运用当下遏制原则的共轨电机向量遏制技艺
参数辨识原理运用模型参考自适应系统理论(
MRAS),可以实现电机参数在线辨识。
为
MRAS 方框图。矢量控制通常是利用电流模型来实现的,而电压模型常作为自适应系统
的参考模型,矢量控制的电机作为一个可调节子系统,由此构成典型的模型参考自适应系
统。在这个典型系统中,电机
电阻可以进行辨识。应该注意到,在该系统中,由于电压
中定子电阻也会随环境温度变化而变化。尤其是在低速运行时,定子电阻的变化将会
严重影响自适应系统系统的稳定性以及辨识的准确性。由此引入一新课题,即如何实现对定
转子电阻的同时辨识。本文将介绍一种估计磁链的自适应观测器,实现对定转子电阻的同时
辨识。
模 型 参 考 自 适 应 系 统 原 理 图 全 状 态 观 测 器 的 状 态 方 程 如 下 :
pisd=vsdLs-
(
rsLs+M2rLsLr ) isq+isq+MrLsLrrd+g1 ( isd-isd ) -g2 ( isq-isq ) ( 5 ) pisq=vsqLs-isd-
(
rsLs+M2rLsLr)isq-MrLsLrrd+g2(isd-isd)+g1(isq-isq)(6)prd=rMisd-rrd+g3(isd-
isd)-g4(isq-isq)(7)=r+rMirq/rd+g4(isd-isd)/rd+g3(irq-irq)/rd(8)利用李雅谱诺
夫函数可推导出定转子电阻参数辨识算法。此算法由下列方程给出,即自适应观测器(
d-q
轴系)
prs=1<(isd-isd)isd+(isq-isq)isq>(9)prr=2<(isd-isd)(isd-rd/M)+(isq-
isq)isq>(10)所示为在旋转坐标系下的自适应观测器。由图可知,通过观测器可获得转子
磁链角频率、幅值以及定子电流估计值。所示为
d-q 轴系下异步电机矢量控制系统原理图。
无速度传感器矢量控制原理在无速度传感器矢量控制系统中,由于转子角速度不能直
接测量,我们只有从电机数学模型出发,利用电机可测参数(如定子电压与电流),建立
速度观测器,推算出转子角速度,从而获得矢量变换中最重要的参数
――转子磁链位置角。
日本学者
Tsuji 提出了一种基于观测器理论的速度估算方法,速度推算用的是转子磁链 q 轴
分量而不是定子电流
q 轴分量。这种方法的优点在于引入了电流模型中的磁链参数,并避免
了初始值和纯积分器漂移带来的诸多问题。下面将给出这种速度观测器的数学模型:
prd=LrMvsd-LrM ( rs+Lsp ) isd+LrLsMisq+rq+ ( rd-rd ) ( 11 ) prq=LrMvrq-
LrM(rs+Lsp)isq-LrLsMisd-rd+(rq-rq)(12)基于观测器的矢量控制系统(d-q 轴系)式
中,为观测器增益。
“”表示计算机指令值。
在电流模型中,转子磁链指令值
q 轴分量等于零。式(15)即为速度推算公式。由式
(
16)可得到转子磁链位置角。下面给出无速度传感器的异步电机矢量控制系统结构框,如
所示。