感應(yīng)電機(jī)全階磁鏈觀測(cè)器和轉(zhuǎn)速估算方法研究.pdf

1、磁鏈觀測(cè)器與轉(zhuǎn)速估算的理論與方法以及實(shí)現(xiàn)中關(guān)鍵技術(shù)的研究與探討一直是感應(yīng)電機(jī)無速度傳感器控制技術(shù)的熱點(diǎn)問題，受到工程界高度關(guān)注。作者在查閱大量中外文獻(xiàn)和前人研究工作的基礎(chǔ)上，圍繞感應(yīng)電機(jī)磁鏈觀測(cè)及轉(zhuǎn)速估算問題，以全階磁鏈觀測(cè)器和基于全階磁鏈觀測(cè)器的轉(zhuǎn)速估算方法為主要內(nèi)容進(jìn)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(diǎn)闡述了基于全階磁鏈觀測(cè)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(jī)狀態(tài)

2、空間模型基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了電機(jī)極點(diǎn)的解析表達(dá)式，分析了電機(jī)極點(diǎn)軌跡與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的關(guān)系；
　　 在全階觀測(cè)器理論基礎(chǔ)上建立了感應(yīng)電機(jī)的全階磁鏈觀測(cè)器模型，闡述了基于全階磁鏈觀測(cè)器的模型參考自適應(yīng)轉(zhuǎn)速估算方法。
　　 全階磁鏈觀測(cè)器的離散化設(shè)計(jì)是其數(shù)字化實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，而離散全階磁鏈觀測(cè)器的觀測(cè)精度和穩(wěn)定性是關(guān)系磁鏈觀測(cè)器設(shè)計(jì)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(cè)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(duì)離散全階磁鏈觀測(cè)器進(jìn)行穩(wěn)定性分析，提出保證離散觀測(cè)器穩(wěn)定的極點(diǎn)配置約束條件；針對(duì)高速區(qū)域的穩(wěn)定性，研究了現(xiàn)有極點(diǎn)配置方法的局限性，提出了一種反饋矩陣設(shè)計(jì)方法，給出了反饋矩陣設(shè)計(jì)模型。
　　 磁鏈觀測(cè)的準(zhǔn)確性與電機(jī)參數(shù)密切相關(guān)，本文分別對(duì)基于電壓模型、基于電流模型以及全階的轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器對(duì)電機(jī)參數(shù)的敏感性進(jìn)行了研究。通過采用估算磁鏈?zhǔn)噶颗c實(shí)際磁鏈?zhǔn)噶康谋戎岛瘮?shù)作

4、為評(píng)價(jià)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(duì)比了各種磁鏈觀測(cè)器的性能，給出了反映電機(jī)參數(shù)敏感性的比值函數(shù)的頻率特性和對(duì)比結(jié)果一覽表。
　　 分析了基于全階磁鏈觀測(cè)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(jì)準(zhǔn)則。
　　 基于全階磁鏈觀測(cè)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(jì)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(shì)，對(duì)自適應(yīng)律PI 參數(shù)的自尋優(yōu)方法進(jìn)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(tái)，對(duì)本文提出的算法進(jìn)行了大量仿真試驗(yàn)，驗(yàn)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