感應(yīng)電機全階磁鏈觀測器和轉(zhuǎn)速估算方法研究.pdf

1、磁鏈觀測器與轉(zhuǎn)速估算的理論與方法以及實現(xiàn)中關(guān)鍵技術(shù)的研究與探討一直是感應(yīng)電機無速度傳感器控制技術(shù)的熱點問題，受到工程界高度關(guān)注。作者在查閱大量中外文獻和前人研究工作的基礎(chǔ)上，圍繞感應(yīng)電機磁鏈觀測及轉(zhuǎn)速估算問題，以全階磁鏈觀測器和基于全階磁鏈觀測器的轉(zhuǎn)速估算方法為主要內(nèi)容進行了比較深入的研究。
　　 論文較全面地綜述了無速度傳感器控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，重點闡述了基于全階磁鏈觀測器的轉(zhuǎn)速估算方法的若干關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀。在感應(yīng)電機狀態(tài)

2、空間模型基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了電機極點的解析表達式，分析了電機極點軌跡與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的關(guān)系；
　　 在全階觀測器理論基礎(chǔ)上建立了感應(yīng)電機的全階磁鏈觀測器模型，闡述了基于全階磁鏈觀測器的模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估算方法。
　　 全階磁鏈觀測器的離散化設(shè)計是其數(shù)字化實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，而離散全階磁鏈觀測器的觀測精度和穩(wěn)定性是關(guān)系磁鏈觀測器設(shè)計成敗的關(guān)鍵問題。本文建立了基于前向歐拉法和梯形法的兩種離散全階磁鏈觀測器模型，采用矩陣2-范數(shù)分析了兩種離

3、散模型的精確解與近似解之間的誤差，提出一種不同速段下分段離散化策略。對離散全階磁鏈觀測器進行穩(wěn)定性分析，提出保證離散觀測器穩(wěn)定的極點配置約束條件；針對高速區(qū)域的穩(wěn)定性，研究了現(xiàn)有極點配置方法的局限性，提出了一種反饋矩陣設(shè)計方法，給出了反饋矩陣設(shè)計模型。
　　 磁鏈觀測的準(zhǔn)確性與電機參數(shù)密切相關(guān)，本文分別對基于電壓模型、基于電流模型以及全階的轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器對電機參數(shù)的敏感性進行了研究。通過采用估算磁鏈?zhǔn)噶颗c實際磁鏈?zhǔn)噶康谋戎岛瘮?shù)作

4、為評價依據(jù)，在頻域內(nèi)采用理論分析和圖解相結(jié)合的方法，對比了各種磁鏈觀測器的性能，給出了反映電機參數(shù)敏感性的比值函數(shù)的頻率特性和對比結(jié)果一覽表。
　　 分析了基于全階磁鏈觀測器的轉(zhuǎn)速估算系統(tǒng)的全局穩(wěn)定性，分別采用波波夫超穩(wěn)定性理論和李雅普諾夫穩(wěn)定理論推導(dǎo)了轉(zhuǎn)速自適應(yīng)律，并給出了保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的假設(shè)條件。分析了系統(tǒng)低速不穩(wěn)定原因，給出保證系統(tǒng)全局穩(wěn)定的約束條件和反饋矩陣設(shè)計準(zhǔn)則。
　　 基于全階磁鏈觀測器的自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估算系統(tǒng)

5、性能取決于反饋矩陣設(shè)計和PI 自適應(yīng)律參數(shù)的優(yōu)化。分析了自適應(yīng)律參數(shù)與轉(zhuǎn)速估算系統(tǒng)性能之間的關(guān)系，基于頻域法給出了自適應(yīng)律參數(shù)的選擇原則，結(jié)合遺傳算法在參數(shù)尋優(yōu)方面的優(yōu)勢，對自適應(yīng)律PI 參數(shù)的自尋優(yōu)方法進行了研究，提出了一種預(yù)設(shè)定遺傳算法的自適應(yīng)律參數(shù)離線優(yōu)化方法。
　　 作者搭建了基于Saber的仿真平臺，對本文提出的算法進行了大量仿真試驗，驗證了算法的可行性及有效性，并以TMS320F2407控制器為核心，建立了基于轉(zhuǎn)子磁