统研究

提出了一种基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)预测控制方法的无速度传感器直接转矩控制(DTC)系统方案.根据转矩和定子磁链的误差,计算下一个控制周期输出的电压矢量,使该误差趋于零,并采用SVPWM调制方式合成该电压矢量,使开关频率恒定;选择合适的磁链检测方法,并基于模型参考自适应(MRAS)方法实现了无速度传感器的转速检测.在自主设计的变频器样机上实现了该系统方案,得到了较为理想的实验结果,并验证了系统设计方案的可行性.     

基于感应电机定子磁链U-N模型的速度自适应辨识方法

文中研究了基于异步电机定子磁链U-N模型的速度辨识问题。建立了基于异步电机Γ-型参数的状态方程,给出了基于U-N模型的定子磁链观测器;基于李雅普诺夫稳定性理论推出了速度自适应律,给出了基于这种全阶磁链观测器方案的模型参考自适应速度辨识方法。研究了异步电机无速度传感器的直接转矩控制方案,建立了此方案的Matlab仿真模型进行仿真分析;在搭建的牵引电机试验平台上进行了试验研究,并给出了Matlab数字仿真结果以及试验结果。仿真结果和试验结果表明辨识转速能够准确地跟踪实际转速,证明了基于定子磁链U-N模型的速度自适应辨识方法的有效性和实用性。