北交大新思路由滑模观测器控制的永磁同步电机无传感器系统

分类：商机 2019-09-04 17:30:18 3868阅读次数

　　永磁同步电机由于内部设备复杂，无法保障系统稳定运行，需采用速度传感器来协调操控。

　　针对此问题，国内外学者一般采用扩展卡尔曼滤波器。而北京交大科研人员则开拓了新的思路，采取传统滑模观测器的基础上再加一阶滤波器，实现二阶滤波，实验证明该方法能够使系统更好地应对负载扰动和参数动态变化。并提出了双曲正切函数代替开关函数的切换方法。削弱了抖振，提高了系统的控制性能。对转矩突变和观测速度方面具有显著优势。

　　滑模观测器也称为状态重构器。是一类动态系统，是指根据系统的外部变量(输入变量和输出变量)的实测值得出状态变量估计值的一类动态系统

　　(1)滑模观测器不但为状态反馈的技术实现提供了实际可能性，而且在控制工程的许多方面也得到了实际应用，例如复制扰动以实现对扰动的完全补偿等。

　　(2)滑模观测器通过测量实际系统的输入输出，可以得到给定系统内部状态的估计值。

　　(3)滑模观测器使用非线性高增益反馈迫使估计状态逼近超平面，使估计输出等同于测量输出。

　　永磁同步电机

　　是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机，永磁体作为转子产生旋转磁场，三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应，感应三相对称电流。

　　此时转子动能转化为电能，永磁同步电机作发电机用;此外，当定子侧通入三相对称电流，由于三相定子在空间位置上相差120，所以三相定子电流在空间中产生旋转磁场，转子旋转磁场中受到电磁力作用运动，此时电能转化为动能，永磁同步电机作电动机用。

　　自动调节励磁的组成部件有机端电压互感器、机端电流互感器、励磁变压器;励磁装置需要提供以下电流，厂用AC380v、厂用DC220v控制电源.厂用DC220v合闸电源;需要提供以下空接点，自动开机.自动停机.并网(一常开，一常闭)增，减;需要提供以下模拟信号，发电机机端电压100V，发电机机端电流，母线电压100V，励磁装置输出以下继电器接点信号;励磁变过流，失磁，励磁装置异常等。

　　无速度传感器控制技术

　　发展始于常规带速度传感器的传动控制系统，解决问题的出发点是利用检测的定子电压、电流等容易检测到的物理量进行速度估计以取代速度传感器。扩展卡尔曼滤波器法　将电机的转速看作一个状态变量，考虑电机的五阶非线性模型，采用扩展卡尔曼滤波器法在每一估计点将模型线性化来估计转速，这种方法可有效地抑制噪声，提高转速估计的精确度。但是估计精度受到电机参数变化的影响，而且卡尔曼滤波器法的计算量太大。

标签：滤波器滑模观测器永磁同步电机无传感器系统

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