基于滑模-自適應(yīng)復(fù)合觀測器的電動車輛異步驅(qū)動系統(tǒng)無速度傳感器矢量控制算法研究.pdf

1、在能源危機(jī)和環(huán)境污染日益嚴(yán)重的背景下，電動車輛作為一種高效、節(jié)能、環(huán)保的新型交通工具，越來越為人們所重視，學(xué)界對電動車輛的研究也逐漸深入。電機(jī)是電動車輛動力機(jī)構(gòu)的重要組成部分，電機(jī)及其控制系統(tǒng)的性能，對整車的運行性能起著確定性的作用。異步電機(jī)以其簡單可靠的結(jié)構(gòu)、低廉的制造和維護(hù)成本、較寬的調(diào)速范圍，在電動車輛驅(qū)動電機(jī)市場占據(jù)著主導(dǎo)地位。而矢量控制技術(shù)使得異步電機(jī)獲得與直流電機(jī)相媲美的運行性能，矢量控制異步驅(qū)動系統(tǒng)依然是目前所廣為采用的主

2、流調(diào)速方案。
　　出于對運行性能和技術(shù)難度的考慮，當(dāng)前多數(shù)電動車輛都安裝有用于檢測電機(jī)轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)變壓器。盡管如此，無速度傳感器控制技術(shù)依然是電動車輛變流驅(qū)動系統(tǒng)重要的技術(shù)需求之一。一方面，無速度傳感器控制可以作為速度檢測異常時的備用方案，增加系統(tǒng)的冗余性以提升整車運行的可靠性;另一方面，隨著無速度傳感器性能的提升，有望徹底避免旋變的安裝，提升驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性，并降低控制器成本。
　　本文圍繞著異步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制技術(shù)

3、展開研究。首先從基本原理出發(fā)，對直接磁場定向和間接磁場定向兩種典型矢量控制方案進(jìn)行討論，分析了直接磁場定向矢量控制系統(tǒng)性能對轉(zhuǎn)子磁鏈獲得的依賴性和間接磁場定向?qū)D(zhuǎn)子時間常數(shù)的參數(shù)敏感性。其次，針對目前應(yīng)用較多的直接計算法、模型參考自適應(yīng)法、滑模觀測器法以及自適應(yīng)觀測器法等無速度傳感器方案的優(yōu)缺點和適用范圍進(jìn)行了討論。在實際應(yīng)用中，通常將多種方法結(jié)合起來使用，以達(dá)到更好的效果。最后，本文提出了一種基于滑?！赃m應(yīng)復(fù)合觀測器的異步電機(jī)無速度

4、傳感器矢量控制算法。通過定義一中間電流變量對異步電機(jī)Γ型等效電路進(jìn)行簡化，并以該中間變量為狀態(tài)量，設(shè)計了滑模觀測器(SMO)，依據(jù)異步電機(jī)磁鏈電流方程，獲得了SMO等效控制量的狀態(tài)方程，并以此為可調(diào)模型，以SMO實際等效控制量為參考模型，設(shè)計完成了模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)(MRAS)實現(xiàn)對異步電機(jī)轉(zhuǎn)速的觀測。同時，將等效控制量直接計算獲取的轉(zhuǎn)速通過前饋運算融合到MRAS的轉(zhuǎn)速自適應(yīng)律中，既提升了MRAS收斂速度和動態(tài)性能，又克服了直接計算法參