基于低通滤波器的电压模型磁链观测及仿真研究-论文.pdf

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1、第47卷第8期Vo1．47．No．82014正8月Aug．2014基于低通滤波器的电压模型磁链观测及仿真研究唐校，杨澜倩，赵世伟，杨向宇(1．华南理工大学电力学院，广州510640；2．广东工业大学自动化学院，广州510006)摘要：磁链观测的准确是直接转矩控制应用的前提，电压模型磁链观测法结构简单、电机参数依赖少等特点而备受关注。纯积分器存在直流饱和以及初始值问题，使用纯积分器电压模型磁链观测的直接转矩控制应用在永磁同步电机驱动中常常失效。一种简单有效地解决此问题的方法是采用低通滤波器替代纯积分器，但是低通滤波器会引入幅值和相位误差，对其进行

2、适当的补偿可以有效改善电机的运行性能。关键词：磁链观测；电压模型；低通滤波器；永磁同步电机中图分类号：TM351；TM341文献标志码：A文章编号：1001—6848(2014)08-0026-04BasedonLowPassFilterVoltageModelFluxObservationandSimulationResearchTANGXiao，YANGLanqian，ZHAOShiwei，YANGXiangyu(1．SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China；2．Guang

3、dongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China)Abstract：Accuratefluxobservationisaprerequisiteforapplicationofdirecttorquecontrol(DTC)．Voltagemodelfluxobservationmethodhastheadvantagesofsimplestructure，lessrelianceonmotorparameters，SOitisbeingpaidmoreandmoreattention．Becau

4、seoftheDCdriftandinitialvalueproblems，thevoltagemodelusingpureintegratoralwaysmakestheDTCfailinpermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)drives．Asimpleandeffectivesolutiontothisproblemistousealowpassfilterinsteadofpureintegrator．Butthelow—passfilterwillintroduceamplitudeandphasee

5、rrors，appropriatecompensationcaneffectivelyimprovetheoperatingperformanceofthemotor．Keywords：fluxobservation；voltagemodel；lowpassfilter；permanentmagnetsynchronousmotor致的积分饱和问题，而且纯积分环节对积分初值敏0引言感，最终导致观测到的磁链值与实际值不符，这将永磁同步电机直接转矩控制(DirectTorqueCon—严重影响电机的运行性能，甚至不能让电机正常trol，DTC)由于

6、结构简单，转矩响应快等特点而备运转。受关注。直接转矩控制如果需要获得良好的控制针对上述问题，一种简单有效的方式是采用低性能，一个重要的前提是定子磁链的准确观测。已通滤波器替代纯积分器，但低通滤波器会使磁链观测结果存在幅值和相位上的误差，需要进行补偿J。有不少文献针对定子磁链观测进行了研究一，但最本文将对低通滤波器在定子磁链观测中的应用进行基本的两种方式是采用电压一电流模型和采用电流分析，并对电机的运行性能进行仿真研究。一速度模型进行观测，文中分别简称为电压模型和电流模型。电流模型涉及较多的电机参数，还需要1电压模型定子磁链观测转子的速度信息；电

7、压模型仅涉及电机定子电阻参根据定子电压矢量方程，定子磁链的计算如式数，不需要转子速度信息。电压模型结构更为简单，(1)：是一种本质意义上的无位置传感器控制方式。但电r压模型中采用纯积分器时，存在由于测量误差而导=l(M一Ri)dt(1)收稿日期：2013—12—16基金项目：广东省自然科学基金($2011040005498)；中央高校基本科研业务费项目(2013ZZ033)。作者简介：唐校(1981)，男，博士研究生，研究方向为电气传动系统及其智能控制。杨澜倩(1993)，女，本科生，研究方向为电气传动系统及其智能控制。8期唐校等：基于低通滤波

8、器的电压模型磁链观测及仿真研究·27·式中，lfr为定子磁链矢量，u和i分别为定子电压引入，将导致观测的定子磁链与实际磁链存在幅值矢量和电流矢量。将式