【2008】新型异步电机无速度传感器控制方法

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1、万方数据第28卷第3期962008年1月中国电机工程学报PmceedingsoftIleCSEEVr01．28No．3Jan．2008@2008Chin．Soc．fDrElec．Eng文章编号：0258．8013(2008)03．0096．06中图分类号：TM343文献标识码：A学科分类号：470·40新型异步电机无速度传感器控制方法王坚，年晓红，桂卫华，曹霄(中南大学信息科学与工程学院，湖南省长沙市410083)ANewSpeedSensorlessControlMethodofAsynchron伽sMotorWANGJian，MANXiao-hong，GUIWbi．hua，CAOXiao

2、(SchoolofInfomationScienceaJldEnginee曲g，CentralSoutllUniVersity，Changsha410083，HunanProvince，C王lina)ABSTRACT．ForinstabilityprobleminlowspeedgeneratingmcHdeofgeneralspeedidentificationmetllodbasedonspeedadaptivenuxobsenrer’tllispaperpresemsanewspcedsenso订esscontrolmemodofasynchrollousmotorbasedonobs

3、erver’itutilizesrobustcon仰ltheoryalldMatlab’sL~ⅡT001boxtosolvetwobilinearmatrixinequalities(BMIs)togetobservergainma嗽，a11d也endeVelopsspeedad叩tiveschemeconsideringLyapunoVstabihtymeory．Applymisspeedidentificationmemodinto血ecttorquec伽ⅡDlsystemof咖ctionInotor；mesimulationinMatlabandeXperimentalreslllts

4、veri母itsstabni哆aIldvalidityofspeedidentifica60niIlwh01erangeofspeed，solVeⅡlepmblemofinstabilityofe虹stedspeedidentificationmettlodsiIllowspeedgenemtingmode．KEYWoRDS：asynchronousInotor；speedsensorless；speedadaptiveobseⅣer；lowspeedgeneratingmode；directtorquecOntrDl摘要：针对一般速度自适应磁链观测器速度辨识方法在低速发电状态下的不稳定问题

5、，提出了一种新的基于观测器的异步电机无速度传感器控制方法。应用鲁棒控制理论、利用Manab的uvII工具箱求解2个双线性矩阵不等式(BMIs)得到观测器的增益矩阵，并结合Lyapunov稳定性理论推出速度自适应律。将该速度辨识方法应用到牵引电机直接转矩控制系统中，进行了Matlab仿真和实验验证；仿真和实验结果表明该方法在全速度范围各种工况下都能稳定工作，准确辨识转速，克服了已有速度辨识方法在低速发电状态的不稳定问题。关键词：异步电机；无速度传感器；速度自适应观测器；低速发电状态；直接转矩控制基金项目：国家自然科学基金项目(60474029)；中国博士后科学基金(2005038558)项目。

6、ProjectSupponedbyNationalNaturalScienceF0undationofChina(60474029)．“’0引言近十几年来，异步电机无速度传感器控制技术受到了国内外学者的普遍关注并取得了不少成就。目前的无速度传感器控制方法主要分为3大类¨J：基于电机数学模型的开环计算方法、基于PI闭环控制构造转速方法【2‘4]以及利用电机本身结构的特征【5】来提取转速信号的方法。其中第2类方法中基于观测器的模型参考自适应转速辨识方法因为其较好的综合性能成为了主要的研究方向并得到了广泛的应用。文献【6】提出速度自适应磁链观测器的速度辨识方法，利用极点配置方法得到反馈增益矩阵，并

7、从Lyapunov方程分析了其稳定性。文献[7】用同样的方法在矢量控制中实现转速辨识，并用PopoV超稳定性理论证明了其稳定性。但是最近的研究表明[8。41，在这种转速自适应观测器方法中，电动状态下的性能稳定，但是低速发电运行时会不稳定，这种不稳定是因为在稳定性分析过程中的一些忽略导致了观测器不能全范围收敛。文献[9】表明降阶观测器在发电状态也存在同样的不稳定现象。文献[10】也发现了该不稳定现象，并对观测器