基于ESO磁链观测器的直接转矩控制的研究

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1、第17卷第8期电子设计工程2009年8月Vo1．17No．8ElectronicDesignEngineeringAug．2009基亏ESO磁链观测器的直接转矩控制的研究崔晶(西安铁路职业技术学院，陕西西安710o14)摘要：讨论直接转矩控制方法在永磁同步电机中的应用问题，利用MATLAB仿真工具对永磁同步电机直接转矩控制系统仿真。针对直接转矩控制低速时存在较大转矩脉动的问题，采用观测器方法克服传统磁链模型中参数的不确定性对磁链观测精度的影响，保证全速范围内磁链的准确估计，提高控制性能。仿真表明观测磁链具有较高的精度，对电阻的不确定变化具

2、有较强的鲁棒性，并可准确估计无速度传感器的速度及位置。关键词：永磁同步电机(PMSM)；直接转矩控制；仿真建模；扩张状态观测器(ESO)中图分类号：TM301．2文献标识码：A文件编号：1674—6236(2009)08—0050—03ResearchofdirecttorquecontrolbasedonextendedstateobserverCUIJing(xi’帆RailwayVocatiohalTechnicInstitute，Xi’帆710014’China)Abstract：Inthispaper，theapplicatio

3、nofDTCinPMSMisdiscussed，andsimulationofPMSMDTCsystemisimplement·edbasedonMATLAB．Fortheproblemoftorquerippleatlowspeed，observermethodisusedtoovercometheaccuracyoffluxeffectswhichthetraditionalfluxmodelparametersuncertaintyimpacton，themethodensuresaccurateestimatesoffluxint

4、hefullrange，andimprovesthecontrolperformance．Thesimulationsshowthatfluxobservationisofhighprecisionandhasastrongrobustnesstotheuncertaintyoftheresistancechange，andaccuratelyestimatethespeedandlocationwithoutspeedsensor．Keywor~：permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)；directt

5、orquecontrol(DTC)；modelingandsimulation；ex—tendedstateobserver(ESO)，{￡1引言2扩张状态观测器ESo交流电机具有非线性、强耦合特点，很难用精确的数学状态观测器设计基于系统已知输入及测量输出来重构系模型描述。在实时控制中还会受到测量误差、参数变化等不统状态。其输出误差的校正通常分为线性校正和变结构校正。确定性因素的影响。直接转矩控制技术以其控制思想新颖，基于输出误差的非光滑连续校正思想，提出适用于一类不确系统结构简单，动静态性能优良等特点而获得普遍重视。但定对象的扩张状态观

6、测器ESO(ExtendedStateObserver)ts。扩直接转矩控制转矩脉动大、低速性能差。磁链准确观测是提张状态观测器的一般形式：高直接转矩控制性能的关键环节。常规一i模型在理论上具有较高精度．但在实际中低速时偏差较大，导致转矩脉动增大I”。由于定子电流与转速确定定子磁链的i-u模型，及定子电压与转速确定定子磁链的一n模型都依赖于电机参数，因式中，辑(，=1，2)为系统状态，H为控制输入，，t)为状态的此，定子电阻阻值随运行情况变化，是磁链观测的不确定因未知函数及未知外扰。它还包括系统中所有不确定项。素。针对磁链计算存在的问题，

7、很多学者提出多种解决方法：当f(x。，X2t)已知时，其观测器可设计为：针对电机电阻参数在运行中发生明显变化，文献[2】采用电阻一t的自适应辨识算法实时得到电阻实际值，从而克服了电阻变{。—(2)化的不确定性；文献f3】利用定子电压的三次谐波分量计算气I隙磁通，磁链计算完全独立于电机的参数，特别是定子电阻2=。l，2，t)_1E『0l+bu影响。获得较好的低速性能；文献[41将扩张状态观测器应用大多数情况下f(x。，X2,￡)是未知的，所以对于一类单输入单输于感应电机的转子磁链观测。出非线性不确定对象：，，r(，，，，⋯⋯，y‘¨，￡)+

8、删(￡)+6Ⅱ(3)收稿日期：2009—01—21稿件编号：200l9O1044作者简介：崔晶(1974一)，女，山东蓬莱人，硕士，讲师。研究方向：电力电子与电气传动。-50-崔晶基于ESO磁