异步电机磁链观测器设计与收敛性分析

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1、EIECTRICDRIVE2010Vo1．40No．3电气传动2010年第4O卷第3期异步电机磁链观测器设计及收敛性分析邓歆，赵金，罗慧(华中科技大学控制科学与工程系，湖北武汉430074)摘要：针对常用的电压、电流模型以及复合观测器模型给出了统一的全阶观测器模型表达式，通过对反馈矩阵的不同配置可以得到不同的观测器，同时得出了全阶观测器在稳态时可以表示为电压模型与电流模型组成的复合模型的结论采用间接磁场定向控制，在估算磁场定向的同步坐标系中推导出磁链观测器的估算磁链与电机实际磁链偏差，通过该偏差对不同磁链观测器的收敛性进行了比较分

2、析。仿真试验对该结论进行了验证。关键词：磁链观测器；反馈矩阵；收敛性中图分类号：TM346文献标识码：ADesignandConvergenceAnalysisofFluxObserverforInductionMotorsDENGXin，ZHA0Jin，LUOHui(DepartmentofControlScienceandEngineering，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，Hubei，China)Abstract：Aunifiedfullorderf

3、luxobserverexpressionforthecommonvoltagemodel，currentmodelandothercomplexmodelwaspresented，andtheycanbeobtainedbyconfiguringfeedbackgainmatrixdifferently．Meanwhilethefullorderobservercanbeexpressedasthecomplexmodelmadeupfromvoltageandcurrentmodelinsteadystate．Inestima

4、tedfluxorientedsynchronousreferencecoordinate，theerrorbetweenesti—matedandmotorfluxwasdeduced．Theconvergencecomparisonisdoneforthedifferentobserverbasedontheerror．Simulationresultsvalidatetheconclusions．Keywords：fluxobserver；feedbackgainmatrix；convergence文献[8，9]对磁链观测器

5、的定向以及数字化实现1引言引起的稳定性进行了深入分析，并提出了相应的矢量控制实现了对交流异步电机如同他励直解决方案。此外文献[1O，11]对电压模型与全阶流电机一样的解耦控制，使得控制性能得到了大观测器的磁链观测稳定性进行了分析。幅度的提高[】q]。高性能的矢量控制特性取决于本文针对电压模型、电流模型等给出了统一转子磁场位置信号的准确获得，通常采用的是利的基于全阶磁链观测器模型表达式，通过对反馈用电机电流模型实现间接转子磁场定向控制。矩阵的不同配置可以得到不同的观测器。在估算目前存在很多种不同类型的磁链观测器，其磁场定向的同步坐标

6、系中推导出磁链观测器的估中最基本的为电压模型与电流模型[4]，前者不依算磁链与电机实际磁链偏差，通过该偏差对不同赖于电机转速，是一种真正意义上的无速度传感磁链观测器的收敛性进行了比较分析。仿真试验器磁链观测器模型，但是在低速区域对电机定子对该结论进行了验证。电阻敏感；后者与转子时间常数有关系，并且涉及2异步电动机及磁链观测器模型到电机转速信号，在无速度传感器控制系统难以单独使用。文献[5～7]分别提出了基于MRAS图1所示为基于反r型的异步电动机等值与全阶磁链观测器模型，它将电机转速当作一个电路。在任意旋转坐标系下，异步电动机以定

7、子参数进行辨识，并同时对电机的磁链进行估算。转子磁链作为状态变量可以表示为基金项目：湖北省自然科学基金资助项目(2007ABA281)，国家自然科学基金资助项目(60874047)作者简介：邓歆(1982一)，男，博士研究生，Email：wsdx4958@163．corn23电气传动2010年第4O卷第3期邓歆，等：异步电机磁链观测器设计及收敛性分析X—A兰+BU。i。=Cx(1)一一一静止坐标系，本文选取同步坐标系下构造观测器其中以实现间接磁场定向。一1．———通常电机电流以及估算转速的收敛速度远快。。——。——J60krsA=

8、于转子磁链，因此估算转速可以近似等同为实际一1上一1一转速，电机模型与观测器可以重新表示为r．1一。(丝。一R-j60一i一旦)(5)一[]c一[一1]J．1一=一[]RR／s-[÷+j(叫一∞)]里(6)_L一LaLM1一．一，一，一一一tL—q