基于全阶观测器的异步电机无速度传感器矢量控制研究

摘要

矢量控制正日益广泛应用于交流电机控制。其中无速度传感器控制,因其可以提高系统可靠性、降低成本,逐渐成为近些年来的研究热点。本文重点关注基于全阶状态观测器的无速度传感器矢量控制方法。涉及多项关键技术,本文就其中的磁链观测、转速估算及参数辨识进行讨论研究。
　　 首先建立有速度传感器矢量控制的仿真和实验平台,为无速度传感器控制的研究奠定基础。然后利用全阶状态观测器的方法实现磁链观测和转速估算:以电机本体作为参考模型,全阶观测器作为可调模型,基于模型参考自适应理论,可以实现电机转速的辨识,进而实现无速度传感器控制。
　　 在实际数字控制实现时,离散化是一个必不可少的步骤。本文分析了常用的欧拉法和双线性法的优缺点,在开关频率较高时,采用了一种改进的离散方法,对其中两维状态向量采用欧拉法,另外两维向量采用双线性法；开关频率较低时,采用双线性法进行离散。两种情况下都取得了良好的实验效果。文中还详细讨论了全阶观测器中,各参数变化对磁链观测结果的影响。通过离线和在线参数辨识技术,可以得到可靠的电机参数值。本文主要关注前者,整理了一套较为实用的离线参数自整定方法。基于以上各项技术研究,利用全阶状态观测器的方法,在较宽的转速范围内,实现了无速度传感器矢量控制。