©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第卷第期洲年月中国电机工程学报。文章编号一一一中图分类号文献标识码学科分类号·改进一法异步电机转子磁链估计器张春朋,林飞,陈寿孙清华大学电机工程与应用电子技术系,北京·一,呵,一叩,,,面,〕,一七,,一刀一扭晚一免摘要在磁场定向控制的异步电机驱动系统中,精确的磁链估计是提高系统性能的关键。然而,参数摄动和量测噪声会导致估计器性能的下降。为了减小估计误差,必须抑制这些不确定因素对估计器的影响。在基于跟踪一微分器的电流定向的坐标系中,提出了定子电阻辨识和稳态磁链估计的新方法,该方法本身完全独立于电阻和转速。利用其结果,提出了改进一法磁链估计器。该估计器在适应定子电阻和抑止噪声积累方面优于一法。仿真表明该估计器具有很高的精度和良好的抗扰性。关键词磁链估计定子电阻辨识电流定向跟踪一微分器异步电机,引言异步电机传动系统的应用日益广泛,而且很多工业场合如电动汽车采用转子磁场定向的控制方式。获得精确的转子磁链是实现高性能控制的关键,而电机参数摄动和量测噪声等不确定性因素会恶化磁链估计器的性能。因此,抑制扰动、提高磁链估计精度是一个极具实际意义的问题。最近十年,转子磁链估计一直是研究的热点,主要的方法包括基于电机模型的方法一、信号分析的方法及现代控制理论的方法,等等。信号分析的方法往往依赖于电机本身的结构特点,因此通用性较差。现代控制理论,如扩张滤波器、模型参考自适应方法、稳定性原理等,在转子磁链观测中得到一定的应用,但往往难以兼顾误差收敛速度和参数敏感性两个方面,同时还要面临计算开销过大的问题。基于电机模型的方法主要包括一法、一。法和一仍法。一法不涉及转速和转子时间常数,具有较好的鲁棒性,因此得到了广泛的应用。一法的主要不足在于对定子电阻的摄动比较敏感和易发生积分漂移。近年来,国内外学者致力于积分环节改进和定子电阻辨识的研究,取得了宝贵的经验。本文提出了一种改进一法的转子磁链估计器。首先在基于跟踪一微分器的电流定向的坐标系中进行稳态转子磁链估计和定子电阻辨识,在此基础上,改进经典的一法估计器。改进一法可以抑制定子电阻摄动、量测噪声积累以及电机剩磁等不确定因素对转子磁链估计精度的影响。此外,本文中假定磁路为线性且电感参数为已知常数。电流定向和跟踪一微分器电流定向异步电机控制中,常用的坐标系有静止任刀坐标系的和磁场定向的坐标系。本文提出一种电流定向的新坐标系,它在稳态磁链估计和定子电阻辨识方面具有独特的优点。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第期张春朋等改进一法异步电机转子磁链估计器异步电机定子电流在空间合成矢量,其旋转速度为以,在,夕坐标系中投影为卿定义图所示的“一坐标系”,其轴与同方向,并落后轴,且坐标系的旋转速度等于以。本文中以下标、来区分各矢量在、轴上的投影。的快速控制最优函数为“二,为,,,其中,为非线性函数其定义详见文,则离散系统,一凡‘生‘噢‘,,、凡凡又找产凡一吸,凡,,称作信号的“跟踪一微分器”,其输出戈为的微分,。例图给出了信号兀和夕兀的微分结果,其中为噪声。显然,利用得到了高品质的的微分,而纯微分器放大了中的噪声,淹没了有效信号。图电流定向的卜坐标系·一坐标系与刀坐标系间电流的变换关系为、‘广又一以丫卜‘厂了一片,夕火夕尸,及其纯微分结果,一,,及其纯微分结果压电、、声式中“换矩阵一。,一只乓一乓乓和磁链也具有同样的变换关系。因轴定向于电流矢量毛,故有,,。若令叮一纵,口,几之即,则异步电机电磁子系统的数学模型可写成妙、‘卜匕州酬少卜‘厂沙率为公产、屯之尸帆,一,然码一僻然‘纵碑一州娇一码一僻怖入乓心,‘然,僻件一乓,,乓几几几万‘然一僻娇,一石几码,乌及其跟踪微分结果图纯微分器和求得的微分信号山稳态转子磁链估计和定子电阻辨识除特别说明外,本节的符号均基于一坐标系。基于式,消去僻和,可得到、少、少了、了、式中和为定子电压奸和热为转子磁链、为定转子电阻、为定转子电感乙卿为转子时间常数几为定转子互感僻...
