新型转子磁链观测器的设计与仿真.pdf

《新型转子磁链观测器的设计与仿真.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、新型转子磁链观测器的设计与仿真赵典强宝民第二炮兵工程大学西安710025摘要：针对传统的电流型转子磁链观测器、电压型转子磁链观测器以及改进电压型转子磁链观测器各自的优缺点和适用范围，设计了一种由电流型和改进电压型转子磁链观测器组合而成的一种新型转子磁链观测器，并在模型切换过程中采用改进的滞环切换器。对建立的新型观测器的Simulink模型进行仿真，结果表明，新型观测器能够得到较精确的转子磁链观测值。关键词：转子磁链；观测器；滞环切换器；Simulink中图分类号：TM343文献标识码：A文章编号：1001—0785(2012)09—0038—05Abstract：Aimingat

2、variousadvantages，disadvantagesandapplicablescopeoftraditionalcurrentrotorfluxobserv—er，voltagerotorfluxobserverandimprovedvoltagerotorfluxobserver，anew—typerotorfluxobserverisdesignedbycon—biningcurrentrotorfluxobserverandimprovedvoltagerotorfluxobserver，withtheimprovedhysteresisswitcherused

3、dur—ingthemodelswitchingprocess．ThesimulationofSimulinkmodelfornew—typeobserverisperformed，andthesimulationresultshowsthatthenewobserverinthepapercanworkoutpreciserotorfluxobservationvalue．Keywords：rotorflux；observer；hysteresisswitcher；SimulinkO引言1电流型、电压型及改进电压型观测器的优缺点分析异步交流电机的数学模型是一个高阶、非线性、强耦

4、合的多变量系统，传统的控制方法在解1．1电流型观测器决系统动态稳定性的问题上不能取得很好的效果，在按转子磁场定向的同步坐标系下，由三相而矢量控制思想的提出很好地解决了这一问题。流异步电机的数学模型可以得到p+1在转子磁场定向矢量控制系统中无论是转子的磁．一—r通反馈还是直接磁场定向，都需要知道转子磁链m的信号，所以转子磁链观测器设计的好坏直接影(2)响到整个系统的性能。常用的转子磁链观测器有三相定子电流i、i、i经3s／(2s)变换变成电流型观测器、电压型观测器及改进电压型观测二相静止坐标系下的定子电流i、i。，i⋯。再器，本文在分析了3种观测器优缺点的基础上设经2s／(2r)变

5、换，得到按转子磁场定向的同步旋计了一种基于电流型和改进电压型观测器的新型转坐标系下的定子电流ii。由矢量控制方程观测器，实现系统在不同运行状态下使不同观测(1)和(2)可以得到转差∞和转子磁链的信器处于工作状态。这种新型观测器保留了2种观号，转差∞和转子的实测信号∞相加可得到定子测器的优点，能大幅提升系统的整体性能。的转速信号，对定子的转速信号．进行积分可电流型观测器与改进型观测器进行切换时易以得到转子磁链的相位信号，也就是同步旋转坐造成系统的振荡，滞环切换器可以使2个模型平标系的旋转相位角。其运算框图如图1所示。稳地进行切换，但是系统长期处于滞环中心与切电流型观测器适合于计算机

6、的实时计算，一换点之间的速度工作时，模型不能及时地切换，般较稳定、准确。但计算过程需要进行2次坐标导致系统误差增大。本文设计的改进型滞环切换变换，计算量较大。由控制方程可以看出电流型器可以有效解决该问题。观测器依赖于电机参数和，J，观测器的精度受一38—《起重运输机械》2012(9)图3电压型转子磁链的运算框图图1电流型观测器的转子磁链运算框图响较小；但控制方程中存在定子电阻，系统在低速运行状态下定子电阻压降作用较明显，使观测参数变化的影响，尤其是电机在高速运行时，电器的精度降低，且积分环节造成的误差积累和漂机的参数与电机低速运行时相比较变化较大，此移问题较严重，可能会导致系统不

7、稳定。因此只时观测器的精度较差，不能得到理想的结果。电适合系统在中、高速运行状态下使用，不适合系流型观测器的Simulink仿真模型如图2所示。统低速运行状态。1．3改进电压型观测器为克服电压型观测器积分环节造成的弊端，改进的电压型观测器使用一阶惯性滤波环节代替电压型观测器的积分环节，从而保持了电压模型的优点，克服了其存在的一些问题。轴的运算框图2电流型观测器的仿真模型图如图4所示，轴的运算框图结构与轴的一致。1．2电压型观测器由异步电机在二相静止坐标系下的电压方程和磁链方程可以