無速度傳感器高性能感應(yīng)電機速度控制研究.pdf

1、由于感應(yīng)電機模型的多變量、非線性、強耦合特點，電機參數(shù)隨溫度變化等復(fù)雜現(xiàn)象，電機驅(qū)動系統(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，人們對感應(yīng)電機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。然而在實際的應(yīng)用中，電機參數(shù)的變化會極大地影響控制器性能，且感應(yīng)電機的速度一般是由電機轉(zhuǎn)速測量裝置測量得到，速度傳感器成了進一步提高系統(tǒng)性能的瓶頸。因此，在電機驅(qū)動系

2、統(tǒng)中，如何提高系統(tǒng)的魯棒性實現(xiàn)高性能控制，以及如何實現(xiàn)無速度傳感器感應(yīng)電機控制引起了國內(nèi)外的關(guān)注。 本文將在改善控制系統(tǒng)性能和實現(xiàn)無速度傳感器交流調(diào)速方面進行研究和探討。首先給出了一些必要的背景知識來說明矢量控制和滑?？刂频幕竟ぷ髟?，以及感應(yīng)電機的數(shù)學(xué)模型；然后依次探討了： (1)基于反饋線性化的感應(yīng)電機無速度傳感器變結(jié)構(gòu)滑模控制：在該控制策略中，提出了一種基于微分幾何和反饋線性化的無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)計參數(shù)來調(diào)節(jié)；另外，基于電機模型的簡單的觀測器被提出用于轉(zhuǎn)子磁通、轉(zhuǎn)子速度和負載轉(zhuǎn)矩的估計。通過仿真試驗證明該控制策略具有快速的響應(yīng)時間和好的跟蹤性能；速度與磁通之間的完全解耦；對參數(shù)不確定的魯棒性；并且磁通和速度觀測系統(tǒng)也顯示了其有效性，從而消除了速度傳感器帶來的麻煩。 (2)基于矢量控制的無速度傳感器感應(yīng)電機滑模速度控制器：利用變結(jié)構(gòu)滑?？刂撇呗耘c間接磁場定向控制技術(shù)相結(jié)

4、合來設(shè)計速度控制器；同時，把矢量控制下的穩(wěn)態(tài)關(guān)系應(yīng)用到觀測器系統(tǒng)中估計轉(zhuǎn)子速度。通過仿真試驗證明，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。而觀測器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)速估計準(zhǔn)確。 (3)基于電流估計的無速度傳感器感應(yīng)電機控制：利用一個電流模型對電機的定子電流進行估計；被控的定子電壓同時應(yīng)用在電流模型和感應(yīng)電機模型中，使電流模型輸出的定子電流與電機模型輸出的定子電流之差趨于零，來控制電機的轉(zhuǎn)速；并根據(jù)本章提出的控制算法的