無(wú)速度傳感器高性能感應(yīng)電機(jī)速度控制研究.pdf

1、由于感應(yīng)電機(jī)模型的多變量、非線性、強(qiáng)耦合特點(diǎn)，電機(jī)參數(shù)隨溫度變化等復(fù)雜現(xiàn)象，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的一些速度控制方法難以獲得預(yù)期效果。為了提高控制性能，人們對(duì)感應(yīng)電機(jī)速度控制做了大量的研究，并提出了很多有效的速度控制方法。同時(shí)為了得到高性能的轉(zhuǎn)速控制，采用速度閉環(huán)控制是必不可少的。然而在實(shí)際的應(yīng)用中，電機(jī)參數(shù)的變化會(huì)極大地影響控制器性能，且感應(yīng)電機(jī)的速度一般是由電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置測(cè)量得到，速度傳感器成了進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能的瓶頸。因此，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系

2、統(tǒng)中，如何提高系統(tǒng)的魯棒性實(shí)現(xiàn)高性能控制，以及如何實(shí)現(xiàn)無(wú)速度傳感器感應(yīng)電機(jī)控制引起了國(guó)內(nèi)外的關(guān)注。 本文將在改善控制系統(tǒng)性能和實(shí)現(xiàn)無(wú)速度傳感器交流調(diào)速方面進(jìn)行研究和探討。首先給出了一些必要的背景知識(shí)來(lái)說(shuō)明矢量控制和滑?？刂频幕竟ぷ髟?，以及感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型；然后依次探討了： (1)基于反饋線性化的感應(yīng)電機(jī)無(wú)速度傳感器變結(jié)構(gòu)滑?？刂疲涸谠摽刂撇呗灾?，提出了一種基于微分幾何和反饋線性化的無(wú)速度傳感器非線性滑?？刂破?；轉(zhuǎn)子

3、速度和轉(zhuǎn)子磁通的瞬態(tài)性能通過選擇線性參考模型的設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)；另外，基于電機(jī)模型的簡(jiǎn)單的觀測(cè)器被提出用于轉(zhuǎn)子磁通、轉(zhuǎn)子速度和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的估計(jì)。通過仿真試驗(yàn)證明該控制策略具有快速的響應(yīng)時(shí)間和好的跟蹤性能；速度與磁通之間的完全解耦；對(duì)參數(shù)不確定的魯棒性；并且磁通和速度觀測(cè)系統(tǒng)也顯示了其有效性，從而消除了速度傳感器帶來(lái)的麻煩。 (2)基于矢量控制的無(wú)速度傳感器感應(yīng)電機(jī)滑模速度控制器：利用變結(jié)構(gòu)滑?？刂撇呗耘c間接磁場(chǎng)定向控制技術(shù)相結(jié)

4、合來(lái)設(shè)計(jì)速度控制器；同時(shí)，把矢量控制下的穩(wěn)態(tài)關(guān)系應(yīng)用到觀測(cè)器系統(tǒng)中估計(jì)轉(zhuǎn)子速度。通過仿真試驗(yàn)證明，該控制算法響應(yīng)速度快，跟蹤性能好，且具有很好的魯棒性。而觀測(cè)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)速估計(jì)準(zhǔn)確。 (3)基于電流估計(jì)的無(wú)速度傳感器感應(yīng)電機(jī)控制：利用一個(gè)電流模型對(duì)電機(jī)的定子電流進(jìn)行估計(jì)；被控的定子電壓同時(shí)應(yīng)用在電流模型和感應(yīng)電機(jī)模型中，使電流模型輸出的定子電流與電機(jī)模型輸出的定子電流之差趨于零，來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速；并根據(jù)本章提出的控制算法的