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1、第12卷第6期电机与控制学报Vol112No162008年11月ELECTRICMACHINESANDCONTROLNov.2008感应电机无速度传感器控制自适应速度观测器12范蟠果,杨耕(1.西北工业大学自动化学院,陕西西安710072;2.清华大学自动化系,北京100084)摘要:理论与实践证明自适应速度观测器是实现高性能的感应电动机无速度传感器控制系统的有效方法之一。由于该系统的非线性性质,在观测器设计以及系统应用中还有许多有待解决的问题。针对此类问题,从理论联系实际的角度,分析现有的电机磁链、速度观测器理论的要点及
2、其成果,如建模的条件、自适应速度估计算法及其物理性质、系统稳定性分析、线性化方法、以及观测器参数的辨识等。同时,给出了实验结果、指出了这些内容中尚存的相关问题。关键词:交流电机控制;无速度传感器控制;速度观测器;自适应;稳定性;线性化中图分类号:TM346文献标识码:A文章编号:1007-449X(2008)06-0621-08Adaptivespeedobserverforspeedsensorlesscontrolofinductionmotor12FANPan2guo,YANGGeng(1.CollegeofAuto
3、mation,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,China;2.DepartmentofAutomation,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Anadaptiverotorspeedobserverhasbeenprovedtobeavalidmethodforthespeedsensorlesscon2trolofinductionmotorfromboththeoryandapplication
4、s.Duetothenonlinearityofthesystem,therestillex2istsomeproblemstobeconsideredinthedesignoftheobserverandthesystem.Thispaperanalyzesthecon2cepts,approachesandachievementsoftheobserverusedforthesystemintheaspectsofsystemmodeling,a2daptivealgorithmoftherotorspeedandit
5、sphysicalnature,stabilityanalysisandlinearizationmethods.Meanwhile,thepapergivesexperimentalresultsandthelimitsandexistedproblemsofthemethod.Keywords:controlofACmotor;speedsensorlesscontrol;speedobserver,adaptive;stability;linearization基于上述背景,本文分析现有的应用于交流1引言感应电机无速
6、度传感器控制系统的自适应速度观在交流传动领域,状态观测器理论的应用大大测器理论成果的要点,同时指出相关的问题,以期推动了无速度传感器感应电机转子磁链定向(FOC)对新的该类控制系统研发、相关问题的研发有所[1]或直接转矩控制(DTC)系统发展。同时由于基启示。于自适应速度观测器的交流电机无速度传感器控制从电机电磁转矩控制的角度看,FOC和DTC的问题的典型性,该内容一直也吸引着一些理论工作本质是一样的,所以仅以FOC为例讨论与无速度传[2,3]者。尽管近年对此问题的研究很多,由于系统感器控制问题有关的速度观测器理论。为了方
7、便描的时变和非线性特性,仍然还存在一些需要从理论述,以下将此类问题简称为SSC(speedsensorless上和实际实现上进一步研究的问题。control)。由于篇幅限制以及鼠笼式感应电机的典收稿日期:2007-12-05作者简介:范蟠果(1960-),男,硕士,副教授,主要研究方向为电力电子与电力传动;杨耕(1957-),男,博士,教授,博导,主要研究方向为电力电子技术与运动控制系统。622电机与控制学报第12卷型性,本文仅以该电机为被控对象展开。此外,由于且电磁转矩Te为两个状态变量的叉积,所以电动机从理论应用的角度
8、,最关心的几个问题有:采用观测为非线性和强耦合的;②严格地讲ωr为状态变量,器理论解决无速度传感器控制问题的优势、系统稳但在ωr的变化比式(2)中其他电磁变量变化得慢定性和性能分析方法、以及对参数变化的鲁棒性问的条件下,可将ωr作为时变参数处理;③定子电流题。因此,本文将从这几个方面展开。isαβ可测、
