基于状态观测器的异步电子磁链观测和速度辨识

提出一种基于全阶观测器的感应电机磁链估计方法,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较好,磁链观测精度高.根据李雅普诺夫稳定性原理推导出基于自适应状态观测器的直接转矩控制系统速度辨识算法,其收敛速度快、精度高.基于状态观测器方案在准确观测电机磁链的同时,可实现高性能的无速度传感器运行.     

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。     

异步电动机速度辨识中极点配置和参数辨识

深入分析了以定子电流、转子磁链为状态变量的异步电机状态观测器方案,提出一种异步电机状态观测器的极点配置方法,系统给出观测器的设计过程;并给出定子电阻、转子电阻和速度的自适应率.仿真研究和现场实验表明,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.     

基于模糊控制器的无速度传感器直接转矩控制

将一种新型的速度自适应磁链闭环观测器与模糊控制器结合,应用于异步电机无速度传感器直接转矩控制系统中,取代了传统的积分器,理论证明该系统是稳定的。本系统针对1 kW异步电机进行了仿真及实验,结果表明,该方案对电机磁链的观测精度高,对电机参数的鲁棒性好,同时基于磁链观测器所设计的速度自适应辨识方案准确性好,收敛速度快,使系统在较低转速下仍能保持优良的性能。     

基于模糊控制器的无速度传感器直接转矩控制

本文将一种新型的速度自适应磁链闭环观测器与模糊控制器结合,应用于异步电机无速度传感器直接转矩控制系统中,取代了传统的积分器,理论证明该系统是稳定的。本系统针对1kW异步电机进行了仿真及实验,结果表明,该方案对电机磁链的观测精度高,对电机参数的鲁棒性好,同时基于磁链观测器所设计的速度自适应辨识方案准确性好,收敛速度快,使系统在较低转速下仍能保持优良的性能。     

定子磁链全阶观测器增益矩阵的确定方法

为了提高异步电机定子磁链观测精度,减小观测误差受其运行过程中温度、频率和磁路等因素的影响,使用定子磁链全阶观测器观测定子磁链.利用静止坐标系下的异步电机数学模型,分析当电机参数改变时,高速运行状态下定子磁链观测器u-i模型和低速运行状态下i-n模型的观测误差变化情况,然后给出定子磁链全阶观测器增益矩阵的确定方法.在Matlab/Simulink仿真环境下,进行了仿真验证.研究结果表明:定子磁链观测精度主要是随着电机在运行过程中转速和转矩的变化而变化;采用此方法在保证观测器稳定的前提下,依据不同的转速区间,选择合适的观测器极点配置,可以提高异步电机全速运行状态下定子磁链的观测精度;采用此方法有效地提高了全速范围内定子磁链的观测精度,并且实现简单.     

异步电机转子磁链观测器的准确度分析与设计

提出一种基于频率响应函数的转子磁链观测器准确度分析方法,推导出两种基于开环转子磁链观测器观测值相对实际值的频率响应函数,分析了电机参数的估计值偏离实际值对观测值准确度的影响,应用Gopinath最小阶观测器理论设计了了一种新型闭环转子磁链观测器,实例分析表明,此方法能对转子磁链观测器准确度进行透彻分析,设计的闭环转子磁链观测器结构简单,综合了电流模型和电压模型开环转子磁链观测器最好的特性。     

异步电机转子磁链观测器的准确度分析与设计

提出一种基于频率响应函数的转子磁链观测器准确度分析方法 ,推导出两种基本开环转子磁链观测器观测值相对实际值的频率响应函数 ,分析了电机参数的估计值偏离实际值对观测值准确度的影响 .应用Gopinath最小阶观测器理论设计了一种新型闭环转子磁链观测器 .实例分析表明 ,此方法能对转子磁链观测器准确度进行透彻分析 ,设计的闭环转子磁链观测器结构简单 ,综合了电流模型和电压模型开环转子磁链观测器最好的特性     

新型速度自适应磁链观测器在直接转矩控制中的应用

将一种全阶磁链闭环观测器应用于直接转矩控制系统中,取代了传统的纯积分器,经过仿直分析得知8该磁链观测器对定子磁链的观测精度高,对于电机参数的鲁棒性较好,在电机低速运行时仍能实现对定子磁链准确的规则。在此基础上根据Popov超稳定性理论,成功地设计出2种电机转速的自适应辨识方案,并进行了对比仿真和实验研究,结果表明第1种自适应方案的收敛速度快,动态性能更好,但是2种方案的稳态性能差别不大。本系统以1.1kW异步机为控制对象,并采用数字信号处理器DSP（TMS320C32）进行了数字化实现。     

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。     

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Luenberger观测器的无速度传感器DTC系统

为了提高定子磁链的观测精度,本文将Luenberger观测器用于直接转矩控制系统中以观测磁链;在此基础上,依据Lyapunov理论构造了速度自适应观测器.仿真和实验结果表明:Luenberger观测器提高定子磁链的观测精度,速度自适应观测器可以提高速度的观测精度,从而改善系统在较低转速下的动态性能.     

混合永磁游标电机磁链观测器设计与协调控制方法

为了改善传统永磁顶驱钻井系统体积大、能耗高等问题,在顶驱钻井系统中引入混合永磁游标电机(hybrid permanent magnet vernier machine,HPMVM)构成新型直驱式顶驱系统。文章针对该电机磁链观测与驱动协调控制展开研究。首先,在两相旋转坐标下实现了永磁磁链的解耦,设计了一种超螺旋(Super Twisting Algorithm,STA)滑模永磁磁链观测器,实现了永磁磁链的准确观测。然后,建立不同速度区间与低矫顽力永磁体充/去磁状态的映射关系,提出了结合分区控制的最优转矩控制策略。在低速区内,饱和磁化状态使电机获得最优转矩;高速区内为了减少电机连续调节永磁体磁化状态带来的励磁损耗,采用分段调磁控制,并在定子电压、电流限制下,构建Lagrange辅助函数,通过对该函数求取极值获得最优转矩。最后,通过与传统弱磁控制进行仿真对比分析,表明STA滑模磁链观测器能够快速且准确辨识永磁磁链,并在全速域内实现最大转矩的输出,且降低了电机的铜耗,从而提高了整个电机系统的效率。     

直线电机无速度传感器的矢量控制

本文介绍了一种直线电机无速度传感器矢量控制实现方案。该方案吸取传统的电流和电压磁链观测方法的优点,采用改进的磁链观测方法,在电机低速和高速运行时都能准确地观测磁链,从而估算出电机速度,实现无速度传感器的矢量控制。试验表明,它在低速和高速段都其有较好的性能。     

自抗扰控制器在同步电机调速系统中的应用

针对同步电机磁场定向控制系统受负载扰动、电机参数变化影响问题,将自抗扰控制器(ADRC)应用于调速系统中.为解决传统磁链观测器存在的直流偏置和依赖电机参数的问题,提出了基于ADRC的磁链观测器.仿真结果表明:ADRC对负载扰动和参数变化具有较强的鲁棒性,并且响应速度快、超调小,具有优良的稳态和动态性能;改进后的磁链观测器能有效抑制直流偏置和参数变化带来的影响,提高磁链的观测精度.     

改进型ADRC的感应电机定子磁场定向矢量控制

针对感应电机定子磁场定向时,定子磁链和定子q轴电流没有完全解耦这一问题,提出改进型自抗扰控制器(active disturbance rejection controller,ADRC)的定子磁场控制方法。建立关于定子磁链和定子电流的状态空间表达式。利用线性跟踪微分器对目标定子磁链安排过渡过程,从而改善闭环控制中“快”与“准”的矛盾。建立并联型线性扩张状态观测器替代线性扩张状态观测器对实际磁链与q轴电流耦合部分进行观测。在目标磁链闭环控制环节对观测的耦合部分实施补偿,并对系统稳定性进行分析。仿真试验对比该方法与传统ADRC和解耦器控制方法时定子磁链的稳定性和电机转速响应情况。结果表明：该方法简化了矢量控制系统结构,提高了定子磁链控制的稳定性,确保电机运行过程有良好的动态响应特性和鲁棒性。     

有限冲击响应数字滤波器在异步电机定子磁链观测中的应用

异步电机直接转矩控制中,通常由定子电压积分模型法得到定子磁链,由于观测值中直流和低频分量的存在,低速时无法精确获得定子磁链,从而恶化了系统的低速性能.该文将有限冲击响应数字滤波器与电压积分模型法相结合,提出了一种新的定子磁链观测器电压积分+有限冲击响应数字滤波器(UI&FDF), 通过实验比较了该观测器与传统观测器、基于Chebyshev滤波的磁链观测器的效果.实验结果表明,该方法可以在异步电机运行各频率范围内实现较为精确的定子磁链观测,将此观测值用于直接转矩控制,可以改善电机的低速性能.     

一种改进自适应永磁同步电机永磁磁链观测算法

为了提高永磁同步电机永磁磁链观测器的观测性能,提出了一种基于双重自适应无迹卡尔曼滤波的永磁磁链观测算法。由于无迹卡尔曼滤波在鲁棒性方面存在缺陷,为了对观测性能有所改进,算法从观测干扰、状态噪声两方面对算法进行优化,即利用缩小因子,对状态噪声进行缩小;利用自适应矩阵,削弱观测误差,减小观侧干扰对系统的影响。对比改进算法与传统算法的观测磁链效果,在受到外部干扰时,改进算法在观测磁链波动幅度方面比传统观测器更小、在稳定时间方面比传统观测器更少。但在加入改进自适应算法后,会导致计算量增加,所以在采样算法上采用最小斜度采样进行优化。通过对采样算法进行优化,使单次算法运算时间缩短20.56%,增强磁链观测器观测实时性。     

基于MRAS的IPMSM速度自适应全阶状态观测器的设计

为提高内嵌式永磁同步电动机(IPMSM)在无速度传感器情况下的动态调速性能,选取转子坐标系下的定子电流、定子磁链作为状态变量,定子电压和电流分别作为输入和输出量设计出线性缓变的全阶状态观测器,并从观测器稳定性分析出发构造速度自适应律,通过自适应律输出更新全阶状态观测器的缓变值——转速,完成基于参考模型自适应(MRAS)的全阶线性缓变速度自适应状态观测器设计方案。利用该方案输出的磁链和转速值结合IPMSM直接转矩控制(DTC)系统进行仿真实验,结果表明:所设计的基于MRAS的IPMSM速度自适应状态观测器转速和转子位置跟随性能良好,具有良好的动稳态特性。     

异步电机矢量控制系统的仿真实验研究

为提高异步电机矢量控制系统中磁链观测精度,改善电机调速性能,在对各类基本磁链观测器的工作原理进行分析的基础上,基于Simulink仿真工具建立了相应的仿真模型;通过比对仿真实验结果,提出了一种改进型磁链观测器,并利用仿真运行结果分析了新型观测模型在提高电机动态控制性能方面的优势。仿真结果表明,在课程教学中引入仿真实验有助于拓展现有教学内容,加深学生对关键知识点的理解与掌握,提升专业课程的教学质量。