基于观测器的无速度传感器感应电机直接转矩控制系统的速度辨识

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1、摘要感应电机直接转矩控制系统以其思路新颖、控制方案简单及性能优越等特点受到人们的普遍重视。论文根据直接转矩控制的原理构建了直接转矩控制仿真模型，对直接转矩控制系统的性能及其存在的问题进行了仿真研究。无速度传感器转速估算是现代交流传动研究中的一个重要方向，自适应观测器是无速度传感器技术中最常用的方法。速度自适应观测器包括状态变量观测器和速度自适应环，观测器的增益和速度自适应律决定了观测器的性能。观测器增益的选取通常采用极点配置的方式，并忽略速度自适应环的影响。论文深入分析了基于极点配置方法的自适应观测器存在不稳定区域的问题，指出基于极点配置方法的观测器不稳定的根本原

2、因在于系统没有满足Lyapunov稳定性定理。针对采用极点配置方法的自适应观测器存在的问题，论文提出了一种能在全速范围稳定工作的自适应速度观测器。依据Lyaptmov稳定性理论选取观测器的矩阵增益G和速度自适应律。在定义Lyapunov函数时，引入正定对称矩阵变量P将Lyapunov不等式转化为线性矩阵不等式(LinearMatrixInequalities，LMI)问题，并利用Matlab中LMI工具箱求解得到使观测器稳定的增益矩阵G和矩阵P。从而确保自适应速度观测器的Lyapunov不等式在全速范围内都成立，克服了传统观测器存在不稳定区域和速度辨识不准确的缺点

3、。在Matlab6．5／Simulink环境下，对论文中提出的方案进行了仿真，仿真结果证明论文提出的速度自适应观测器能实现调速系统全速范围稳定。关键词感应电机，直接转矩控制，无速度传感器，自适应观测器ABSTRACTDirecttorquecontrol(DTC)systemofinductionmotorshasgotwideattentionwithadvantagessuch舔novelthoughts．simplecontrolschemeandexcellentperformance．BasedontheDTCtheory,asimulationmode

4、lofDTCsystemisbuilt,andthenthecharacteristicsofDTCsystemandtheexistingproblemsaredetailedlyanalyzed．ThespeedestimationwithoutspeedsellsorisanimportanttrendofmodernACdrive，andthespeed-adaptiveobserveristhemostcommonlyusedmethodinthespeedsensoflesstechnology．111espeed-adaptiveobserverco

5、nsistsofastate-variableobserveraugmentedwithaspeed-adaptationloop．Theobservergainandthespeed-adaptationlawdeterminethepropertiesoftheobserver．Theobservergainisusuallyselectedbyusingpoleplacementandignoringtheeffectofthespeed-adaptationloop．AfterstudyingtheexistenceofunstableregiOIlSof

6、observerusingthepole-placementtechniqueindepth,itisknownthatthereasonwhichcausesinstabilityproblemsofobserverbasedonpole-placementtechniqueisthesystemcan’tsatisfyLyapunovtheoremofstability．Withrespecttotheproblemoftheadaptiveobserverusingpole-placementtechnique，theadaptiveobserverthat

7、canenhancethesystemoverallstabilityinfullspeedrangeisproposed．ThegainmatrixGoftheobserverandthespeed—adaptationlawareobtainedaccordingtotheLyapunovstabilitytheory．Ⅵ／"hendefiningtheLyapunovfunction，apositivedefimteandsymmetricalmatrixvariablePisintroducedtotransformtheLyapunovinequalit

8、yinto