一种无速度传感器感应电机鲁棒滑模控制策略

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一种永磁同步电机新型高阶滑模观测器设计

阶滑
％
使用改进的积分滑模定子电流
估算永磁同步电机的反电动势，从而分析得出转子位置
和转速估算值％在指数趋近律的
，等速项用连续光滑的开
代替不连续的符号，指项引入随系统
的变化而调整的增益项。通过仿真实验，验证了该滑
对改善转子位置和速度估算精度有的提升效果，
增强了系统的性，抑制了现象。
关键词：永磁同步电机；高阶滑模；
函数作为开关函数，使切换项系数变小，通过减小
切换函数幅值，来削弱了系统的抖振现象％
稳定性证明 2.2
式( 对时间导得 8)
求：
E m Rsm 1
1;
( 21 )
结合式(8) ~式(10)，得观测器的输出为
・96・
二- "s - "eq + "sw
Rs is +
定义Lyapunov i Y = 1-is
磁
；(3 )电机的三相电流为正弦波电流％
PMSM在—两相静止坐标系下数学模型为
■% =R/” +L- +E”
+ + d.
Up = r/c L- dt Ep
(1)
式中，(#，up，n，n分别电机的电压和电流，R-， L-分别是电机定子电阻和电感，E#，Ep为电机的反
电动势％ (1)得电流状态方程为
在实际工作环境下电机的电阻值和电感值在电
(9)
大于式中，s - (s s』T, X1, x, x3都零。由于滑
模观测器中引入了状态变量的积分项，缩小了实际
值抑制与了观系测统值抖的振时间求导得 (9)
：
s ( r1 ) =0
(⑴
n

基于滑模变结构控制的无速度传感器交流电动机控制系统研究

ａｍｏ１５ｋｔｒｉｔ．Ｗｍｏｏ．
ＫＥＹＯＲＤＳ：ＳｉｉｇｍｏｅｏｔｌＳｅｄｓｎｏｌｓ；Ｉｄｃｉｎｍｏｏ；Ｓａｅｏｓｒｅ；Ｅｐｒ— Ｗｌｎｄｌｃｎｒ；ｐｅｏｓｒｏｓｎｕｔｔｒｄｏｏｔｔｂｅｒｖｘｅｉ
其参考模型往往不准确，会导致辨识收敛错误。利用ＥＦ观测转速具有较好的收敛性，Ｋ但其参数配置缺乏一定的标准，对电机参数摄动的鲁棒性较差，计算量也比较大。
ｆ（［（）０）；＞］
【ｉ［（）０Ｕ（）ｉ＞］一
滑模变结构控制理论的本质是非线性系统的
一
种综合方法，由于控制部分是状态的非线性函
设一非线性控制系统：
Ｘ＝Ｘ，Ｕ，ｔ（ ∈ “ ）Ｒ；Ｕ∈Ｒ；ｔ ∈Ｒ）
数，闭路系统本身也是非线性的。
要有直接计算法、模型参考自适应（ＲＳ观测器ＭＡ）法以及扩展Ｋｍ滤波器（Ｋ）。直接计算法ｌｎａａＥＦ等
一
５ — ０
维普资讯
基于滑模变结构控制的无速度传感器交流电动机控制系统研究
范峥田效伍
显然，这样设计出来的控制（能使闭系统）
全局渐近稳定，而且动态品质良好。因为这里控
ｉ
●
１
．．．．．．．．．— —
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：１ｅｐｐｒｐｔｆｒａｄｔｅｃｎｒｌｔｃｎｑｅｂｓｄｏｌｉｇｍｏｅａｍｏＡＣｉｄｃｉｎＩ１ａｅｕｓｏｗｒｈｏｔｏｅｈｉｕａｅｎｓｄｎｄｉｔｎｕｔｉｏｍｏｏｐｅｅｓｒｓｓｅ，ｄｓｎｈｂｅｖｒｏｅｍｏｏｔｔｎｒｖｄｓｔｅｆｒｌｏｅｔｔｔｒｓｅｄｓｎｏｙｔｍｅｉｓｔｅｏｓｒｅｆｔｔｒｓｅａｄｐｏｉｅｈｏｍｕａｔｓｍａｅｇｈａｉｈｔｒｔｔｐｅ．ｓ，ｘｅｔｅｍｏｏｏａｅｓｅｄＡｔａｔｅｐｒｍｅｔａｐｏｅｈａｉｉｆｈｓｔｃｎｑｅｂｉｌｋｔｃｎｑｅｒｌｉｎｐｒｖｄｔｖｄｔｏｉｅｈｉｕｙｓｅｌｙｔｍｕｉｅｈｉｕｎ

一种用于无速度传感器异步电机控制的自适应滑模观测器

ｓｅｄｏｓｒｅａｅｈｕｐｔｆｍｈｅｏｄｃｒｅｔｂｅｅｎｈｏｏｕｂｅｅｓｉｎｕｓａｄｇｎｒｐｅｂｅｒｔｋｓｔｅｏｔｕｓｒｖｏｔｅｓｃｎｕｎｓｒｒａｄｔｅｒｔｒｆｘｏｓｒｒａｔｉｐｔｎｅｅ－ｏｖｌｖｓａｅｈｓｉｔｄｒｔｒｓｅｄａｈｕｐｔｈｓｉｔｄｓｅｄｉｔｅｅａｋｔｈｅｏｄｃｒｅｔｂｅｅｎｔｓｔｅｅｔｍａｅｏｏｐｅｓｔｅｏｔｕ．Ｔｅｅｔｍａｅｐｅｓｈｎｆｄｂｃｏｔｅｓｃｎｕｒｎｓｒｒａｄｏｖ
Ａｂｓｒｃ：Ａｎａａｔｖｌｄｉｇｍｏｅｏｂｅｖｒｆｒｉｄｕｔｏｔｒｓｎｏｌｓｓｅｏｔｏｓｓｕｄｅｗｈｉｈｗａｔａｔｄｐｉｅｓｉｎ — ｄｓｒｅｏｎｃｉｎｍｏｏｅｓｒｅｓｐｅｄｃｎｒｌｗａｔｉｄ，ｃｓｃｍｐｅｆｔｓｉｎ — ｏｅｕｒｎｂｓｒｅｓ，ａｌｄｎ — ｄｅｒｔｒｆｕｘｏｅｅｄｓｅｏｓｒｅ．Ｔｈｅｒｔｒｏｏｓｄｏｗｏｌｄｉｇｍｄｃｒｅｔｏｅｒｖｓｉｉｇｍｏｏｏｌｂｓｒｒａｎｐｅｄｂｅｒｖｖｏｏ
摘要：研究了一种用于异步电机控制的白适应滑模观测器。该观测器由两个滑模电流观测器、子磁转链观测器和速度估计部分组成。转子磁链观测器以两个电流观测器和速度观测器的输出作为输入，估计转速反馈到第二个电流观测器和转子磁链观测器。采用Ｌａｕｏｙｐｎｖ理论和Ｐｐｖ超稳定性理论对该方法的稳定性ｏｏ进行验证。该观测器具有设计新颖、对参数变化具有很强的鲁棒性等特点。通过Ｓｍｌｋ仿真验证了该观测ｉｕｉｎ

一种用于异步电机无速度传感器控制的自适应滑模观测器

一种用于异步电机无速度传感器控制的自适应滑模观测器高艳霞;陈静;范应鹏;宋文祥【摘要】For the problem of poor robustness to parameter change of induction motor speed sensorless control,an adaptive sliding mode observer based sensorless vector control method is presented for induction motor in this paper.The rotor flux observer was constructed on the basis of the state equation in static coordinate system.The sliding mode surface of the observer was derived by the error of the estimated stator current and the actual stator current.With the sliding motion,the estimated values were reaching the actual values finally,thus realizing the estimation of the motor rotor flux.The motor speed was obtained by adaptive theory.The Lyapunov stability theory guarantees the stability of the presented pared with other methods,adaptive sliding mode observer in this paper is superior in implementation easily and better robustness to the motor parameters deviations.The method has been simulated and implemented using the TMS320F2812 fixed-point DSP controller.Simulation and experiment results verify its feasibility and effectiveness,and under the condition of the load disturbance and the given speed change the sliding mode observer has certain robustness.%针对异步电机无速度传感器中存在的对参数变化鲁棒性差的问题,研究了一种基于自适应滑模观测器的异步电机无速度传感器的矢量控制方案.自适应滑模观测器根据电机静止坐标系下的数学模型构造了转子磁链观测器,定子电流观测值与实际值的误差构成观测器的滑模面,在滑模运动下该观测器的观测值最终趋近于实际值,从而实现转子磁链的估计.电机转速由自适应方法估算得到,滑模观测器的稳定性可由李雅普诺夫稳定性证明.与其他方案相比,该方法的优点在于实现简单,对参数变化具有鲁棒性.仿真和实验对控制方案的正确性和可行性给出了验证,该观测器可以实现对转子磁链和转速的观测,且在负载扰动和给定转速变化的情况下该滑模观测器具有鲁棒性.【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2017(021)004【总页数】9页(P8-16)【关键词】异步电机;自适应滑模观测器;无速度传感器;矢量控制;鲁棒性【作者】高艳霞;陈静;范应鹏;宋文祥【作者单位】上海大学机电工程与自动化学院,上海200072;上海大学机电工程与自动化学院,上海200072;上海大学机电工程与自动化学院,上海200072;上海大学机电工程与自动化学院,上海200072【正文语种】中文【中图分类】TM343异步电机的低成本、高可靠性，使其有广泛的应用。

无传感器永磁同步电机控制系统设计

ｆｃｉｎｔａｒｕｏｉｕｕｏｔｏ，ｓｈｔｔｓｉｌｔｏｆｓｓｅｗａａｅｅｆｅｔｖｌ，ｔｙｓｅｓｒｔｒｍｐｏｅｕｎｔｏｏｃｒｙｏｔｃｎｔｎｏｓｃｎｒｌｏｔａｈｅｏｃｌａｉｎｏｙｔｍｓｗｅｋｎｄｅｃｉｅｙｈｅｓｔｍｔｕｃｕｅｉｒｖｄ．ＴｈＭＯｇａｎｔｔｅｐｒｍｅｅａｉｔｏｎｈｎｃｒａｎｉｓｉｆｇｏｄｒｂｓｎｓ．ｅＳａｉｓｈａａｔｒｖｒａｉｎａｄｔｅｕｅｔｉｔｅｓｏｏｏｕｔｅｓ
ｗａｅｉｎｄｔｓｉｔｍｏｏｏｏｏｉｏｎｐｅ．ｈＭＯａｏｔｄａｊｓａｌａａｔｒｏｇｉｕｃｉｎａｈｗｉｈｓｄｓｇｅｅｔｅｔｒｒｔｒｓｉｎａｄｓｅｄＴｅＳｄｐｅｄｕｔｂｅｐｒｍｅｅｓｆｉｍｏｄｆｎｔｓｔｅｓｔｏｍａｐｔｓｏｃ
上不安装电磁或光电传感器的情况下，利 பைடு நூலகம்检测到
用参数可调的曲线函数作为滑模观测器中的开关
函数，实现了连续控制。并同时有效地削弱了系统的 “ 抖动 ”，同时去除了ＬＦＰ与截止频率整定环
节。在不失鲁棒性的前提下，改善了系统结构，减
电工电气（０Ｎｏ５２１．）１
无传感器永磁同步电机控韵系统设计
无传感器永磁同步电机控制系统设计

直接转矩变结构控制的无速度传感器交流感应电机系统

Ｘ１ＡＯＨａｉ一ｒ．ＨＥ一ｎｏ．Ｌ１Ｋａｉ
薰
～
一
（１ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｅｈｎｉｅａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎ７１００７２，Ｃｈｉｎａ；２ＸｉａｎＡｅｒｏｎａｕｔｉｅａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｌｌ７１００７２，Ｃｈｉｎａ）
高精度控制要求。状态观测器是无速度传感器交流褐感应电机控制策略的重要组成部分，其鲁棒性和观
测误差直接影响电机的控制性能。文献［７］针对感
应电机提出全阶自适应磁链、定子电阻观测器，但其连
运算相对复杂，观测误差较大。文献［８］提出了速度自适应滑模观测器，该观测器不需要确切的电机
謦彗宴
一
２０１４萋４２差曼鞠
一ｍ
一Ｒｎ１０
驱动控制
／
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＝０，则＝一ｍ）一ＲＪ
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＿耄 Ⅲ ＿一雪ｌ山０匕ｅ－㈦ｊ＿㈣亘ｍ～协一

基于PMSM的二阶滑模无位置传感器控制

乡驱动控制rie and c ontrl--飆蒔电力□2021年第49卷第1期基于PMSM的二阶滑模无位置传感器控制蔡军，李鹏泽，黄袁园(重庆邮电大学自动化学院，重庆400065)摘要:根据Super-twisting算法设计了二阶STASMO无位置传感器控制方案，该方案不仅充分地抑制了抖振现象，而且取消了低通滤波器的使用。

当电机运行时，定子电阻会随着温度的升高而变化，研究了旋转坐标系下的定子电阻观测器方案来实时观测定子电阻，避免了定子电阻变化对电机位置或速度估计精度的影响。

仿真分析表明该方案对电机位置或速度有较高的估计精度。

关键词:永磁同步电机;超螺旋算法滑模观测器;无位置传感器控制;定子电阻观测器中图分类号：TM351,TM464文献标志码:A文章编号:1004-7018(2021)01-0032-05PMSM Based Second-Order Sliding Mode Position Sensorless ControlCAI Jun,LI Peng-ze,HUANG Yuan-yuan(College of Automation,Chongqing University of Posts and Telecommunications,Chongqing400065,China) Abstract:The designs a second-order STASMO position sensorless control scheme based on the Super-twisting algorithm,which not only sufficiently suppresses chattering,but also eliminates the use of low-pass filters.When the motor is running,the stator resistance will change as the temperature rises.The proposes a stator resistance observer scheme in the rotating coordinate system to observe the stator resistance in real time,the influence of the change of the stator resistance on the accuracy of the position or speed estimation of the motor is avoided.The simulation analysis of the scheme proposed,it is proved that the scheme proposed has higher estimation accuracy for the motor position or speed.Key words:permanent magnet synchronous motor(PMSM),super-twisting algorithm based sliding-mode observer ( STASMO),position sensorless control,stator resistance observer羅M ■•咖轉中PMSMEI |盒班擲朮归鋼迪巒噩理軽铝0引言永磁同步电机（以下简称PMSM）因为具有功率密度高、转动惯量小和动态性能好等优势而被广泛应用于众多传动系统中。

基于模型参考自适应滑模观测器的DFIG无速度传感器控制

ｒｅｆｅｒｅｎｃｅａｄａｐｔｉｖｅｓｌｉｄｉｎｇｍｏｄｅｏｂｓｅｒｖｅｒ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄ－ｑｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｍｏｄｅｌｏｆｄｏｕｂｌｙ－ｆｅｄｉｎｄｕｃｔｉｏｎｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ｔｈｅｍｏｔｏｒｉｓ
（温州大学物理与电子信息工程学院，浙江温州３２５０３５）
摘要：论文为双馈感应发电机提出一种基于模型参考自适应滑模观测器观测转子电流的无速度传感器控制策略。以电
机本体作为参考模型，在双馈感应发电机ｄ — ｑ坐标模型的基础上构建转子电流估算模型。依据实转予实际电流和转子
ｒｅｇａｒｄｅｄａｓｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｍｏｄｅｌｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅｏｔｒｏｒｃｕｒｅｎｔｅｓｔｉｍａｔｅｍｏｄｅ１．Ａｃｃｏｄｉｒｎｇｔｏｔｈｅｄｅｖｉａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒｅａｌｃｕｒｅｎｔａｎｄｅｓｔｉｍａｔｅｄｃｕｒｅｎｔｏｆｔｈｅｒｏｔｏｒ，ｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｓｐｅｅｄｏｆｔｈｅｍｏｔｏｒｒｏｔｏｒｃａｎｂｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｔｈｏｕｒｇｈｔｈｅｍｏｄｅｌ

交流电机驱动系统的无传感器控制策略研究

交流电机驱动系统的无传感器控制策略研究近年来，交流电机作为一种重要的电动机类型，被广泛应用于各种工业领域。

而在交流电机驱动系统中，无传感器控制策略的研究与应用，正逐渐成为学术界和工业界关注的焦点之一。

本文将就交流电机驱动系统的无传感器控制策略进行深入研究和讨论。

首先，交流电机驱动系统中的传感器通常用于测量电机的转速和位置，以实现精确的控制。

然而，传感器的使用不仅会增加系统的成本，还会增加系统的复杂性和故障率。

因此，研究无传感器控制策略成为了一项重要的课题。

NO反馈作为一种无传感器控制策略，已经被广泛研究和应用。

其核心思想是通过数学模型和参数估计算法，实现对电机转速和位置的准确估计。

NO反馈控制策略主要包括模型自适应控制、滑模控制和观测器控制等。

这些控制策略通过对电机的电流、电压和角度等变量进行测量和估计，实现对电机转速和位置的准确控制。

模型自适应控制是一种常见的无传感器控制策略。

其主要思想是通过对电机模型参数的在线估计，实现对电机转速和位置的精确控制。

模型自适应控制通常基于最小二乘法或扩展卡尔曼滤波算法，并结合电流反馈控制或速度反馈控制，实现对电机转速和位置的准确估计。

滑模控制是另一种重要的无传感器控制策略。

其核心思想是通过构造滑模面，使得电机状态跟踪滑模面，并通过控制器的设计，实现对滑模面上电机状态的精确控制。

滑模控制通常基于电流反馈或速度反馈，通过对电机状态的测量和估计，实现对转速和位置的准确控制。

观测器控制是一种基于模型观测器的无传感器控制策略。

其主要思想是通过建立电机的数学模型，并通过估计器对模型的未知参数进行估计，实现对电机状态的准确观测和控制。

观测器控制通常基于卡尔曼滤波或扩展卡尔曼滤波算法，通过对电机状态的观测和估计，实现对转速和位置的准确控制。

无传感器控制策略虽然可以减少系统成本和复杂性，但也存在一些挑战和限制。

首先，由于模型误差和参数估计误差的存在，传感器的准确性和稳定性可能无法得到保证。

基于滑模控制的模型参考自适应异步电机无速度传感器控制

＝一－伊＋ｒ－ｒｎ盘Ａ
＝＋
ｓ＝
Ｉｄ（＞０ｔｋ）
（）７
式中：
，
帕 —— 和卢轴的转子磁链；
— —
这样，滑动面Ｓ＝０时，差信号逐渐衰减到在误
零。当系统到达滑动面，：即
的输出相比较，断调节后者，到两个模型的输出不直
相等。在ＭＲＳ转速辨识方法中，不含有真实转Ａ将速的磁链方程（）（）为参考模型（子磁链电１，２作转压模型）含有待辨识转速的磁链方程（）（）为，３，４作
（）９
—
定转子互感；
一
滑模控制器规则可选用李雅普诺夫函数，即
１
：
＝
苊— 漏系； — 磁数
— —
５
（０１）
＝
，
转子时间常数。
根据李雅普诺夫意义下的稳定性定理如果为
负定的，可确保状态轨迹在有限时间内达到切换就曲面Ｓ而到达后，可沿轨线滑动并收敛到原点，，就对
如下转速估计关系式：
１模型参考自适应系统（ＭＲＡ）Ｓ
图１示模型参考自适应系统（Ａ）基本所ＭＲＳ的中：
盘（等，＋）＝
＝一Ａ
（５）
（）６

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其中 k1 如式(9)中所定义 η1 为切换增益 S1 是式 (10)中定义过的滑模流形 sign(⋅)是符号函数为了使速度准确跟踪参考值切换增益应该在任何情况下都满足 η1 ≥ d1 (t ) 将式(13)代入式(12) 得 Lyapunov 函数的导数 (t ) = S (u + d − k e ) = S [k e − V 1 1 1 1 1 1 1 1 1
中图分类号
文献标识码
一种无速度传感器感应电机鲁棒滑模控制策略
赵德宗张承进
郝兰英
山东省济南市 250061)
(山东大学控制科学与工程学院
A Robust Sliding-mode Control Strategy of a Speed Sensorless Induction Machine
ZHAO De-zong, ZHANG Cheng-jin, HAO Lan-ying
3n p M * T B * ψα r b= f = L ψα r 表示参 J L 4 J J r 考转子磁通考虑到参数变化和不确定因素式 (3)可表示 [12-13] 为 r =−(a +∆a)ωr − ( f +∆f ) + (b +∆b)iβ s (4) ω
其中 ∆a 值
∆f
∆b 分别代表参数 a
a=
(3)
1
电机模型
在两轴同步旋转α -β坐标系下感应电机的数学模型为 B 1 µψ α r iβ s − ( )ω r − ( )TL J J ωr −αψ α r +α Miα s d ψ α r 2 α Miβ s = + dt iα s −γ iα s +αβψ α r + n pω r iβ s + ψαr i β s α Miβ s iα s −γ iβ s + β n pω rψ α r − n pω r iα s − ψ αr 0 0 1 0 0 vα s (1) σ Ls 1 0 vβ s 0 1 其中 ω r 为电机机械角速度 ψ α r 为 α 轴磁通 iα s iβ s 分别为 α β 轴定子电流 vα s vβ s 分别为 α
f
b 的摄动
定义速度跟踪误差为 e1 (t ) =ω r (t ) −ωr* (t ) 其中 ω (t ) 表示参考转子机械转速则
* r
(5) (6) (7) (8)
1 (t ) =ω r −ω r* =−ae1 (t ) + u1 (t ) + d1 (t ) e
(t ) u1 (t ) = biβ s (t ) − aω (t ) − f (t ) −ω
感应电机工艺简单价格低廉在国民经济中得到了广泛应用但是它一个具有非线性多变量强耦合时变等特性的系统必须借助恰当的控制方法才能充分发挥感应电机的机械性能由于运行中的绕组升温等因素绕组参数会发生不同程度的摄动尤其是转子电阻变化程度会很大电机的转动惯量和负载转矩大多不精确甚至是未知的克服参数变化和不确定因素的影响实现感应电机高性能控制是具有实际意义的课题 PI 控制[1-3] 精确反馈线性化[4-6]曾被广泛应用于电机控制中但其鲁棒性较差模型参考自适应控制[7] 神经网络控制[8]的计算量太大没有在应用中表现出比传统方法有太多优势而模糊控制[9] 的实现又过于依赖操作者的经验因此其应用范围受到很大的限制近年来滑模变结构控制[10-11]受到越来越多的重视它具有很多优良特性比如良好的鲁棒性对外来干扰和系统未建模动态的抑制作用快速的动态响应等本文在两轴同步旋转坐标系下对速度和磁通分别建立滑模流形并根据 Lyapunov 稳定性条件设计到达律使得系统具有强鲁棒性和快速动态响应仿真结果验证了该控制策略的有效性本文设计了一种收敛速率可调的闭环滑模磁通观测器利用 Lyapunov 稳定性判据可以证明该磁通观测器全局渐近稳定该磁通观测器鲁棒性强对参数摄动和不确定因素有很强的抑制作用速度传感器是系统性能下降的重要因素之一它不但降低了整个系统的可靠性而且也使系统的
万方数据
第 22 期
赵德宗等
一种无速度传感器感应电机鲁棒滑模控制策略
123
成本上升因此本文采用了一种鲁棒性较强的速度观测器以取代速度传感器考虑到负载转矩易发生变化在速度观测器中同时估计负载转矩以使整个控制策略对其变化具有鲁棒性整个速度观测器结构简单鲁棒性强
r + aωr + f = biβ s ω 其中
其中
M 和 σ 分别为定
自感定转子互感和漏感系数 Rs 和 Rr 为定转子电阻 np 和 J 为转子极对数和转动惯量 TL 为负载转矩 B 为摩擦系数
接下来设计变结构速度控制器我们定义 Lyapunov 函数为 1 (11) V1 (t ) = S1 (t ) S1 (t ) 2 其导数为 (t ) = S [e (t ) = S (t ) S V 1 1 1 1 1 − (k1 − a )e1 ] = S1[(−ae1 + u1 + d1 ) − (k1e1 − ae1 )] = S1[u1 + d1 − k1e1 ] (t ) ≤ 0 恒成立我们构造 u1 为为使 V 1
0 t
β 轴定子电压电压和电流可测量得到磁通可通
过观测得到式(1)中的系数 α = Rr / Lr
M /(σ Ls Lr )
2 2 s r
(10)
σ =1− M / Ls Lr
2
β=
转子
γ = M Rr /(σ L L ) + Rs /(σ Ls )
Ls Lr
µ = np M /
( JLr )
u1 (t ) = k1e1 (t ) − η1sign( S1 )
2
滑模速度控制器设计
(12) (13)
滑模速度控制器的设计思想是使速度误差收敛并稳定在零附近首先根据电机机械转速方程用参考速度反馈电流等已知量或可测量表示出参考速度控制律然后在使速度误差渐近收敛为零的原则下设计滑模流形面根据 Lyapunov 稳定性条件写出用速度误差和速度滑模流形面表示的滑模速度控制律将滑模速度控制律代入参考速度控制律中即可得到速度控制器的输出量即β 轴参考电流感应电机机械转速方程为 r + Bω r +TL =Te (2) Jω 其等价形式为
* 将 iβ s (t ) 与 β 轴反馈电流 iβ s (t ) 相比较得误差 * 通过一个作为 β 轴电流控制器的 eβ i = iβ s (t ) − iβ s (t )
第 26 卷第 22 期 2006 年 11 月文章编号 0258-8013 (2006) 22-0122-06
中
国电机工程学 Proceedings of the CSEE TP273
报 A
Vol.26 No.22 Nov. 2006 ©2006 Chin.Soc.for Elec.Eng. 学科分类号 470⋅40
基金项目国家自然科学基金项目(60474007 50477042) 山东省优秀中青年科学家奖励基金项目(03BS089) Project Supported by National Natural Science Foundation of China (60474007, 50477042).
0
引言
应电机滑模速度和磁通控制方案并设计了一种收敛速率可调的闭环滑模磁通观测器真结果均证明了该控制策略和磁通观测器对参数摄动和不确定因素有很强的鲁棒性为了削弱变结构控制中的抖振现象采用饱和函数来代替符号函数在转速观测器中加入在线估计负载转矩环节使得转速观测器对负载转矩变化具有良好的鲁棒性在电机参数和负载发生剧烈变化的情况下分别利用该控制策略和精确反馈线性化控制方法进行了对比仿真仿真结果验证了该控制策略与观测器的有效性
η1 sign( s1 ) + d1 − k1e1 ] = S1[d1 − η1 sign( S1 )] ≤ −(η1 − d1 ) S1 ≤ 0
利用 Lyapunov 第二方法 V1(t)正定 (t ) 负 V 1
万方数据
124
中
国
电
机
工
程
学
报
第 26 卷
定且在 S1(t)趋于无穷时 V1(t)趋于无穷故系统的平衡原点 S1(t)=0 为大范围渐近稳定平衡点将式(13)代入式(7) 可得控制速度的参考电流 * * r* + f ] (14) iβ s (t ) =1/ b[ k1e1 −η1sign(S1 ) + aω r +ω
(School of Control Science and Engineering, Shandong University, Jinan 250061, Shandong Province, China) ABSTRACT: A sliding-mode speed and flux control strategy of the speed sensorless induction machine in synchronous rotating coordinate and a closed-loop flux observer with adjustable convergence rate are prese based on Lyapunov theory and the simulation results both verified the robustness of the control scheme and the flux observer against the parameter variation and the uncertainties. In order to eliminate the chattering phenomenon in sliding-mode control, the saturation function is adopted to replace the sign function. The load torque is estimated online within the speed observer, such that the robustness of the speed observer against the variation of the load torque is achieved. Under the condition of drastically changed induction machine parameters and load torque, the simulations of the control strategy and exact feedback linearization method are performed respectively. The high performance of the control scheme is verified via simulation results. KEY WORDS: induction machine; speed control; flux control; sliding-mode control; speed observer; robustness 摘要设计了一种在同步旋转坐标系下的无速度传感器感 Lyapunov 稳定性理论推导和仿关键词感应电机速度控制磁通控制滑模控制速度观测器鲁棒性