异步电机矢量控制系统性能优化及仿真分析.pdf

《异步电机矢量控制系统性能优化及仿真分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第30卷第4期计算机仿真2013年4月文章编号：1006—9348(2013)04—0308—05异步电机矢量控制系统性能优化及仿真分析刘灿，丁学明，唐柱(上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海200093)摘要：研究异步电机矢量控制系统的性能优化问题。异步电机具有多变量，非线性，强耦合特性。针对控制系统采用经典PID控制器时出现的速度响应慢，超调大，抗干扰性能差，提出了一种采用Anti—Windup控制和扰动观测器控制的复合控制方法，来抑制积分饱和现象，可保证系统出现饱和时，能尽快的退饱和，同时利用扰动观测

2、器对系统的干扰进行估计和补偿。仿真结果表明，改进算法能很好地解决调速系统的超调问题，加快速度响应，同时增强了系统的抗干扰性能，可以使调速系统的性能得以优化。关键词：异步电机；抗积分饱和；扰动观铡器；抗干扰中图分类号：TP391．9文献标识码：AOptimizationandSimulationAnalysisofACMotorVectorControlSystemPerformanceLIUCan，DINGXue—ruing，TANGZhu(SchoolofOptical—ElectricalandCompute

3、rEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai，200093，China)ABSTRACT：Thispaperstudiedasynchronousmotorcontrolsystemoptimizationproblems．ACmotorhasthecharac—teristicsofmultivariate，nonlinearandstrongcoupling．WhenthecontrolsystemusesclassicPI

4、DcontroUer，somede—fectsmayappear，suchasslowspeedresponse，bigovershoot，andpooranti—jammingperformance．ThispaperpresentedanewmethodbasedonAnti—WindupandDisturbanceObserver．ThecontrollerUSeSAnti—Winduptore—strainintegralsaturationphenomenon，ensuringthatwhenthesy

5、stemsaturationappears，itCancometotheback—saturatedassoonaspossible．Atthesametime，theDisturbanceObserverestimatestheinterferenceofthesystemandthencompensatesthesystem．Thesimulationresultsshowthatthisalgorithmcanbeusedtosolvetheovershootproblemofthesystem，faste

6、nspeedresponseandalsoenhanceanti—jammingperformance．Theperformanceofspeedregulationsystemhadbeenoptimized．KEYWORDS：Asynchronousmachine；Anti—windup；Disturbanceobserver(DOB)；Anti—jammingl弓I言异步电机以其结构简单，易维修，成本低，适用于恶劣环境等优点广泛应用于交流调速系统。矢量控制技术的发展使其调速性能得到质的飞跃。在异步电机矢量调

7、速系统中，为消除静差，提高精度，一般会在控制器中引入积分环节。但是积分环节的引入又会带来系统的积分Windup现象⋯，主要是由于凋速系统本身受电机电流，逆变器驱动电压等的限制而具有的非线性饱和特性造成的。这种现象会使得按经典控制理论设计的调速系统的超调变大，稳定时间变长，基金项目：上海理工大学光电学院教授创新基金(GDCX—T一101)收稿日期：2012-07一11修回日期：2012—07—25·--——308—-·——动态特性变差，严重的会引起系统不稳定。众学者提出许多Anti—Windup(下文简称AW)控制

8、器BJ。选择合适的AW控制器可以有效抑制积分Windup现象，加快速度响应。在异步电机矢量控制系统中，扰动是使得系统控制性能下降的主要原因。而实际系统中，扰动又不可避免，且扰动的形式复杂，难以建立精确模型，一般PID控制由于存在对负载变化的适应能力差，抗干扰能力弱和易受系统参数变化影响等缺点，单一使用PID已经难以满足控制系统的性能要求。扰动观测器DOB(Disturba