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感应电机模糊自适应全阶磁链观测器的仿真研究蒋林;吴俊;杨欣荣【摘要】针对感应电机的全阶磁链观测器存在低速不稳定问题,提出一种模糊自适应全阶磁链观测器.通过设计观测器的反馈增益矩阵,使得系统不稳定区域最小化,并采用模糊转速自适应律来替代PI型转速自适应律,提高转速辨识精度.将模糊自适应全阶磁链观测器应用到转子磁场定向矢量控制系统,仿真和实验结果表明该系统在各种工况下都能稳定运行,具有较好的自适应性和鲁棒性.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2016(046)008【总页数】6页(P31-35,74)【关键词】感应电机;全阶磁链观测器;稳定性分析;模糊自适应;矢量控制【作者】蒋林;吴俊;杨欣荣【作者单位】西南石油大学电气信息学院,四川成都610500;西南石油大学电气信息学院,四川成都610500;西南石油大学机电工程学院,四川成都610500【正文语种】中文【中图分类】TM346在交流调速系统中，无速度传感器的矢量控制是一个研究热点［1］，其关键技术是如何准确地获取转速和磁链。
目前，常用的转速和磁链估计方法有全阶磁链观测器，而全阶磁链观测器的转速辨识系统存在低速不稳定现象［2-3］。
为此，国内外学者做了大量的研究，主要集中在观测器增益矩阵的设计［2-4，8］和转速自适应律的设计［5-6］。
文献［2-3］通过合理设计反馈增益矩阵改善了低速运行性能，但是没有考虑到参数变化对系统性能影响。
文献［4］将系统极点的多维问题转化为系统零点的一维问题来分析了系统的稳定性。
文献［5］通过修正转速自适应律来改善系统低速性能。
文献［8］基于状态误差方程来选择反馈增益系数，减小了增益系数选择的盲目性。
总之，以上稳定分析过程比较繁复，增益矩阵表达式太复杂，不利于工程实现，而且没有考虑参数变化对转速辨识的影响。
为此，本文基于观测转子磁链定向推导了转速辨识系统的传递函数，并利用劳斯判据得到了稳定运行条件，然后通过合理设计反馈增益矩阵，使得不稳定区域最小。
基于静态补偿电压模型的改进转子磁链观测器宋文祥;阮智勇;尹赟【摘要】为解决纯电压模型磁链观测器存在的积分漂移和饱和问题,常采用低通滤波器代替纯积分器.针对传统低通滤波器磁链观测方案的不足,本文提出一种改进的转子磁链观测方案,采用串联低通滤波器提取直流偏置得到理想的转子反电势,然后用可编程低通滤波器代替纯积分器,并在反电势低通滤波前补偿磁链误差.所提出的观测器可以有效消除直流偏置的影响,提高磁链观测的动态精度并改善系统的动态性能.在一台2.2kW感应电机无速度传感器矢量控制系统上对本文提出的改进转子磁链观测器方案进行了仿真和实验研究,结果验证了其正确性和有效性.%In the pure voltage model based flux observer, a LPF is normally used to replace the pure integrator to a-void integration drift and saturation problems. In order to eliminate the DC offset efficiently and compensate the error brought about by LPF as well as improve the dynamic performance, a modified rotor flux observer is proposed in this paper. In the proposed scheme, series LPF is used to remove the DC drift firstly, then a programmable LPF is used instead of the pure integrator, and the amplitude and phase error is compensated before the back EMF filtered for the flux estimation. Simulation and experiment based on induction motor speed sensor-less vector control systems verified its correctness and effectiveness.【期刊名称】《电工电能新技术》【年(卷),期】2012(031)004【总页数】5页(P19-23)【关键词】磁链观测器;电压模型;低通滤波器;直流偏置;矢量控制【作者】宋文祥;阮智勇;尹赟【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【正文语种】中文【中图分类】TM343感应电机矢量控制和直接转矩控制系统中，准确观测磁链是获得高性能控制的关键。
永磁电机无速度传感器的优化控制技术郭华华;张承维【摘要】永磁电机具有速度快、可靠性高等优点,在交流伺服系统中得到了广泛的应用,为了获得更优的永磁电机控制效果,提出一种新型的永磁电机无速度传感器优化控制技术.首先对永磁电机无速度传感器的工作原理进行分析,采用状态观测器测量转子的速度和位置,然后根据定子电流和参考电压估计反电动势,对轴向位移和旋转速度进行控制,最后采用仿真实验对其性能进行测试.结果表明,在各种条件下,所提控制技术均能够保证无速度传感器稳定运行,使得电机具有更优的工作性能.【期刊名称】《电网与清洁能源》【年(卷),期】2016(032)008【总页数】4页(P13-16)【关键词】永磁电机;无速度传感器;转矩控制;状态观测器;参考电压【作者】郭华华;张承维【作者单位】贵州理工学院电气工程学院,贵州贵阳550001;贵州理工学院电气工程学院,贵州贵阳550001【正文语种】中文【中图分类】TM351永磁电机具有速度快、稳定性高、过载能力强等优点，在许多领域得到了成功的应用[1-3]。
随着应用范围的不断拓宽，对永磁电机的性能要求越来越高，获得更加理想的永磁电机控制性能成为人们关注的焦点[4]。
在永磁电机的工作过程中，由于磁引力的不稳定性，对位置进行反馈控制，以稳定轴向位移，学者们采用无传感器技术解决该问题[5]。
针对永磁电机的无速度传感器控制问题，相关学者和研究机构进行了深入探索。
传统方法通过测量定子电流和电压得到无速度传感器感应电动势，从而实现转子的轴向位移和旋转速度的控制[6-8]。
传统方法的感应电动势估计结果对噪音敏感，而且电机参数具有一定的非线性和时变性，控制精度受到较大的干扰[9-11]。
为了克服传统方法的缺陷，有学者将反馈策略引入到控制技术中，通过状态观测器，如：龙伯格状态观测器、滑模变模型观测器、扩展卡尔曼滤波器来估计永磁电机的转速和转子位置。
相对于其他观测器，龙伯格观测器的非线性系统估计性能更优，使用更加广泛[12]。
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。
基于新型磁链观测器的无速度传感器感应电机控制技术研究现代工业中，传感器已经成为了一种非常重要的设备，经常被用来感知各种物理量，例如电流、温度、压力等等。
其中，无速度传感器是一种非常实用的传感器种类，其可以直接测量电机的输出角度，因此被广泛应用于电机控制领域。
本文将基于新型磁链观测器来研究无速度传感器感应电机控制技术，探讨其优点及存在的问题。
无速度传感器感应电机控制技术是一种直接根据电机输出的转子位置角度来推算电机输出转速的技术。
在实际应用中，为了确保电机的精准空间控制，需要通过测量转子的位置角度，将这些数据发送至控制器，以帮助控制器预测电机的输出转速。
而无速度传感器技术则可以避免使用复杂的转速传感器，从而降低了制造成本，减少了整个系统的体积，提高了器件的可靠性。
新型磁链观测器则是用来观测电磁场的变化，从而精确推算出电机的位置和速度。
它被广泛应用于无刷直流电机的转速控制系统中，可用于传感器监控死区、空载、过载和超速等状况。
该技术的具体实现步骤如下：首先，用数字信号处理器（DSP）采集各磁极施加的电压和角度测量电路测量得到的转子角度信息。
然后，通过对这些数据进行处理和分析，可以利用数学模型计算出电机的位置和速度。
最后，将这些数据反馈给电机控制器，使电机控制器可以根据这些数据进行调整，调整电机的输出力矩和输出角度，以达到最佳的效果。
使用新型磁链观测器的无速度传感器技术具有以下优点：首先，该技术不需要反馈很高的分辨率和动态范围，因此，对于一些特殊应用场合，可以采用价格较低的模块，节约成本；其次，使用无速度传感器技术可以避免由于控制误差产生的振荡问题，提高了系统的稳定性和可靠性；最后，该技术具有更好的机械耐用性和抗外干扰能力，适用广泛。
然而，在实际应用中，新型磁链观测器的无速度传感器技术也存在着一些问题。
首先，与传统的转速传感器相比，其灵敏度较低，不同的电机可能需要不同的传感器参数。
其次，无速度传感器技术会造成一定的误差，尤其是在高负载和超速的情况下，误差可能会较大。
PMSM改进型滑模观测器无传感器参数辨识刘艳莉;张烨;吕继考;王清龙【摘要】为解决经典滑模观测器由于不连续开关函数而存在的抖动问题,文中提出了一种基于双曲正切函数的滑模观测器来对电机的反电动势进行估计.同时,为消除由低通滤波器引起的相位延迟以得到比较准确的转子位置与速度信息,将观测器得到的反电动势信息及转子位置构造成一个锁相环.在锁相环中输入信号通过比例积分环节获得电机的转速与转子位置信息.仿真及实验结果表明:改进后的滑模观测器能够有效实现对永磁同步电机速度和位置比较精确的辨识,有效抑制了抖动问题.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2014(026)004【总页数】5页(P30-34)【关键词】永磁同步电机;无传感器矢量控制;滑模观测器;双曲正切函数;锁相环【作者】刘艳莉;张烨;吕继考;王清龙【作者单位】天津大学电气与自动化工程学院,天津300072;天津大学电气与自动化工程学院,天津300072;天津大学电气与自动化工程学院,天津300072;天津大学电气与自动化工程学院,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TM341在永磁同步电机无传感器矢量控制系统中，转子位置的准确获取非常重要，这关系到电机运行性能是否稳定的问题。
虽然位置传感器可以比较精确地获取转子的位置，但这些传感器增大了控制系统的体积，同时，鉴于传感器对环境条件的敏感性，系统的精确性也不易得到保证[1]。
为了解决机械传感器带来的不便，无传感器矢量控制技术应运而生。
目前，永磁同步电机无传感器控制技术大致可以分为5类：基于电机模型的估算方法、基于模型参考自适应方法、高频信号注入法、基于观测器估算方法和人工智能理论估算方法[2～4]。
文献[5]采用了高频信号注入法对永磁电机转速进行辨识，即通过注入旋转矢量载波高频信号来跟踪转子凸极，从而得到转子位置。
但是存在以下问题：当电机高速运行时，要求注入的高频信号要远大于电机基波频率，而功率开关器件的性能有限，因此，高频信号注入法不能保证电机在高速运行状态时速度与位置辨识的准确性。
中图分类号:T M346 文献标志码:A 文章编号:100126848(2009)0320005204一种基于转速和定子电阻自适应的感应电机全阶磁链观测器王高林,陈 伟,于 泳,徐殿国(哈尔滨工业大学,哈尔滨 150001)摘 要:提出了一种改进的全阶状态观测器对转速和定子电阻同时观测方案。
采用小信号线性化方法来分析稳定条件,将两相静止坐标系中的观测器输出误差系统变换到转子磁场旋转坐标系中,通过推导出单输入、单输出误差系统来得到满足观测器稳定性的误差反馈矩阵条件。
采用了一种改进的定子电阻自适应率以提高观测器的鲁棒性。
通过对11k W 感应电机无速度传感器转子磁场定向矢量控制实验,验证了方案的有效性。
关键词:感应电动机;转速估计;定子电阻;自适应;全阶观测器;实验Full 2order Flux O bserver Ba sed on Speed and St a torResist ance Adapt a ti on for I nducti on M otor WANG Gao 2lin,CHE N W ei,Y U Yong,XU D ian 2guo (Harbin I nstitute of Technol ogy,Harbin 150001,China )Abstract:An i m p r oved full 2order observer was p r oposed t o esti m ate s peed and stat or resistance synchr o 2nously .Stability of the s peed esti m at or is analyzed adop ting s mall 2signal linearized model .The observererr or syste m was translated int o synchr onous reference fra me .Then the err or feedback gain matrix couldbe designed thr ough the single 2input and single 2out put err or syste m t o satisfy the stability conditi ons .An i m p r oved adap tive mechanis m was p resented t o i m p r oved r obustness of the observer .The feasibility of thep r oposed sche me is verified by the ex peri m ental results of s peed sens orless field 2oriented vect or contr olled11k W inducti on mot or .Key W ords:I nducti on mot or ;S peed esti m ati on;Stat or resistance;Adaptati on;Full 2order observer ;Ex 2peri m ent收稿日期:2008203203修回日期:20092032190 引 言近年来,基于模型参考自适应系统的闭环磁链观测方法受到了广泛关注。
感应电动机磁链观测模型的应用在感应电动机矢量控制系统中，电动机转子磁链的准确估计是改善系统性能的关键因素，分析了3种不同的转子磁链观测方法，同时给出了它们的磁链观测器模型并在DSP2812微处理器控制系统中进行了实验验证，实验结果表明不同磁链观测模型有不同特点。
标签：感应电机；改进电压模型；全阶磁链观测器；矢量控制0 引言从理论上讲，直接检测是比较准确的，但在实际应用上这些方法都会遇到不少工艺问题，而且受齿槽影响，使检测到的信号中含有较大的脉动分量，特别是在低速区时，它的成分就越大。
因此，现今多采用间接计算的方法。
即利用容易测得的物理量电压、电流或者转速等信号，借助转子磁链模型，实时计算磁链的幅值与相位[1]。
本文分析了电压型转子磁链模型、参考自适应转子磁链模型与全阶磁链观测器模型的不同特点，在基于定点DSP 微处理器TMS320F2812的感应电机控制系统进行了实验，实验结果验证了不同模型的不同特点。
1 感应电机转子磁链不同数学模型建立合适的数学模型和状态方程是研究矢量控制系统的基础。
对感应电机转子磁链观测模型的选取主要是取决于具体的应用环境，根据需要权衡其利弊来选择适当的方案。
1.1 改进电压模型的转子磁链模型采用电流模型计算转子磁链时需要电流和转速信号，但是电机参数的变化会影响它的精确度。
而电压模型受电机参数的影响较小，但是定子绕组反电动势积分项累积误差影响计算结果，容易产生直流偏移和积分饱和等问题[2]；并且在低速区时，定子电阻压降变化大，使电压模型计算出的转子磁链不够准确。
因此传统的电压模型转子磁链轨迹将不再是以圆心为中心，当电机运行频率很低时这种现象尤其明显[3]。
为此结合电流模型和电压模型优点，建立改进电压模型的转子磁链观测器，在低速区时，使用电流模型对电压模型进行修正，引入经PI 作用得到的补偿电压来消除纯积分环节和定子电阻参数误差带来的影响。
PI调节器如式（1）所示。
定子磁链学模型如式（3）所示1.2 基于模型参考自适应法（MRAS）的转子磁链模型模型参考自适应（Model Reference Adapt System，MRAS）是由不含未知参数的方程作为参考模型和含有待估计参数的方程作为可调模型之差，构成自适应律，使得参考模型和可调模型输出误差接近零[4]。
Equipment Manufacturing Technology No.11,2020基于改进型SMO的PMSM无传感器控制方法涂志文，蒋成明,涂群章，黄皓,朱昌林(陆军工程大学野战工程学院，南京210007)摘要:传统型滑模观测器(Sliding Mode Observer,简称SMO)由于采用不具备连续性的符号函数sign(x)作为永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)无位置传感器控制系统中的控制函数，导致系统存在抖振等问题，不能精确地实现PMSM无位置传感器控制。
为了解决系统的抖振等问题，实现PMSM无位置传感器的精确控制，提出了一种改进型SMO,采用具备连续性双曲正切函数tanh(s)作为PMSM无位置传感器控制系统中的控制函数,并将其与锁相环(the phase-locked loop,简称PLL)算法结合使用，在Matlab/simulink软件中搭建改进型SMO与PLL仿真模块，仿真实验结了该改进型SMO控制方案的优越性。
关键词：永磁同步电机；滑模观测器；双曲正切函数;无位置传感器中图分类号:TM35*文献标识码:A文章编号：*672-545X(2020)**-00*2-060引言永磁同步电机(PMSM)因其效率高、转矩体积比大、功率密度高、运行可靠等诸多优点受到大量业界学者的关注。
因此，永磁同步电机进入一段快速发展期,PMSM被广泛应用于工业生产、轨道交通、航空航天以及军事国防等各个领域叫然而，实现PMSM的高精度的控制需要提前电机转子的。
电机转的大，将会导致电机不能正启。
此，电机转实现PMSM高精度控制的要。
，国大量学者致于PMSM 转子的，提诸多。
前通机PMSM转的进行，于机高、可靠不，体积大空等点，现不用。
于，学者将转控制，将控制应用于PMSM，现用控制永磁同步电机控制领域的。
PMSM的控制要可大叫一通电机转子的转的，一用于速速，另一通电EMF电机转子转速，要应用速高速的PMSM叫于一类，要转高频电压注入法(Rotating High Frequency Voltage Signal Injection)、脉冲高电注入Pulsating High Frequency Voltage Signal Injection)、咼频电流注入法(High frequency current signal injection)以及咼频方波信号注入法(High-Frequency Square-Wave Signal Injection)等=K-L＞于，要包括滑模观测器法(Sliding Mode Observer，简称SM0)=t＞、模型参考自适应法(Model Reference Adaptive System，简称MRAS)=12＞、基于扩展卡尔曼滤(Extended Kalman Fliter，简称EMF)问等方法；其SMO因不受控制系统结构参数的不定影响，控制系统的态特仅依赖于面的选择等优点得到广泛应用网，于统SMO用不备连续的符函数sign(x)作PMSM控制系统的控制函数，导致系统存抖振等问题问，不能效地实现PMSM控制。
