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基于全阶观测器九相永磁同步电机无位置传感器缺相容错控制
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作者 马茂原 曹仁廷 +1 位作者 刘晓明 郑晓钦 《大电机技术》 2025年第2期28-37,共10页
多相永磁同步电机具有效率高、转矩密度高、容错能力强等优点。本文针对无位置传感器控制的九相永磁同步电机,提出一种基于扩展磁链的全阶状态观测器缺相容错控制方法,准确估算电机正常和缺相故障时转子位置信息,实现电机在缺相故障和... 多相永磁同步电机具有效率高、转矩密度高、容错能力强等优点。本文针对无位置传感器控制的九相永磁同步电机,提出一种基于扩展磁链的全阶状态观测器缺相容错控制方法,准确估算电机正常和缺相故障时转子位置信息,实现电机在缺相故障和容错状态无位置传感器控制的稳定运行。首先,基于静止坐标系电压模型构建全阶状态观测器估算扩展磁链,利用扩展磁链幅值不随转速变化的特性,结合锁相环提取转子位置信息;其次,计算缺相容错目标电流,通过调整剩余健康相电流重构容错控制策略;最后,搭建九相永磁同步电机平台,验证全阶状态观测器无位置传感器缺相容错控制策略的有效性。 展开更多
关键词 九相永磁同步电机 扩展磁链 全阶观测器 缺相故障 容错控制
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基于改进互联型全阶观测器的直线感应电机在线参数辨识
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作者 丰富 胡海林 +1 位作者 钟德鸣 杨杰 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期776-785,共10页
由于直线感应电机特殊结构和动态边端效应等影响,其励磁电感和次级损耗电阻的变化机理和规律复杂,为提高观测器对励磁电感和次级损耗电阻的辨识精度和性能,提出一种基于改进互联型全阶观测器的直线感应电机双参数在线辨识方法.首先,根... 由于直线感应电机特殊结构和动态边端效应等影响,其励磁电感和次级损耗电阻的变化机理和规律复杂,为提高观测器对励磁电感和次级损耗电阻的辨识精度和性能,提出一种基于改进互联型全阶观测器的直线感应电机双参数在线辨识方法.首先,根据考虑动态边端效应的直线感应电机T型等效电路,建立双参数变化的电机状态空间方程,并分析参数变化及耦合特性对电机极点影响;其次,为减小参数耦合对辨识精度的影响,建立双参数互联的低耦合辨识模型,完成互联型全阶自适应观测器设计,采用Popov超稳定性理论推导励磁电感和次级电阻在线辨识的自适应律,实现双参数在线辨识;然后,为提高观测器的稳定性和收敛速度,结合新型极点配置法完成反馈增益矩阵的推导与设计;最后,搭建仿真模型和硬件在环辨识模型进行实验验证.结果表明:新型全阶自适应观测器在启动加速阶段时励磁电感和损耗电阻辨识误差在0.01%左右;在负载动态时损耗电阻辨识误差在0.03%左右. 展开更多
关键词 直线感应电机 全阶观测器 参数辨识 极点配置
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异步电机自适应全阶观测器算法低速稳定性研究 被引量:38
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作者 陈伟 于泳 +2 位作者 杨荣峰 徐壮 徐殿国 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第36期33-40,共8页
基于转速自适应全阶观测器的异步电机无速度传感器矢量控制算法,针对其低速发电状态下不稳定的问题,该文根据异步电机小信号线性化模型,推导出转速自适应观测系统的传递函数,并采用劳斯稳定性判据,提出一种基于全阶观测器的转速自适应... 基于转速自适应全阶观测器的异步电机无速度传感器矢量控制算法,针对其低速发电状态下不稳定的问题,该文根据异步电机小信号线性化模型,推导出转速自适应观测系统的传递函数,并采用劳斯稳定性判据,提出一种基于全阶观测器的转速自适应观测方法。该方法通过在传统的自适应律中加入励磁电流观测误差项,使转速的观测精度得到大幅提高,并通过在线调节励磁电流观测误差项的比例系数,可使系统在低速发电状态下稳定运行。考虑到在运行过程中电机参数的变化,对此算法的参数鲁棒性进行了分析。通过7.5 kW异步电机能量互馈实验平台对此算法的有效性进行了验证。从实验结果可知,此新型速度自适应观测方法明显提高了低速下的速度观测精度,改善了系统的低速性能,并有效解决了低速发电状态下系统不稳定的问题。 展开更多
关键词 自适应全阶观测器 速度自适应律 无速度传感器 发电状态 稳定性分析 异步电机
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基于全阶观测器的三电平逆变器异步电机无速度传感器矢量控制系统 被引量:34
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作者 张永昌 赵争鸣 +2 位作者 张颖超 袁立强 蒋栋 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期34-40,共7页
采用全阶观测器的方法在三电平逆变器平台上实现了异步电机的无速度传感器矢量控制。针对观测器中增益矩阵选择困难的问题,采用解析推导的方法借助数学软件完整地得出了六组增益矩阵,并指出了采用不同状态变量时增益矩阵之间的联系。全... 采用全阶观测器的方法在三电平逆变器平台上实现了异步电机的无速度传感器矢量控制。针对观测器中增益矩阵选择困难的问题,采用解析推导的方法借助数学软件完整地得出了六组增益矩阵,并指出了采用不同状态变量时增益矩阵之间的联系。全阶观测器只需要两路直流母线电压和两路电机电流信号,可以在全速域范围内准确的观测磁链和转速,并成功的将观测得到的转速和磁链用于闭环矢量控制中。仿真和实验表明基于全阶观测器的矢量控制系统动静态性能良好,对电机参数变化具有较好的鲁棒性。采用预励磁的方法可以在减小起动电流的同时增大起动转矩,保证系统的低速稳定运行。 展开更多
关键词 全阶观测器 三电平 无速度传感器 矢量控制
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基于自适应全阶观测器的感应电机低速发电运行稳定性 被引量:18
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作者 宋文祥 周杰 +1 位作者 朱洪志 尹赟 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期196-205,共10页
速度自适应全阶观测器已经被成功和广泛地应用于感应电机无速度传感器驱动系统,然而许多研究和实践工作都表明,基于自适应全阶观测器的感应电机驱动系统在低速发电运行状态会出现不稳定现象。本文利用自适应控制理论,推导出基于开环全... 速度自适应全阶观测器已经被成功和广泛地应用于感应电机无速度传感器驱动系统,然而许多研究和实践工作都表明,基于自适应全阶观测器的感应电机驱动系统在低速发电运行状态会出现不稳定现象。本文利用自适应控制理论,推导出基于开环全阶磁链观测器的使转速估计值及估计磁链稳定的充分必要条件,并进而给出了在给定转速条件下驱动系统发生不稳定现象的发电性质负载转矩边界值,从理论上阐明了何时会出现不稳定现象的问题。同时基于转矩-转速平面下的驱动系统相关特性分析,提出通过增大磁链幅值,增强驱动系统在低速发电模式下的带载能力,扩大稳定运行范围。仿真和实验结果验证了文中理论分析和提出方法的有效性。 展开更多
关键词 感应电机 自适应全阶观测器 低速发电稳定性 矢量控制
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感应电机全阶观测器的一种新型离散方法 被引量:5
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作者 凌光 王斯然 +1 位作者 陈斌 吕征宇 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2012年第4期78-81,共4页
针对感应电机全阶自适应观测器的离散化问题,通过将欧拉法和双线性变换法相结合,提出了一种新型离散化方法,用于实现感应电机精确的无速度传感器数字控制。自适应全阶磁链观测器的状态变量由定子电流和转子磁链构成。该方法对定子电流... 针对感应电机全阶自适应观测器的离散化问题,通过将欧拉法和双线性变换法相结合,提出了一种新型离散化方法,用于实现感应电机精确的无速度传感器数字控制。自适应全阶磁链观测器的状态变量由定子电流和转子磁链构成。该方法对定子电流采用欧拉法离散,对转子磁链采用双线性法离散。通过合理近似,使得求解磁链的方程组实现解耦,其运算复杂度比传统的双线性法显著降低。该方法的运算量只比欧拉法有略微增加,但精度却比欧拉法有明显改进。实验结果表明,所提出的方法能取得较小的离散误差,从而提高了感应电机无速度传感器控制的准确度。 展开更多
关键词 感应电机 全阶观测器 无速度传感器 离散时间控制
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定子磁链全阶观测器增益矩阵的确定方法 被引量:4
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作者 奚国华 高宏洋 +2 位作者 许为 喻寿益 桂卫华 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期793-798,共6页
为了提高异步电机定子磁链观测精度,减小观测误差受其运行过程中温度、频率和磁路等因素的影响,使用定子磁链全阶观测器观测定子磁链。利用静止坐标系下的异步电机数学模型,分析当电机参数改变时,高速运行状态下定子磁链观测器u-i模型... 为了提高异步电机定子磁链观测精度,减小观测误差受其运行过程中温度、频率和磁路等因素的影响,使用定子磁链全阶观测器观测定子磁链。利用静止坐标系下的异步电机数学模型,分析当电机参数改变时,高速运行状态下定子磁链观测器u-i模型和低速运行状态下i-n模型的观测误差变化情况,然后给出定子磁链全阶观测器增益矩阵的确定方法。在Matlab/Simulink仿真环境下,进行了仿真验证。研究结果表明:定子磁链观测精度主要是随着电机在运行过程中转速和转矩的变化而变化;采用此方法在保证观测器稳定的前提下,依据不同的转速区间,选择合适的观测器极点配置,可以提高异步电机全速运行状态下定子磁链的观测精度;采用此方法有效地提高了全速范围内定子磁链的观测精度,并且实现简单。 展开更多
关键词 异步电机 定子磁链 全阶观测器
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基于虚拟绕组和全阶观测器的五相感应电机无速度传感器容错控制策略 被引量:11
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作者 彭忠 郑泽东 +2 位作者 刘自程 王奎 李永东 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第21期4949-4961,共13页
多相电机驱动系统可靠性高、容错能力强、控制自由度更多。该文提出了虚拟绕组容错控制的思路,电机断相故障工况与正常工况下采用统一的控制算法框架。算法将断相故障转换为空间尺度下控制指令的约束,同时在时间尺度下加入各次谐波平面... 多相电机驱动系统可靠性高、容错能力强、控制自由度更多。该文提出了虚拟绕组容错控制的思路,电机断相故障工况与正常工况下采用统一的控制算法框架。算法将断相故障转换为空间尺度下控制指令的约束,同时在时间尺度下加入各次谐波平面上的谐波抑制算法,实现时空协同容错控制;另一方面,引入全阶观测器估计电机磁链和速度,实现多相感应电机驱动系统无速度传感器容错控制。最后,在五相感应电机实验平台上验证了所提算法的有效性,实现了电机断相工况下转子磁链和转子转速的准确估计,输出转矩波形中的脉动分量得到有效消除,断相切换过程平滑过渡。 展开更多
关键词 多相感应电机 断相故障 虚拟绕组 全阶观测器 容错控制
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模型参考自适应系统全阶观测器的一种电压误差补偿方法
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作者 廖华平 汤胜清 程小华 《防爆电机》 2006年第5期23-26,48,共5页
针对MRAS全阶观测器,分析了死区时间和管压降引起的定子电压误差对磁链观测的影响及定子电压误差和电流观测误差之间的关系,提出了定子电压基波分量幅值误差补偿和定子电压直流分量误差补偿方法并进行了仿真,结果表明了此方法的有效性。
关键词 无速度传感器 电压误差补偿 全阶观测器 模型参考自适应系统
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基于全阶观测器的感应电动机转速识别方法
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作者 蔡信健 年晓红 《机电技术》 2007年第3期63-65,共3页
在无速度传感器感应电动机控制系统的转速估算观测器中,要求有一个合适的电流反馈增益来保证转速估算的稳定性与工作性能。本文中的转速估算系统,新设计了一个观测器的电流反馈增益。本文中的转速估算系统,可以在低速、再生发电状态下... 在无速度传感器感应电动机控制系统的转速估算观测器中,要求有一个合适的电流反馈增益来保证转速估算的稳定性与工作性能。本文中的转速估算系统,新设计了一个观测器的电流反馈增益。本文中的转速估算系统,可以在低速、再生发电状态下稳定工作。对系统进行了仿真,仿真结果表明,系统具有较好的性能。 展开更多
关键词 感应电动机 无速度传感器 转速估算 全阶观测器
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基于自适应全阶观测器的永磁同步电机参数辨识策略 被引量:3
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作者 姜红 郎孝宇 +1 位作者 杨明 徐殿国 《微电机》 2016年第11期37-44,共8页
永磁同步电机的很多高性能控制策略,如无位置传感器控制和模型预测控制,为达到理想的控制性能,都需要使用在线参数辨识来实时获取电机参数。当前的在线参数辨识方法都是基于电机电压方程,也需要实时采样电机电压和电流。因此,逆变器的... 永磁同步电机的很多高性能控制策略,如无位置传感器控制和模型预测控制,为达到理想的控制性能,都需要使用在线参数辨识来实时获取电机参数。当前的在线参数辨识方法都是基于电机电压方程,也需要实时采样电机电压和电流。因此,逆变器的死区效应和电流采样低通滤波器对电压和电流的负面影响将会降低参数辨识性能。为解决上述问题,本文提出了一种基于自适应全阶观测器的永磁同步电机参数辨识策略。首先,根据李雅普诺夫稳定性定理推导出电机参数观测器。之后,本文基于全阶观测器提出了一种自适应死区补偿策略消除死区效应。针对低通滤波器带来的电流采样延时,本文使用非线性跟踪微分器替代低通滤波器,在保证滤波效果的同时减小采样延时。实验结果验证了本文提出方法的有效性。 展开更多
关键词 自适应全阶观测器 参数辨识 自适应死区补偿 非线性微分跟踪器 永磁同步电机
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基于全阶观测器的无人机系统抗干扰控制 被引量:2
12
作者 刘倍 王政 +1 位作者 牛诚波 裔扬 《扬州大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2019年第2期43-46,共4页
为探讨无人机系统抗干扰控制问题,利用T-S模糊模型描述非线性干扰,并设计全阶观测器分别观测外部干扰和无人机系统的状态,通过设计反馈控制器,实现了对干扰的有效估计和抑制,基于Lyapunov分析方法的无人机系统具有良好的稳定性和鲁棒性... 为探讨无人机系统抗干扰控制问题,利用T-S模糊模型描述非线性干扰,并设计全阶观测器分别观测外部干扰和无人机系统的状态,通过设计反馈控制器,实现了对干扰的有效估计和抑制,基于Lyapunov分析方法的无人机系统具有良好的稳定性和鲁棒性.仿真试验验证了算法的可行性与有效性. 展开更多
关键词 无人机 T-S模糊 全阶观测器 干扰观测器
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感应电机全阶观测器低速稳定运行的仿真 被引量:9
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作者 李洪波 蒋林 王海唐 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第4期1213-1216,1221,共5页
针对基于全阶磁链观测器的感应电机无速度传感器矢量控制系统低速不稳定问题,采用波波夫(Popov)超稳定性理论分析了观测器在低速发电区域不稳定原因,提出了一种保证观测器低速稳定运行的反馈增益设计准则。为了简化该系统稳定性分析过程... 针对基于全阶磁链观测器的感应电机无速度传感器矢量控制系统低速不稳定问题,采用波波夫(Popov)超稳定性理论分析了观测器在低速发电区域不稳定原因,提出了一种保证观测器低速稳定运行的反馈增益设计准则。为了简化该系统稳定性分析过程,基于转子磁通定向,利用劳斯-赫尔维茨(Routh-Hurwitz)判据将一个关于系统极点稳定的多维问题转化为系统零点稳定的一维问题进行处理,推导了转速估算系统稳定性条件,并给出了反馈增益设计方法。仿真结果表明,该系统在低速50 r/min和极低速10 r/min时均能稳定运行,相对于传统的基于极点配置方法,在低速发电区域的收敛性和稳定性更优,改善了无速度传感器矢量控制系统低速区域的动、静态性能。 展开更多
关键词 感应电机 全阶磁链观测器 无速度传感器控制 反馈增益设计 低速稳定性分析
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基于滑模控制的异步电机全阶观测器研究 被引量:7
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作者 蒋林 刘梁鸿 +1 位作者 李坤 张玉翠 《电气传动》 北大核心 2019年第4期19-22,共4页
针对基于全阶观测器的异步电机矢量控制系统的低速稳定运行和宽调速范围等问题,提出了一种基于滑模控制的改进型异步电机全阶观测器方法。该方法利用全阶磁链观测器来估计电机的转速、转子磁链,提高电机低速时的带载能力,并合理设计滑... 针对基于全阶观测器的异步电机矢量控制系统的低速稳定运行和宽调速范围等问题,提出了一种基于滑模控制的改进型异步电机全阶观测器方法。该方法利用全阶磁链观测器来估计电机的转速、转子磁链,提高电机低速时的带载能力,并合理设计滑模转速控制器来达到拓宽调速范围的目的,增强系统鲁棒性。最后,基于Matlab搭建系统仿真模型和基于DSP28055搭建了物理实验平台。仿真实验结果表明,所提控制策略拓宽了电机调速范围,提高了低速带载能力,验证了方法的可行性。 展开更多
关键词 异步电机 全阶磁链观测器 矢量控制 电机控制 滑模控制
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基于新型全阶观测器的感应电机无速度传感器控制
15
作者 胡锦涛 邵宜祥 +3 位作者 庄圣伦 孙素娟 周百灵 孙立鑫 《微电机》 2021年第5期79-85,共7页
随着我国海上风电的迅猛发展,感应电机作为一种主流电机已广泛用作海上风电中的发电机组。针对感应电机无速度传感器控制中转速估算误差大、过渡不平滑及反馈矩阵的计算量大等问题,设计了一种基于简化型反馈矩阵的新型全阶观测器方案。... 随着我国海上风电的迅猛发展,感应电机作为一种主流电机已广泛用作海上风电中的发电机组。针对感应电机无速度传感器控制中转速估算误差大、过渡不平滑及反馈矩阵的计算量大等问题,设计了一种基于简化型反馈矩阵的新型全阶观测器方案。设计时先按照极点平移法推导出反馈矩阵中各元素的表达式,再从稳定性与收敛速度两方面综合考虑,提出一种反馈矩阵的简化思想,以减小计算量及实现难度。通过对方案进行仿真与实验,结果表明该新型全阶观测器在感应电机的无速度传感器控制过程中观测精度高,动态性能好,工程实用性强。 展开更多
关键词 感应电机 无速度传感器 反馈矩阵 全阶观测器 极点平移法
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基于全阶观测器的异步电动机矢量控制系统
16
作者 夏梅 《变频器世界》 2012年第11期70-72,共3页
磁链观测一直是异步电机无速度矢量控制的难点,本文以异步电动机本身为参考模型,设计了全阶观测器的可调模型来估算异步电机的磁链和速度。利用Matlab软件构造了按转子磁场定向的矢量控制系统的仿真模型,采用全阶观测器的方法在逆变器... 磁链观测一直是异步电机无速度矢量控制的难点,本文以异步电动机本身为参考模型,设计了全阶观测器的可调模型来估算异步电机的磁链和速度。利用Matlab软件构造了按转子磁场定向的矢量控制系统的仿真模型,采用全阶观测器的方法在逆变器仿真平台和实验平台上实现了异步机的无速度矢量控制。通过仿真和试验验证了模型的正确性,结果表明所建立的调速系统具有良好的动态性能。 展开更多
关键词 异步电动机 全阶观测器 无速度矢量控制 MATLAB仿真
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实时ADI仿真下感应电机全阶观测器的研究
17
作者 贾丽娜 陈焰 石磊 《信息技术》 2017年第9期143-146,共4页
针对当前无速度传感器的控制方法中,存在低频时无法稳定运行、转速估算不精准、计算量偏大等问题,利用鲁棒性控制理论、线性矩阵不等式(LMI)来选择观测器的增益,推导了符合稳定性与收敛性要求的自适应律。并在此基础上,优化设计了转子... 针对当前无速度传感器的控制方法中,存在低频时无法稳定运行、转速估算不精准、计算量偏大等问题,利用鲁棒性控制理论、线性矩阵不等式(LMI)来选择观测器的增益,推导了符合稳定性与收敛性要求的自适应律。并在此基础上,优化设计了转子速度和定子电阻能同时观测的自适应全阶磁链观测器,以此来对转子速度进行准确估算,确保电机在全速范围内稳定运行。用MATLAB对自适应全阶磁链观测器进行模型仿真,最后以实时ADI半实物仿真试验系统验证了在实际运用中自适应全阶磁链观测器的设计在全速范围内准确估算转速的可行性,且有良好的抗负载扰动能力。 展开更多
关键词 感应电机 转速估计 无速度传感器矢量控制 自适应全阶磁链观测器 ADI
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基于全阶观测器的DTC系统低速性能改进研究 被引量:1
18
作者 闫小宇 《变频器世界》 2017年第10期58-63,共6页
由于异步电机在低速运行时,定子电阻受温度、定子频率、定子电流等的影响较大,直接转矩控制系统的性能受到直接影响。本文主要对异步电机直接转矩控制系统的低速性能进行改进研究,提出了以定子电流和定子磁链为状态变量,构造异步电机全... 由于异步电机在低速运行时,定子电阻受温度、定子频率、定子电流等的影响较大,直接转矩控制系统的性能受到直接影响。本文主要对异步电机直接转矩控制系统的低速性能进行改进研究,提出了以定子电流和定子磁链为状态变量,构造异步电机全阶磁链观测器,运用稳定性理论,并且推导出定子电阻的辨识率,对定子电阻进行在线识别,进而改善直接转矩控制系统的低速性能。并在MATLAB/Simulink软件中对上述设计进行仿真研究,仿真结果表明,通过全阶磁链观测器对定子电阻进行辨识后,直接转矩控制系统的低速性能得到了较好的改善。 展开更多
关键词 直接转矩控制 全阶磁链观测器 定子电阻识别 低速性能
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能够校正相位误差的感应电机全阶磁链观测器
19
作者 陈权 孙向东 +1 位作者 张晓滨 张彦平 《电力电子技术》 2024年第3期20-22,26,共4页
感应电机的传统全阶磁链观测器,采用预估校正法进行离散时转子磁链估计相位的误差较小。但是电机高速运行时,随着载波比的减小,估计相位误差会随之增大,进而引起电机控制性能下降。有鉴于此,通过分析磁链相位误差的影响以及电机控制变... 感应电机的传统全阶磁链观测器,采用预估校正法进行离散时转子磁链估计相位的误差较小。但是电机高速运行时,随着载波比的减小,估计相位误差会随之增大,进而引起电机控制性能下降。有鉴于此,通过分析磁链相位误差的影响以及电机控制变量之间的相互作用关系,推导出一种具有相位误差自校正功能的改进全阶磁链观测器。最后在感应电机实验平台上验证了改进全阶观测器的有效性。 展开更多
关键词 感应电机 全阶磁链观测器 校正相位误差
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基于模糊全阶滑模观测器的PMSM无传感器控制
20
作者 于辉 周士贵 +1 位作者 马飞鸿 张可程 《电气传动》 2024年第7期3-10,共8页
为解决传统滑模观测器采用固定滑模增益在永磁同步电机转子位置检测低速抖振严重的问题,提出了旨在提高宽调速范围滑模抖振抑制性能的模糊自适应调节滑模增益的全阶滑模观测器。首先,以定子电流与扩展反电动势为观测对象构建全阶滑模观... 为解决传统滑模观测器采用固定滑模增益在永磁同步电机转子位置检测低速抖振严重的问题,提出了旨在提高宽调速范围滑模抖振抑制性能的模糊自适应调节滑模增益的全阶滑模观测器。首先,以定子电流与扩展反电动势为观测对象构建全阶滑模观测器,采用定子电流实际值与观测值的误差和误差变化率为输入量构建模糊控制规则,并根据实时观测的电机转速,实现在不同转速时的滑模增益自适应调节。然后,采用双曲正切函数代替传统的符号开关函数实现软开关切换的连续滑模控制,并且为消除转速造成的影响,采用归一化正交锁相环获得扩展反电动势中准确的转子位置信息。最后,搭建了永磁同步电机驱动试验平台,在低速与中高速范围内分别进行实验验证。实验结果表明,相比于传统滑模观测器,所提算法在宽调速范围时控制性能更具有优势。 展开更多
关键词 永磁同步电机 全阶滑模观测器 模糊自适应控制 无传感器控制 双曲正切函数
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