无速度传感器异步电机转子磁场定向自适应鲁棒控制

摘要
图/表
参考文献
相关文章 (15)

全文: PDF (766 KB)
输出: BibTeX | EndNote (RIS)

摘要针对无速度传感器异步电机矢量控制系统, 为了提高系统对电机参数变化和转矩扰动的鲁棒性, 提出一种基于自适应观测器的鲁棒控制策略。研究了一种改进全阶自适应状态观测器设计方法, 将静止坐标系下状态观测误差系统变换到同步旋转坐标系以克服系统的复杂非线性, 通过分析单输入单输出误差系统获得了观测器稳定条件, 并采用一种增强型定子电阻自适应率以降低观测器对电机参数变化的敏感性。为了提高异步电机磁场定向控制系统的抗负载转矩扰动能力, 在分析扰动转矩对控制系统动态模型影响基础上, 提出了一种自适应扰动转矩前馈补偿控制策略。通过11kW无速度传感器异步电机矢量控制系统进行实验, 实验结果验证了所提出方法的有效性。

	服务

	把本文推荐给朋友
	加入我的书架
	加入引用管理器
	E-mail Alert
	RSS
	作者相关文章
	王高林
	杨荣峰
	于泳
	陈伟
	徐殿国

关键词 ：异步电机, 无速度传感器, 自适应控制, 全阶观测器, 扰动转矩观测器

Abstract：An adaptive robust control strategy is proposed to increase robustness of parameters variation and load disturbance for sensorless field-oriented controlled induction motor drives. Improved method of the adaptive full-order observer is presented. Observer error system is transformed to synchronous reference frame for avoiding nonlinear and complicated dynamics of the observer. Stability conditions can be achieved through the single-input and single-output error system. To improve robustness of parameter variation for the observer, stator resistance is estimated through an improved adaptive mechanism synchronously. Based on the analysis of dynamic model of field-oriented controlled induction motor considering the load disturbance, an adaptive disturbance torque feedforward controller is adopted to achieve satisfactory dynamic response. The feasibility of the proposed control strategy is verified by experimental results of speed sensorless field-oriented vector controlled 11kW induction motor drive.

Key words： Induction motor speed sensorless adaptive control full-order observer disturbance observer

收稿日期: 2009-07-03 出版日期: 2014-03-04

PACS:

TM346

基金资助:国家自然科学基金资助项目(50807041)

作者简介: 王高林男, 1978年生, 博士, 讲师, 研究方向为交流电机无速度传感器控制技术。杨荣峰男, 1979年生, 博士, 讲师, 研究方向为电力电子应用及电机控制技术。

引用本文:

王高林, 杨荣峰, 于泳, 陈伟, 徐殿国. 无速度传感器异步电机转子磁场定向自适应鲁棒控制[J]. 电工技术学报, 2010, 25(10): 73-80. Wang Gaolin, Yang Rongfeng, Yu Yong, Chen Wei, Xu Dianguo. Adaptive Robust Control for Speed Sensorless Field-Oriented Controlled Induction Motor Drives. Transactions of China Electrotechnical Society, 2010, 25(10): 73-80.

链接本文:

http://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2010/V25/I10/73

[1] Joachim Holtz. Sensorless control of induction machines-with or without signal injection[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2006, 53(1): 7-30.
[2] 李永东, 李明才. 感应电机高性能无速度传感器控制系统——回顾、现状与展望[J]. 电气传动, 2004(1): 4-10.
[3] 吕昊, 马伟明, 聂子玲, 等. 磁场定向不准对感应电动机系统性能影响的分析[J]. 电工技术学报, 2005, 20(8): 84-88.
[4] 刘和平, 邓力, 郑群英, 等. 基于矢量控制的电动轿车感应电机驱动控制器[J]. 电工技术学报, 2007, 22(11): 63-68.
[5] Kubota H. DSP-based speed adaptive flux observer of induction motor[J]. IEEE Transactions on Industry Applications, 1993, 29(2): 344-348.
[6] Yang Geng, Chin Tunghai. Adaptive-speed identification scheme for an inverter induction motor drive[J]. IEEE Transaction on Industry Electronics, 1993, 29(4): 820-825.
[7] Marko Hinkkanen, Jorma Luomi. Stabilization of regenerating-mode operation in sensorless induction motor drives by full-order flux observer design[J]. IEEE Transactions on Industry Electronics, 2004, 51(6): 1318-1328.
[8] Surapong Suwankawin, Somboon Sangwongwanich. Design strategy of an adaptive full-order observer for speed-sensorless induction-motor drives-tracking performance and stabilization[J]. IEEE Trans. on Industry Electronics, 2006, 53(1): 96-119.
[9] 张永昌, 赵争鸣, 张颖超, 等. 基于全阶观测器的三电平逆变器异步电机无速度传感器矢量控制系统[J]. 电工技术学报, 2008, 23(11): 34-40.
[10] 黄志武, 桂卫华, 年晓红, 等. 一种新型的基于观测器的无速度传感器感应电动机定子电阻辨识方案[J]. 电工技术学报, 2006, 21(12): 13-20.
[11] Makoto Iwasaki, Nobuyuki Matsui. Robust speed control of IM with torque feedforward control[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 1993, 40(6): 553-560.
[12] 赵德宗, 张承进, 郝兰英. 一种无速度传感器感应电机鲁棒滑模控制策略[J]. 中国电机工程学报, 2006, 26(22): 122-127.
[13] 王耀南, 陈维. 无速度传感器的感应电机神经网络鲁棒自适应控制[J]. 中国电机工程学报, 2008, 28(33): 92-98.
[14] 谢树林, 李华德, 郝智红, 等. 自抗扰控制器解决变频调速系统参数鲁棒性问题[J]. 电工技术学报, 2005, 20(9): 61-65.
[15] 夏德钤, 翁贻方. 自动控制理论[M]. 北京: 机械工业出版社, 2008.