一种感应电机参数自适应转子磁链观测器的设计

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感应电机磁链的自适应观测及参数辨识

2006年1月电工技术学报Vol.21 No.1 第21卷第1期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Jan. 2006基于模型参考方法的感应电机磁链的自适应观测及参数辨识金海黄进（浙江大学电气工程学院杭州 310027）摘要提出一种基于模型参考方法的自适应定子磁链观测器，这种观测器不必预先知道电机的任何参数值，并且因运行时电机参数发生改变而发生的观测偏差也是收敛的。

当电机的激励电压满足所谓“充分激励”的条件时，还可以同时作为参数辨识器；即使输入电压不满足充分激励的条件，但如果部分参数已知，仍然可以辨识其余的参数。

仿真和实验结果验证了该方法的正确性。

关键词：感应电动机模型参考自适应系统状态观测器充分激励参数辨识中图分类号：TM346Adaptive Flux Estimation and Parameters Identification of InductionMotors Based on Model Reference ApproachJin Hai Huang Jin（Zhejiang University Hangzhou 310027 China）Abstract Based on model reference approach, an adaptive stator flux estimator for an induction motor is put forward. Estimating error caused by parameters mismatch is convergent while machine is operating. The estimator can be used for parameter identifier on condition that input voltage is a persistent excitation. Given one of the parameters or more, the rest can still be identified by this estimator even if input voltage is not persistent. The validity and practicability is verified by simulation and experiment results.Keywords：Induction motor，MRAS，states observer，persistency of excitation，parameter identifi- cation1引言在现代异步电机变频调速系统中，准确观测定子或者转子磁链是系统取得高性能的前提条件，也是矢量控制、直接转矩控制等高性能调速系统的关键技术[1]。

感应电机模糊自适应全阶磁链观测器的仿真研究

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。

基于二阶滑模与定子电阻自适应的转子磁链观测器及其无速度传感器应用

基于二阶滑模与定子电阻自适应的转子磁链观测器及其无速度传感器应用黄进;赵力航;刘赫【摘要】针对感应电机高性能矢量控制需求,设计一种基于Super-Twisting二阶滑模理论的转子磁链观测器,并提出以其观测结果作为参考模型的无速度传感器控制方案.该观测器属于非线性滑模观测器,充分利用了辅助滑模面,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,且反应速度优于传统电压型转子磁链观测器.而Super-Twisting理论无法处理的定子侧参数变化与扰动问题,则由并行定子电阻辨识机构进行修正.实验证明,转子磁链观测结果的相位和幅值较为准确.整套控制方案的有效性也经由仿真和实验得到验证.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2013(028)011【总页数】8页(P54-61)【关键词】感应电机;模型参考自适应;无传感器控制;二阶滑模;Super-Twisting 【作者】黄进;赵力航;刘赫【作者单位】浙江大学电气工程学院杭州 310027;浙江大学电气工程学院杭州310027;浙江大学电气工程学院杭州 310027【正文语种】中文【中图分类】TM3511 引言自20 世纪70 年代发展至今，三相异步电机矢量控制技术已趋成熟，能够满足大部分工业需求。

而精确的转子磁场定向和准确的转速观测，是保证矢量控制效果的两个最重要的因素。

为了能通过电机外部量“观测”电机内部的磁通，大部分控制方案采用的是基于数学模型的间接磁场定向矢量控制。

该方法的控制性能受数学模型准确性和电机参数稳定性的影响，其中定子电阻与转子时间常数影响最大。

另一方面，转速是非常重要的反馈量。

传统的机械式速度传感器会带来额外的成本和安装维护方面的问题，因此无速度传感器技术一直是电机控制领域的重要研究方向。

转子磁链和转速的观测可以在只测得定子侧电信号的前提下实现[1]。

将定子电流、转子磁链作为状态变量写出异步电机数学模型，在此基础上即可构建转子磁链观测器，并实现转速辨识。

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

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
【期刊名称】《微电机》
【年(卷),期】2009(42)3
【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11 kW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.
【总页数】4页(P5-8)
【作者】王高林;陈伟;于泳;徐殿国
【作者单位】哈尔滨工业大学,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,哈尔滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】TM346
【相关文献】
1.一种新型的无速度传感器感应电机转速与定子电阻辨识方案 [J], 刘刚;任一峰;林都;赵敏
2.基于二阶滑模与定子电阻自适应的转子磁链观测器及其无速度传感器应用 [J],
黄进;赵力航;刘赫
3.基于CESO磁链观测器的模型参考自适应感应电机转速辨识 [J], 韦文祥;刘国荣
4.感应电机模糊自适应全阶磁链观测器的仿真研究 [J], 蒋林;吴俊;杨欣荣
5.感应电机转速自适应全阶磁链观测器的离散化 [J], 宋文祥;周杰;尹赟
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永磁同步电机永磁磁链自适应观测器设计方法

永磁同步电机永磁磁链自适应观测器设计方
法
永磁同步电机是一种新型的高效率驱动器，在工业生产和交通运
输领域发挥着越来越重要的作用。

永磁磁链自适应观测器是永磁同步
电机矢量控制系统中的重要部分，其作用是实时地测量电机转子位置、速度和加速度等关键参数，以便实现精准控制。

永磁磁链自适应观测器的设计方法主要包括以下几个方面：首先，通过对永磁同步电机的控制系统结构和工作原理进行深入研究，建立
数学模型，推导出永磁磁链动态方程和观测器动态方程，从而建立起
永磁磁链自适应观测器数学模型；其次，根据已建立的数学模型，采
用自适应滤波器算法进行观测器状态估计，实时地测量永磁磁链的变
化情况，并将观测结果反馈给系统控制器，以保证永磁同步电机的稳
定运行；最后，通过实验验证和仿真分析等手段，对所设计的永磁磁
链自适应观测器进行性能评估和优化，进一步提高永磁同步电机的工
作效率和精度。

总之，永磁磁链自适应观测器是永磁同步电机控制系统中的重要
环节，其设计方法和优化策略对于提高永磁同步电机的性能具有重要
的意义和价值。

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

基于SOGI和FLL的感应电机磁链观测器设计

谩解决前述问题，但当电机工作频率点接近或低于滤 ¨ 波器截止频率时，将引入幅值和相角误差到估计量
收稿日期：２０１７—１０－２４基金项目：国家软科学研究计划项目（２００６ＧＸ２Ｂ０６０）
中Ｊ。这意味着难以在全转速范围内选择到合适的截止频率，只能在幅值和相角误差之间折衷。文献［１０—１１］设计了截止频率可编程低通滤波器方案，文献［１２—１３］将截止频率可编程方案进一步修改为三级和五级低通滤波器级联结合高通滤波器的方案，截止频率可编程技术依赖于估计的同步角频率，而同步角频率是通过对电机位置角求微分计算得到的，但是微分也会引入额外的问题，例如微分器放大后的噪声干扰。
；计。磁链估计可以通过不同方式实现，最广泛使用
手；的方法是基于电压模型，对电机反电动势进行积分
；获取，磁链估计避免了转速传感器的使用，有利于系
三；统可靠性的提高。
高
纯积分器有３个主要问题，一是传感器和模数
；转换器引入的直流偏置将容易导致积分器饱
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｄｕｃｔｉｏｎｍｏｔｏｒ（ＩＭ）；ｆｌｕｘｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ；￣ｅｑｕｅｎｃｙ－ｌｏｃｋｅｄｌｏｏｐ（ＦＬＬ）；ｓｅｃｏｎｄ－ｏｒｄｅｒｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｉｎｔｅ— ｇｒａｔｏｒ（ＳＯＧＩ）
张Ｏ引言

基于二阶滑模观测器的感应电机转子磁链观测

基于二阶滑模观测器的感应电机转子磁链观测徐静;杨淑英;郭磊磊;张兴【摘要】实现矢量控制的基础是准确获得转速和转子磁链信息,本文提出了一种基于二阶滑模观测器的转子磁链观测方法.将构造的滑模观测器作为模型参考自适应系统(MRAS)的参考模型,将磁链的电流模型改造为该中间变量的可调模型,且其可调量为转速变量,进而构造出MRAS,实现对转速的观测.在此基础上,完成转子磁链的计算,并得到转子磁链角度,实现基于直接磁场定向的感应电机矢量控制.中间量的构造有效避免了传统MRAS中的纯积分问题,便于算法的实施;二阶滑模观测器有效地削弱了一阶滑模观测器存在的抖振扰动,并且参数具有较强的鲁棒性.仿真结果表明该转子磁链观测器具有较高的观测精度,且对外部扰动和转子电阻变化具有较强的鲁棒性,提高了系统的动稳态性能.【期刊名称】《电工电能新技术》【年(卷),期】2016(035)012【总页数】6页(P32-37)【关键词】感应电机;二阶滑模;MRAS;磁链观测;无传感器控制【作者】徐静;杨淑英;郭磊磊;张兴【作者单位】合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】TM343感应电机的低成本和免维护等特点使其在工业生产中得到了广泛应用[1]。

矢量控制技术的发展，使其调速性能得到了显著改善。

转速及矢量定向是直接影响调速性能的两个重要因素[2]。

转速信息虽然可通过机械速度传感器获得，但会增加控制系统的成本和机械安装的复杂性，降低系统的可靠性[3]。

而无速度传感器技术可有效避免上述弊端，因此其成为近年来国内外学者研究的热点。

转子磁链信息可以通过直接测量获得，但直接测量法较难在实际系统中实现[4]，因此常采用间接观测的方法来获取转子磁链[5]。

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ｄｓｇｅａｅｎＬａｕｏｑａｉｎｅｉｎｄｂｓｄｏｙｐｎｖｅｕｔ．Ｆｎｌｏｉａｌｙ，ｔｅｃｎｅｇｎｅｏｅａｇｒｈａｄｔｅｅｆｃｆｓａｏｅｉｔｎｅｍｉｍａｃｅｅｅａｕｔｄｈｏｖｒｅｃｆｔｌｏｉｍｎｈｆｔｔｔｒｒｓｓａｃｓｔｈｗｒｖｌａｅｈｔｅｏｏｔａｎＰ８２ｒｓｅｔｅｙｉｌｔｎｎｃｕｌｅｐｒｍｅｔｈｗｔａｈｔｏａｂｅｅｈｏｏｕｔｕｏｔｎｎｎＭａｌｂａｄＤＳ２１ｅｐｃｉｌ．Ｓｍｕａｉｓａｄａｔａｘｅｉｎｓｓｏｈｔｅｍｅｈｄｃｎｏｓｒｒｔｅｒｔｒｆｘｗｉａｔ —ｕｉｇｖｏｔｖｌｈｒｔｒｒｓｓｎｅａｄｒｔｒｔｏｓａｔｉｅｔｃｔｎｏｏｅｉｔｃｎｏｏｉｃｎｔｎｄｎｉａｉ．Ｔｅａｇｒｈｉｒｂｓｏｓａｏｅｉｔｎｅａｍｅｉｆｏｈｌｏｉｍｓｏｕｔｔｔｒｒｓｓａｃ．ｔｔＫｅｒｓｌｘｏｓｒｅ；ｉｄｃｉｎｍｏｏｓｉｌｒｎｅｙｗｏｄ：ｆｂｅｒｎｕｔｔｒ；ｆｄｏｉｔｄｕｖｏｅｅ
第２８卷第７期
２１０１年７月来自机电工程
Ｖｏ．８Ｎｏ７１２．
ＪｕｎｌｏｃａｉａｏｒａｆＭｅｈｎｃｌ＆ＥｅｔｃｌＥｎｉｅｒｇｌｃｒａｇｎｅｉｉｎ
Ｊ１０１ｕ．２１
一
种感应电机参数自适应转子
Ａｂｔａｔｎｏｄｒｔｏｖｈｒｂｅｆｔｅｆｌｒｎｅｎｃｕａｙｃｕｅｙｔｅｖｒａｉｎｏｄｃｉｎｍｏｏａａｔｒｕｉｇｏｅａｓｒｃ：Ｉｒｅｓｌｅｔｅｐｏｌｍｓｏｅｄｏｅｔｄｉａｃｒｃａｓｄｂｈａｉｔｆｉｕｔｔｒｐｒｍｅｅｓｄｒｐｒ — ｏｈｉｉｏｎｏｎｔｎｏｅｕｂｅｖｒｗｔａａｔｒｄｐｉｅｗｓｐｏｏｅａｅｎＬｅｂｒｅｂｅｖｒｉｔ，ｔｅｐｉｃｐｅｏｈｂｅｖｒｗｓｉ，ａｎｖｌｘｏｓｒｅｉｐｒｍｅｅｓａａｔａｒｐｓｄｂｓｄｏｕｎｅｇｒｏｓｒｅ．Ｆｒｌｏｌｆｈｖｓｙｈｒｉｌｆｔｅｏｓｒｅａｎ
磁链观测器的设计术
余夫良，志奇，阳生邓陈
（江大学电气工程学院，江杭州３０２）浙浙１０７
摘要：为了解决“ 感应电机运行过程中由电机参数变化引起的转子磁场定向不准确” 问题，的根据龙贝格观测器原理提了一种新颖的参数自适应转子磁链观测器。首先论述了观测器的设计原理，对磁链误差无法获得这一问题提出了一种有效的解决方案，针引入了新变量，然后根据Ｌａｕｏ稳定性原理设计参数自适应律。最后分别在Ｍｔｂ和ＤＰ８２平台上对该算法的参数收敛ｙｐｎｖａｌａＳ２１性以及定子电阻误差对观测器的影响进行了验证。仿真和实验结果表明，该方法不但可以对转子磁链加以观测，还可以同时在线调整并辨识转子电阻以及转子时间常数，对定子电阻具有很强的鲁棒性。
ｅａｒｔｄ．Ｔｏａｉｄｔｅｆｕｘｅｒｒｌｂｏａｅｖｏｈｌｒｏ，ｗｈｉｈｉｎａａｌｂｅ，ａｎｗｖｒａｌｓｉｔｏｃｄ．Ｔｈｎ，ｔｅａａｔｖａｆｍｏｏａａｔｓｗａｃｓｕｖｉａｌｅａｂｅｗａｎｒｄｕｅｉｅｈｄｐｉｅｌｗｓｏｔｒｐｒｍｅｅｒｓ
关键词：链观测器；应电机；场定向磁感磁中图分类号：Ｍ３３Ｔ４文献标志码：Ａ文章编号：０１— ５１２１）７— ８６— ５１０４５（０１００７０
Ｄｅｉｎｏｏｏｕｂｅｖｒｗｉｈａａｔｏｆｍｏｏｓｇｆｒｔｒｆｘｏｓｒｅｔｄｐｉｎｏｔｒｌ
ｐｒｍｅｅｓｆｒｉｄｃｉｎｍｏｏｓａａｔｒｏｎｕｔｏｔｒ
ＹＵｕｌｎＦ —ｉｇ，ＤＥＮＧｈ — ｉａＺｉｑ，ＣＨＥＮｎ —ｈｎＹａｇｓｅｇ
（ｏｅｅｏｌｔｃｌｎｉｅｒｇＺｅａｇＵｉｅｉ，Ｈｎｚｏ１０７ｈｎ）ＣｌｇｆｅｒａＥｇｅｉ，ｈｊｎｎｖｒｔｌＥｃｉｎｎｉｓｙａｇｈｕ３０２，Ｃｉａ