基于扩展状态观测器模型与定子电阻自适应的磁链观测器及其无速度传感器应用 被引量：29

1

作者 韦文祥 刘国荣 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第23期6194-6202,共9页

针对感应电机无速度传感器矢量控制下的速度辨识问题,设计了一种基于改进扩展状态观测器(extended stateobserver,ESO)的转子磁链观测器,并提出以其作为参考模型的模型参考自适应(ESO-MRAS)转速辨识方法。该磁链观测器将模型中包括转子... 针对感应电机无速度传感器矢量控制下的速度辨识问题,设计了一种基于改进扩展状态观测器(extended stateobserver,ESO)的转子磁链观测器,并提出以其作为参考模型的模型参考自适应(ESO-MRAS)转速辨识方法。该磁链观测器将模型中包括转子电阻的不确定部分进行扩展状态并观测,因此对电机转子电阻变化及外部扰动具有良好的鲁棒性,并采用定子电阻在线修正和重构自适应律误差信号解决纯积分和低速区的定子电阻压降问题。在无速度传感器矢量控制系统中,与传统MRAS方法进行对比研究表明,在定子、转子电阻变化显著的大转矩低速区,该算法能够提高系统的转速动态辨识能力和转矩响应能力。仿真和实验结果验证了该方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 感应电机 模型参考自适应系统 扩展状态观测器 转子磁链观测 转速辨识

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基于CESO磁链观测器的模型参考自适应感应电机转速辨识 被引量：9

2

作者 韦文祥 刘国荣 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期57-63,77,共8页

针对感应电机无速度传感器矢量控制下的速度辨识问题,设计了一种基于扩展状态观测器的闭环转子磁链观测器(CESO),并提出以其作为参考模型的模型参考自适应(CESO-MRAS)转速辨识方法。该磁链观测器将模型中不确定部分进行状态扩展并反馈补... 针对感应电机无速度传感器矢量控制下的速度辨识问题,设计了一种基于扩展状态观测器的闭环转子磁链观测器(CESO),并提出以其作为参考模型的模型参考自适应(CESO-MRAS)转速辨识方法。该磁链观测器将模型中不确定部分进行状态扩展并反馈补偿,是一种闭环观测器,因而对电机转子电阻变化以及外部扰动具有良好的鲁棒性,克服了传统电压转子磁链模型的纯积分和低速区的电压降问题。通过与传统MRAS的仿真比较研究,在转子电阻和转矩的大范围变化低速区,该算法能显著提高矢量控制系统的速度动态辨识能力和转矩抗扰能力。仿真和实验结果验证了该方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 感应电动机 闭环扩展状态观测器 模型参考自适应 转子磁链观测 转速辨识

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基于变增益控制理论的感应电机转子磁链观测 被引量：3

3

作者 王涛 肖建 李冀昆 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2006年第1期71-73,共3页

针对交流感应电动机转子磁链观测问题,提出一种新的方法,基于变增益控制理论设计感应电机转子磁链观测器。首先把感应电动机模型作为LPV线性变参数系统,将感应电动机的磁通观测器看作线性变参数系统的一个控制器,而把转速与转子电阻作... 针对交流感应电动机转子磁链观测问题,提出一种新的方法,基于变增益控制理论设计感应电机转子磁链观测器。首先把感应电动机模型作为LPV线性变参数系统,将感应电动机的磁通观测器看作线性变参数系统的一个控制器,而把转速与转子电阻作为系统的变参数,然后利用变增益控制理论,通过解一组线性矩阵不等式,设计满足H∞鲁棒稳定性能和动态特性磁链观测器,跟踪实际的磁链。仿真验证了此观测器的有效性和先进性。 展开更多

关键词 变增益控制理论 转子磁链观测 线性变参数系统 线性不等式

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基于转子磁链观测的PMSM滑模观测器控制方法 被引量：1

4

作者 王晓光 高博 +2 位作者 杭晨辉 王福贺 韩东 《电工技术》 2023年第23期40-44,共5页

传统永磁同步电机滑模观测器无位置控制方法一般基于反电势观测,为消除反电势中的高频分量,需对反电势进行低通滤波后再进行转速和位置角估算。而低通滤波器的引入会对反电势的相位造成影响,进而需增加额外的相位补偿环节去补偿相角误... 传统永磁同步电机滑模观测器无位置控制方法一般基于反电势观测,为消除反电势中的高频分量,需对反电势进行低通滤波后再进行转速和位置角估算。而低通滤波器的引入会对反电势的相位造成影响,进而需增加额外的相位补偿环节去补偿相角误差。同时,反电势会随转速变化,这给采用锁相环方法估算转速和位置角的PI参数整定也造成一定困难。针对以上情况,设计了一种改进型积分策略,通过对反电势进行积分得到转子磁链,通过对转子磁链进行锁相环得到转速和位置角。由于转子磁链在全转速范围内保持恒定,因此一套PI参数能在全转速范围内获得较好的控制效果,仿真结果表明,该控制方法具有良好的控制性能。 展开更多

关键词 永磁同步电机 滑模观测器 转子磁链观测 改进型积分策略

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感应电机的一种输出反馈控制器设计 被引量：4

5

作者 王涛 肖建 李冀昆 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第17期154-157,共4页

感应电机转子磁链观测是磁场定向系统控制中的关键步骤,然而电机在低速运行时定子电阻不确定性及转子转速变化对转子磁链观测准确性有很大的影响。采用线性变参数多胞输出反馈控制器设计理论,提出一种新的转子磁链观测方法。引入多胞技... 感应电机转子磁链观测是磁场定向系统控制中的关键步骤,然而电机在低速运行时定子电阻不确定性及转子转速变化对转子磁链观测准确性有很大的影响。采用线性变参数多胞输出反馈控制器设计理论,提出一种新的转子磁链观测方法。引入多胞技术,设计包含极点配置的随变参数自调整的输出反馈控制器。将感应电动机作为线性变参数系统,转子转速与定子电阻作为系统的变参数,设计系统控制器即转子磁链观测器。利用鲁棒控制理论,通过求解线性矩阵不等式组,实现满足鲁棒稳定性能和动态特性转子磁链观测器。仿真结果验证此观测器的正确性,磁链观测的水平有了较大的提高。 展开更多

关键词 多胞技术 线性变参数系统 线性矩阵不等式 转子磁链观测 鲁棒性能

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基于一种新型转子磁链观测方法的矢量控制高压变频器 被引量：4

6

作者 齐桓若 刘其辉 《电机与控制应用》 北大核心 2014年第10期61-67,共7页

介绍了多电平变频器的电路拓扑结构以及载波移相SPWM控制。阐述了基于转子磁链定向的矢量控制策略,重点研究比较了三种传统转子磁链观测器的优劣性,并在此基础上提出了一种新型转子磁链观测器。通过仿真验证了新型转子磁链观测器的准确... 介绍了多电平变频器的电路拓扑结构以及载波移相SPWM控制。阐述了基于转子磁链定向的矢量控制策略,重点研究比较了三种传统转子磁链观测器的优劣性,并在此基础上提出了一种新型转子磁链观测器。通过仿真验证了新型转子磁链观测器的准确性以及矢量控制的优越性。 展开更多

关键词 高压变频器 移相载波 矢量控制 转子磁链观测

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永磁同步电机扩展状态磁链滑模观测器设计 被引量：3

7

作者 边疆 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第5期886-891,共6页

针对传统滑模观测器使用低通滤波器造成观测值相位和幅值发生变化的问题,提出一种扩展状态滑模观测器用于转子磁链观测。在αβ轴上以定子电流和转子磁链为状态变量建立四阶扩展状态方程,在此基础上构建四阶扩展状态滑模观测器。电流观... 针对传统滑模观测器使用低通滤波器造成观测值相位和幅值发生变化的问题,提出一种扩展状态滑模观测器用于转子磁链观测。在αβ轴上以定子电流和转子磁链为状态变量建立四阶扩展状态方程,在此基础上构建四阶扩展状态滑模观测器。电流观测部分采用滑模面的符号函数构成滑模控制律作为输入,磁链观测部分以反馈矩阵与滑模控制律乘积作为输入,选择适当的反馈矩阵保证磁链观测的正确解耦,通过磁链方程对滑模控制中的抖振进行滤波处理,避免额外低通滤波器的使用。实验结果验证了提出观测器的有效性和可行性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 扩展状态滑模观测器 转子磁链观测 反馈矩阵

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基于自抗扰技术的感应电机转子磁链闭环观测和速度估算 被引量：3

8

作者 李红波 张凯 +2 位作者 赵晖 熊健 康勇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期59-64,共6页

在自抗扰技术的基础上建立了磁链的闭环扩张状态观测器模型。该模型不用对系统进行参数辨识就可以抑制内部参数摄动和外部干扰的影响,因此该观测模型有更强的鲁棒性。文中对比了模型参考自适应的速度估算方法,在所提出的转子磁链观测模... 在自抗扰技术的基础上建立了磁链的闭环扩张状态观测器模型。该模型不用对系统进行参数辨识就可以抑制内部参数摄动和外部干扰的影响,因此该观测模型有更强的鲁棒性。文中对比了模型参考自适应的速度估算方法,在所提出的转子磁链观测模型的基础上,利用李亚普诺夫稳定定律推得了速度观测自适应律。 展开更多

关键词 自抗扰 参数摄动 扩张状态 转子磁链观测

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基于扩展卡尔曼滤波的异步电机无速度传感器矢量控制

9

作者 张伟 陈丹江 《浙江万里学院学报》 2007年第5期29-34,共6页

异步电机无速度传感器矢量控制系统需解决两个问题:转速的估计和转子磁链的观测.电机状态方程由于存在状态变量的乘积项,是一组非线性状态方程,为了对电机状态方程进行状态估计,得到电机的转子磁链和转速信号,文章采用扩展卡尔曼滤波进... 异步电机无速度传感器矢量控制系统需解决两个问题:转速的估计和转子磁链的观测.电机状态方程由于存在状态变量的乘积项,是一组非线性状态方程,为了对电机状态方程进行状态估计,得到电机的转子磁链和转速信号,文章采用扩展卡尔曼滤波进行状态估计.基于数字电机控制专用DSP开发系统,通过软件实现扩展卡尔曼滤波对磁链和转速的估计,获得了令人满意的实验结果.证明扩展卡尔曼滤波算法对磁链和转速的实时估计是非常准确的,由此构成的无速度传感器系统具有良好的静、动态性能. 展开更多

关键词 异步电机 无速度传感器矢量控制 转速估计 转子磁链观测 扩展卡尔曼滤波 数字信号处理器(DSP)

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无位置传感器永磁无刷直流电动机换相校正技术 被引量：2

10

作者 孙灿 施晓青 《微特电机》 2018年第6期53-57,共5页

以高速永磁无刷直流电动机为对象,针对高速下转子位置检测困难,在反电动势法基础上,探究一种基于坐标变换的无位置传感器控制策略;针对电机的换相误差,在坐标变换法无位置传感器控制驱动策略下探究了基于转子磁链观测的最大转矩/电流比... 以高速永磁无刷直流电动机为对象,针对高速下转子位置检测困难,在反电动势法基础上,探究一种基于坐标变换的无位置传感器控制策略;针对电机的换相误差,在坐标变换法无位置传感器控制驱动策略下探究了基于转子磁链观测的最大转矩/电流比换相校正控制算法(MTPA),该方法能校正电机换相点,使相电流相位与反电动势相位一致,从而改善电机系统的各项性能。最后,通过仿真验证了的高速永磁无刷直流电动机坐标变换法无位置传感器控制策略和磁链法最大转矩/电流比换相校正算法的有效性及优越性。 展开更多

关键词 永磁无刷直流电动机 坐标变换法 换相误差 换相点校正 转子磁链观测

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基于磁链和负载观测的SPMSM耗散哈密顿控制 被引量：1

11

作者 王礼鹏 刘秀 褚恩辉 《伺服控制》 2013年第4期35-38,共4页

基于耗散哈密顿控制策略,从能量平衡的观点,利用能量成型的方法,给出了面贴式永磁同步电动机的速度跟踪控制器。由于所设计的控制器中包含有未知的负载转矩,影响了系统控制性能,而且负载转矩的变化受到转子磁链的影响。因此,在设计控制... 基于耗散哈密顿控制策略,从能量平衡的观点,利用能量成型的方法,给出了面贴式永磁同步电动机的速度跟踪控制器。由于所设计的控制器中包含有未知的负载转矩,影响了系统控制性能,而且负载转矩的变化受到转子磁链的影响。因此,在设计控制器的同时,采用Luenberger观测器对转子磁链和负载转矩的变化实时观测,从而增强了控制系统的鲁棒性。理论分析和仿真结果验证了所设计控制方法的有效性。 展开更多

关键词 面贴式永磁同步电动机 耗散哈密顿控制 Luenberger观测器 负载转矩观测 转子磁链观测

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基于全阶状态滑模观测器的异步电机转子磁链观测 被引量：1

12

作者 杨淑英 王伟 +1 位作者 谢震 张兴 《电气传动》 北大核心 2015年第8期3-8,共6页

矢量控制的关键在于转子磁链定向。针对异步电机矢量控制中磁链观测问题,设计了一种基于全阶状态滑模观测器的增强型转子磁链观测方案。该方案将全阶磁链观测器和滑模观测器结合起来对异步电机定子电流和转子磁链同时进行实时跟踪观测,... 矢量控制的关键在于转子磁链定向。针对异步电机矢量控制中磁链观测问题,设计了一种基于全阶状态滑模观测器的增强型转子磁链观测方案。该方案将全阶磁链观测器和滑模观测器结合起来对异步电机定子电流和转子磁链同时进行实时跟踪观测,从而获得较为准确的转子磁链观测,进而提高矢量控制时磁场定向的准确性以及矢量控制的性能。研究表明该方案不仅算法简单,而且具有较强的参数鲁棒性以及较好的稳定性。仿真结果证明了该方案的分析和设计。 展开更多

关键词 全阶状态滑模观测器 转子磁链观测 矢量控制 异步电机

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单相感应电机无速度传感器矢量控制系统

13

作者 马少才 《电机与控制应用》 2022年第2期25-30,共6页

通过分析不对称单相感应电机(SPIM)在不同形态下的数学模型,解决了椭圆形磁场和电机不对称运行的问题。通过电压和电流混合模型磁链观测器计算转子磁链,并进一步计算转子磁链位置和转子转速。在三桥臂逆变器基础上,进行了基于转子磁场... 通过分析不对称单相感应电机(SPIM)在不同形态下的数学模型,解决了椭圆形磁场和电机不对称运行的问题。通过电压和电流混合模型磁链观测器计算转子磁链,并进一步计算转子磁链位置和转子转速。在三桥臂逆变器基础上,进行了基于转子磁场定向的不对称SPIM无速度传感器矢量控制仿真,验证了该控制系统的可行性与有效性。 展开更多

关键词 单相感应电机 转子磁链观测 混合模型 无速度传感器 矢量控制

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感应电机转子磁链闭环鲁棒观测方法研究

14

作者 王涛 肖建 徐英雷 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期88-93,共6页

为了使感应电机在其转速大幅度变化、转子和定子的电阻发生变化及外界干扰等因素影响下获得精确的转子磁链,实现调速系统的高性能以及机车牵引的稳定运行,笔者将感应电机的转速、转子电阻和定子电阻作为调速系统的时变参数,采用线性变... 为了使感应电机在其转速大幅度变化、转子和定子的电阻发生变化及外界干扰等因素影响下获得精确的转子磁链,实现调速系统的高性能以及机车牵引的稳定运行,笔者将感应电机的转速、转子电阻和定子电阻作为调速系统的时变参数,采用线性变参数多胞输出反馈控制器设计理论,提出一种新的转子磁链观测方法;利用现代鲁棒控制理论,通过求解一组线性矩阵不等式组,设计出转子磁链观测器;构建一个基于DSP的物理实验系统,验证了所设计观测器的有效性和先进性,表明系统具有鲁棒H∞性能和良好的动态特性。 展开更多

关键词 感应电机 线性变参数 转子磁链观测

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基于正交反馈双补偿方法的转子磁链观测器

15

作者 李兴 范波 马建伟 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期264-267,共4页

在异步电机矢量控制中,转子磁链观测的准确程度直接关系着控制的性能,因此要获得高性能的控制效果,必须构建一个精确的磁链观测器。针对异步电机转子磁链观测的电压模型积分饱和漂移、补偿量难以确定等不足,提出了一种基于正交反馈双补... 在异步电机矢量控制中,转子磁链观测的准确程度直接关系着控制的性能,因此要获得高性能的控制效果,必须构建一个精确的磁链观测器。针对异步电机转子磁链观测的电压模型积分饱和漂移、补偿量难以确定等不足,提出了一种基于正交反馈双补偿的转子磁链观测方法,根据磁链与反电动势的矢量正交程度,通过非线性正交法动态进行误差补偿,并调整补偿与低通滤波顺序,以提升频率突变时磁链的观测响应。仿真结果表明,本方法能够改善磁链观测波形,实现对磁链准确、迅速跟踪。 展开更多

关键词 转子磁链观测 积分饱和 低通滤波 非线性正交补偿

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基于扩张状态观测器的感应电机转子磁链观测 被引量：41

16

作者 林飞 张春朋 +2 位作者 宋文超 焦连伟 陈寿孙 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期145-147,共3页

感应电机调速控制中的一个关键问题是如何克服转子电阻不确定的影响,准确地观测转子磁链。该文采用扩张状态观测器的方法,提出了一种新的转子磁链观测器。对电机方程中的定子电流动态方程进行整理,把包含转子电阻的不确定项综合在一起,... 感应电机调速控制中的一个关键问题是如何克服转子电阻不确定的影响,准确地观测转子磁链。该文采用扩张状态观测器的方法,提出了一种新的转子磁链观测器。对电机方程中的定子电流动态方程进行整理,把包含转子电阻的不确定项综合在一起,并扩张成一阶新的状态,与原方程组成增广一阶的系统。对于新的系统,应用扩张状态观测器观测出原系统的不确定部分,使系统确定化,最后得到准确的转子磁链观测值。高速和低速下的仿真结果都表明该文的方法对转子电阻的变化具有极强的鲁棒性,可以在转子电阻不确定时对转子磁链进行准确观测。 展开更多

关键词 感应电机 转子磁链观测器 扩张状态观测器 调速控制

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无速度传感器感应电机改进转子磁链观测器 被引量：29

17

作者 王高林 陈伟 +2 位作者 杨荣峰 于泳 徐殿国 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期638-642,共5页

针对感应电机无速度传感器磁场定向控制系统,提出一种基于电压模型的改进转子磁链观测方法。为了有效抑制反电动势积分环节所存在的直流偏移和积分饱和问题,采用一个截止频率可根据输出频率进行自调整的低通滤波器来代替传统电压模型磁... 针对感应电机无速度传感器磁场定向控制系统,提出一种基于电压模型的改进转子磁链观测方法。为了有效抑制反电动势积分环节所存在的直流偏移和积分饱和问题,采用一个截止频率可根据输出频率进行自调整的低通滤波器来代替传统电压模型磁链观测器中的反电动势积分环节。然而低通滤波器的引入将会产生磁链幅值和相位的观测误差,从而导致在低速运行场合中磁链观测性能显著下降,为了解决这一问题,设计一个可以补偿磁链观测误差的补偿器。通过11kW感应电机无速度传感器矢量控制系统对所提出的改进转子磁链观测器进行了实验验证,结果证明了算法的有效性。 展开更多

关键词 感应电机 无速度传感器 矢量控制 转子磁链观测器 电压模型

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基于新型转子磁链观测器的异步电机转矩闭环矢量控制 被引量：15

18

作者 杨淑英 丁大尉 +1 位作者 李曦 张兴 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期3298-3306,共9页

在电动汽车等特殊应用领域,异步电机通常需要直接跟踪主控系统下发的转矩指令。扭矩传感器的安装不仅会增加成本,而且降低系统的可靠性。因此,对电磁转矩的准确观测至关重要。在设计滑模观测器实现异步电机反电动势准确观测的基础上,通... 在电动汽车等特殊应用领域,异步电机通常需要直接跟踪主控系统下发的转矩指令。扭矩传感器的安装不仅会增加成本,而且降低系统的可靠性。因此,对电磁转矩的准确观测至关重要。在设计滑模观测器实现异步电机反电动势准确观测的基础上,通过构造反电动势和转子磁链的状态方程,提出一种新型转子磁链滑模观测器。该观测器实现了对转子磁链的准确观测,继而实现了电磁转矩观测及转矩闭环控制。该方案的突出优势在于,转子磁链的观测对转子电阻、励磁电感等电机参数有着较强的鲁棒性。同时,基于此设计的转矩闭环控制系统具有较好的转矩跟踪控制能力。仿真及实验验证了该方案的可行性和有效性。 展开更多

关键词 转子磁链观测器 转矩闭环控制 反电动势 参数鲁棒性 异步电机

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基于自适应基准锁相环的高速永磁电机转子位置误差全补偿方法 被引量：12

19

作者 王晓琳 刘思豪 顾聪 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第20期4308-4317,共10页

转子位置信息的精度影响高速永磁同步电机的运行性能,在高速运行条件下,转子位置估算容易受到环路滤波器和电机参数偏差等非理想因素的影响。首先,针对转子位置估算误差,该文提出一种自适应基准锁相环,主要思想是锁相环通过误差重构,实... 转子位置信息的精度影响高速永磁同步电机的运行性能,在高速运行条件下,转子位置估算容易受到环路滤波器和电机参数偏差等非理想因素的影响。首先,针对转子位置估算误差,该文提出一种自适应基准锁相环,主要思想是锁相环通过误差重构,实现对基频相关误差补偿。在此基础上,以最小电流为目标自适应调节锁相环的锁相基准,实现对非基频相关误差的补偿,最终实现对位置误差的全补偿,该方法实现简单、参数依赖性低、鲁棒性强。最后,基于一台高速永磁同步电机进行仿真与实验,结果验证了所提出方法的有效性。 展开更多

关键词 高速永磁同步电机 转子磁链观测器 位置估算误差 锁相环

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基于转子磁链观测器的五相容错PMSM开路故障下的无位置传感器控制 被引量：6

20

作者 周华伟 叶晨 +2 位作者 陈铖 张多 陈前 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期422-434,共13页

五相容错永磁同步电机(PMSM)开路故障模型的不对称性,影响了其无位置运行性能。该文提出一种基于转子磁链观测器的无位置控制策略。首先,该策略在容错模型基础上,构建基于指数趋近律的滑模观测器(SMO)以获取反电动势信号;其次,为抑制所... 五相容错永磁同步电机(PMSM)开路故障模型的不对称性,影响了其无位置运行性能。该文提出一种基于转子磁链观测器的无位置控制策略。首先,该策略在容错模型基础上,构建基于指数趋近律的滑模观测器(SMO)以获取反电动势信号;其次,为抑制所观测反电动势中直流偏置、低频和高频谐波对转子位置观测精度的影响,设计一种改进型二阶广义积分器(ISOGI),并将其和SMO级联构成转子磁链观测器;然后,采用锁相环技术从转子磁链中提取转子位置信息;最后,将该转子磁链观测器和容错控制策略相结合。实验结果表明,该策略提高了转子位置观测精度,实现了PMSM开路故障下的无位置高性能运行。 展开更多

关键词 永磁同步电机 开路故障 滑模观测器 改进二阶广义积分器 转子磁链观测器

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