感应电机模糊自适应全阶磁链观测器的仿真研究

针对感应电机的全阶磁链观测器存在低速不稳定问题,提出一种模糊自适应全阶磁链观测器。通过设计观测器的反馈增益矩阵,使得系统不稳定区域最小化,并采用模糊转速自适应律来替代PI型转速自适应律,提高转速辨识精度。将模糊自适应全阶磁链观测器应用到转子磁场定向矢量控制系统,仿真和实验结果表明该系统在各种工况下都能稳定运行,具有较好的自适应性和鲁棒性。     

异步电动机自适应矢量控制系统

针对经典的矢量控制系统中磁链观测器的参数偏差影响系统稳态性能和动态性能的不足,提出了把自适应控制融合到矢量控制当中的策略,设计了转子磁链自适应观测器,得出了异步电动机的转子磁链自适应观测器的算法,构成转速与磁链闭环的矢量控制系统.仿真结果表明,该系统具有一定的鲁棒性和较好的稳、动态性能.     

基于DSP无速度传感器直接转矩控制系统研究

介绍了基于DSP的无速度传感器直接转矩控制系统的构成,针对控制中因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,并在此基础上选用自适应转速辨识方法估算转速.最后在1.1kW电机上进行了实验验证.实验结果证明,该系统对磁链和转速的观测准确,改善了电机的低速性能.     

一种改善直接转矩控制系统低速性能的新方法

由于低速时采用电流模型需要对定子电流和转速进行检测,虽然电流模型消除了定子电阻变化对磁链观测产生的影响,但它引进的转子参数同样存在参数变化和测量不准确的问题.电压模型简单清楚,在高速下可以取得良好的控制效果,但是低速条件下性能较差.为了把电压模型沿用到低速阶段,需要补偿电压模型在低速阶段的误差,采用截止频率自适应低通滤波器代替电压模型的纯积分环节,并提出用模糊控制器补偿引入低通滤波器造成的磁链角误差.仿真结果表明,该方法改善低速性能效果明显.     

基于MRAS全阶状态观测器的感应电机转速辨识研究

为了改善异步电机低速时磁链的畸变和运行特性,依据模型参考自适应系统原理(MRAS)设计了一种新颖的速度磁链自适应观测器,并通过对G矩阵的选择配置观测器极点.观测器以定子电流和定子磁链为状态变量,利用速度自适应律,把磁链观测与速度辨识结合起来,应用于异步电机无速度传感器矢量控制中.仿真和实验结果表明,估算转速跟踪真实转速快速、准确,建立的模型合理、有效,为交流异步电机控制系统的设计与调试提供了新的思路.     

基于MRAS的异步电机无速度传感器应用研究

针对异步电机基于转子磁链模型参考自适应(MRAS)速度观测器中的积分直流偏置和PI自适应率参数不能在线修正的问题,将转子磁链的电压模型进行改进,并提出一种自适应线性神经元(ADALINE)速度观测器。通过一阶惯性环节代替了电压模型中的纯积分环节,消除了积分直流偏置和误差积累,利用ADALINE算法对MRAS观测器中的自适应率进行改进,实现了在中高速情况下对电机转速的准确观测。仿真结果表明,改进后的MRAS速度观测器对速度的辨识度较高,动态性能良好,验证了该控制策略的正确性与可行性。     

基于自适应全阶观测器的感应电机低速发电运行稳定性

速度自适应全阶观测器已经被成功和广泛地应用于感应电机无速度传感器驱动系统,然而许多研究和实践工作都表明,基于自适应全阶观测器的感应电机驱动系统在低速发电运行状态会出现不稳定现象。本文利用自适应控制理论,推导出基于开环全阶磁链观测器的使转速估计值及估计磁链稳定的充分必要条件,并进而给出了在给定转速条件下驱动系统发生不稳定现象的发电性质负载转矩边界值,从理论上阐明了何时会出现不稳定现象的问题。同时基于转矩-转速平面下的驱动系统相关特性分析,提出通过增大磁链幅值,增强驱动系统在低速发电模式下的带载能力,扩大稳定运行范围。仿真和实验结果验证了文中理论分析和提出方法的有效性。     

感应电机模型参考模糊自适应矢量控制系统研究

针对基于转子磁链模型参考自适应法的感应电机矢量控制系统性能受转子参数影响较大的问题,分析磁链观测器对转子参数的敏感性,提出了一种基于转子参数辨识和模糊控制的感应电机无速度传感器控制方法。该方法通过基于定子电流模型的模型参考模糊自适应系统来估计电机转速和转子参数,其中转速自适应率采用参数自调整模糊控制方法进行设计,并在线辨识转子参数,以提高转速和磁链的观测精度、减小参数摄动影响。仿真结果表明该系统具有较强的鲁棒性和自适应性。     

基于MRAS和FNN的异步电动机无速度传感器直接转矩控制

针对传统直接转矩控制系统中磁链和转矩存在较大的脉动,采用基于模糊神经网络(FNN)控制器的预期电压矢量调制方案.速度传感器安装不方便、成本高,磁链观测对电阻的依赖性强,尤其是在电机低速运行时,应用模型参考自适应控制策略(MRAS)设计速度、电阻自适应定子磁链观测器,以定子电流和定子磁链为状态变量,利用Popov超稳定性理论得到转子转速和转子电阻的自适应律.建立了异步电动机无速度传感器直接转矩控制系统的Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果表明系统脉动较小,提高了定子磁链和转速的观测精度.     

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。     

基于双辨识参数全阶自适应观测器的感应电机低速性能

提出了一种基于双辨识参数全阶自适应观测器的感应电机无速度传感器矢量控制策略,根据Popov超稳定性理论对系统进行了稳定性分析,在深入研究传统全阶自适应观测器的基础上,对保证系统在全速范围内稳定运行的反馈增益矩阵选取准则进行分析并据此设计了反馈增益矩阵。通过分析低速时定子电阻变化对转速估计的影响,构建了双辨识参数全阶自适应观测器,可以同时对转速和定子电阻进行在线辨识,有效提高了系统的低速带载性能。对基于双辨识参数全阶自适应观测器的感应电机无速度传感器矢量控制系统进行了实验验证,实验结果验证了算法的正确性和有效性。     

感应电机无速度传感器控制的自适应转速估计

文章分析了感应电机无速度传感器控制中在同步转速为零且带负载状态下自适应磁链观测器（AFO）观测状态和估计转速的渐进稳定性。设计了基于模型参考自适应系统（MRAS）全速域渐近稳定的状态观测和转速估计算法，仿真结果表明所设计的算法是有效的。     

一种用于无速度传感器异步电机控制的自适应滑模观测器

研究了一种用于异步电机控制的自适应滑模观测器。该观测器由两个滑模电流观测器、转子磁链观测器和速度估计部分组成。转子磁链观测器以两个电流观测器和速度观测器的输出作为输入,估计转速反馈到第二个电流观测器和转子磁链观测器。采用Lyapunov理论和Popov超稳定性理论对该方法的稳定性进行验证。该观测器具有设计新颖、对参数变化具有很强的鲁棒性等特点。通过Simulink仿真验证了该观测器的有效性。     

一种用于无速度传感器异步电机控制的自适应滑模观测器

研究了一种用于异步电机控制的白适应滑模观测器。该观测器由两个滑模电流观测器、转子磁链观测器和速度估计部分组成。转子磁链观测器以两个电流观测器和速度观测器的输出作为输入,估计转速反馈到第二个电流观测器和转子磁链观测器。采用Lyapunov理论和Popov超稳定性理论对该方法的稳定性进行验证。该观测器具有设计新颖、对参数变化具有很强的鲁棒性等特点。通过Simulink仿真验证了该观测器的有效性。     

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。     

基于自适应观测器的感应电机转速估计方法研究

介绍了一种能在线补偿定转子电阻的基于自适应观测器的感应电机转速估计方法.该转速估计方法只需检测定子电压电流作为输入,利用观测器观测出转子磁链和定子电流,并利用定子电流误差和转子磁链观测值辨识出转速、定子电阻和转子电阻,并反馈于观测器,确保电机转速估计对参数变化的鲁棒性.仿真及实验结果表明,此方法估计的速度能应用于无速度传感器矢量控制系统,并具有较好的辨识精度和鲁棒性.     

Experimental verification for stability improvement of sensorless vector control system of induction motor using real‐time tuning of observer gain

This paper proposes a method for the design of the adaptive rotor flux observer gain to improve stability at low speed and in regenerating mode. The method is based on stability analysis, which utilizes a linearized model considering all systems, including each control loop. Therefore, the proposed method considers the effects of motor constants and control circuit constants. The stability analysis using the transfer function for the rotor speed considers the arrangement of poles and zeros and the steady‐state error. The rotor flux observer gain which improves the stability for each operating condition is ascertained. This paper also proposes a real‐time tuning method for the observer gain. The validity of the proposed method was confirmed by simulation using Matlab Simulink and by experiment. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 166(1): 67–81, 2009; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20715     

新型异步电动机滑模变结构速度观测器的研究

提出了一种新型异步电动机滑模变结构速度观测器,利用定子电流计算值与实际值的偏差来计算电动机的转速.该观测器由转子磁链观测、定子电流计算和滑模控制器3部分组成,其中转子磁链观测部分采用改进的电压模型,有效解决了传统电压模型固有的直流偏置误差和初始值积分误差问题,实现磁链的准确观测.最后,结合异步电动机无速度传感器的矢量控...     

基于DSP的感应电机无速度传感器矢量控制

讨论了一种感应电机(IM)的新型无速度传感器矢量控制系统,重点阐述了基于PI自适应法的模型参考自适应转子磁通和速度观测器。其中,磁场估算器是一个由电机的开环电流模型和电压模型组成的全阶转子自适应磁场观测器,速度观测器的稳定性由Popov原理提供保证。在实际应用中,构造了一个直接转子磁场定向无速度传感器IM矢量控制系统,给出了基于TMS320F240型DSP芯片实现的数字化系统。实验结果表明,该系统具有良好的转矩转速特性,也验证了所提出的磁场和速度估计算法的正确性。