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感应电机直接转矩控制系统的滑模观测器设计

2015-06-10张兴华朱鹏程李磊

电气传动 2015年7期

张兴华,朱鹏程,李磊

(1.南京工业大学自动化与电气工程学院,江苏南京211816;2.泰州市华源电机有限公司,江苏泰州225500)

近年来,基于变结构控制的滑模观测器被引入到感应电机驱动控制系统[1],由于其对电机参数变化和负载扰动不敏感、动态响应快和实现结构简单等优点,成为电机驱动控制研究的热点,与此相关的研究工作不断取得新进展[2-6]。其中文献[1]提出了一种滑模电流观测器来估计磁链、速度和转子时间常数,有效地克服了间接磁场定向控制受转子电阻变化的影响。文献[2]研究了一类无需转速自适应校正的滑模观测器,降低了观测器实现的复杂性;文献[3]提出了一种基于Popov 超稳定理论的滑模观测器设计方法,可同时实现对转速和定子电阻的自适应估计。

本文提出了一种感应电机滑模状态观测器,采用定子电流误差构成滑模函数,通过选取足够大的切换控制增益,使定子电流的估计值收敛到其实际值,从而得到定子电流和磁链估计值,电机转速则由定子电流和转子磁链估计值计算获得。通过适当选择一个Lyapunov 函数可保证观测器渐近稳定。将设计的滑模观测器与感应电机直接转矩控制相结合,提出了一种感应电机无速度传感器直接转矩控制系统的实现结构,仿真结果表明本文给出的控制方法具有优良的控制性能。

1 感应电机模型

在定子绕组两相静止参考坐标系(d-q 坐标系)中,以定子电流和转子磁链为状态变量的感……

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