基于模型参考自适应系统感应电机控制

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1、2011年1月1日现代电子技术Jan．2011第34卷第1期ModernElectronicsTechniqueVo1．34NO．1基于模型参考自适应系统的感应电机控制张鹏飞，彭卫东，刘小刚(中国民航飞行学院，四川广汉618307)摘要：采用模型参考自适应法设计了无速度传感器矢量观测器。现以电压模型为参考模型，电流模型为可调模型，推算出速度信息，计算输出控制信号，实现了对感应电机的精确控制；通过Matlab／Simulink对其进行仿真、验证，结果表明，该系统对定子磁链观测精度高，速度估计准确，改善了电机的控

2、制特性。关键词：感应电机；模型参考自适应；无速度传感器；速度估计中图分类号：TN876—34文献标识码：A文章编号：1004—373X(2011)01—0197—03ControlofInductionMotorBasedonModelReferenceAdaptiveSystemZHANGPeng-fei，PENGWei—dong，LIUXiao—gang(CivilAviationFlightUniversityofChina，Guanghan618307，China)Abstract：Akindofse

3、nsorlessvectorcontrolofinductionmotorbasedonmodelreferenceadaptivesystemisdesigned．Thespeedsignalisestimatedbyusingthevoltagemodelasreferencemodel，andusingthecurrentmodelastheadjustablemode1．TheapproachisimplementedonMatlab／Simulinksoftware．Thesimulationres

4、ultsshowthatthemethodgivessatis—fyingestimationofstatorfluxandrotorspeedinthewholespeedrange．Keywords：inductionmotor；modelreferenceadaptivesystem；speedsensorless；speedestimation交流电机具有结构坚固、无电刷、维护方便、重量q轴分量；U，分别为转子电压d，q轴分量；i，i分轻、价格低、应用范围广、可适用于恶劣环境等优点，交别为转子电流的d

5、，q轴分量；，分别为转子磁链流调速势必成为电力驱动的主流，交流调速的研究也成d，q轴分量；R，R分别为定、转子绕组电阻；o2为定子为当今的热点。随着电力电子技术的发展，电机的转速频率的同步角速度。辨识方法也越来越多。在交流调速领域，感应电机的无(2)磁链方程速度传感器矢量控制系统以其他调速系统无法比拟的一Li+Li(5)优势而成为研究热点，如系统成本低，安装与维护方便，一Li+Li(6)系统可靠性强，更加适合在恶劣环境下工作等_1]。本’一L+Li(7)文介绍一种基于模型参考自适应法的矢量控制方法。0一Li+

6、Li。(8)式中：L为d，q坐标系定子等效两相绕组的自感；L为1感应电机数学模型[3d，q坐标系定子与转子同轴等效绕组间的互感；L为1．1两相同步旋转坐标系d，q下的数学模型d，q坐标系转子等效两相绕组的自感。在按转子磁场定向的d，q同步旋转坐标系下，感(3)转矩方程应电机的数学模型由以下几个方程组成：丁n1=(9)L(1)定转子绕组电压方程式中：，z。为极对数。U一Ri+p一(cJ1。(1)(4)转差方程“。q—Riq+pg*sq一1(2)T‘“一Ri+一1’(3)s一t一(￡J一而l~mZsq(1o)w—

7、Rirq+pgtq一03l耐(4)式中：为转子角速度为转差；T为转子磁链励磁式中：U，U分别为定子电压d，q轴分量；i，i分别时间常数。为定子电流的d，q轴分量；，分别为定子磁链d，(5)运动方程T_．T+(11)收稿日期：2010—07—29198现代电子技术2011年第34卷式中：T为负载转矩；J为转动惯量。3系统仿真及分析(6)转子磁链的电流模型本研究采用模型参考自适应法做速度估计，用吼一(12)Matlab／Simulink搭建系统仿真模型。系统结构如图21．2两相静止a，坐标系下的数学模型所示，仿真

8、模型如图3所示。转子磁链的电压模型：Tr一LrEI(“一Ri)dt一i]1mJTr一广L,rEI(一Ri印)dt一i印]一l'I1式中：为电机漏磁系数。2感应电机无速度传感器矢量控制模型[6_8]采用模型参考自适应系／统●＼来推／＼算转子速度是一种1l精确、简单、可行的算法，其原3理如4图1所示。这种方法＼／＼，根据定子电压电流值来估算速度信号。由于转子电流模型含有速度信号，而电压模型没有此信号，因