現(xiàn)代電機(jī)結(jié)課報(bào)告論文-基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器和有限時(shí)間控制的感應(yīng)電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制-全文預(yù)覽
【正文】 領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而,傳統(tǒng)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的設(shè)計(jì)過程都采用了非線性函數(shù),結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,給實(shí)際應(yīng)用帶來了一定的困難。2 感應(yīng)電機(jī)模型及直接轉(zhuǎn)矩控制感應(yīng)電機(jī)對(duì)應(yīng)的電氣模型方程如下:(1)(2)(3)(4)(5)式中: 為定子電壓,為定子電流,為定子磁鏈,為轉(zhuǎn)子磁鏈,為定子電阻, 為轉(zhuǎn)子電阻,為定子自感,為轉(zhuǎn)子自感,為互感,為電磁轉(zhuǎn)矩,為負(fù)載轉(zhuǎn)矩, 為阻尼系數(shù),為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，為轉(zhuǎn)子電角速度。感應(yīng)電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制采用兩個(gè)滯環(huán)控制器,分別比較定子給定磁鏈和實(shí)際磁鏈、給定轉(zhuǎn)矩和實(shí)際轉(zhuǎn)矩的差值,通過查表方式,在逆變器的6個(gè)工作電壓矢量和2個(gè)零矢量中選擇合適的電壓矢量,產(chǎn)生PWM信號(hào)來驅(qū)動(dòng)逆變器,達(dá)到控制電機(jī)的目的。把擾動(dòng)觀測(cè)出來并加以補(bǔ)償后,感應(yīng)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)就可以近似為一階積分型系統(tǒng)。利用有限時(shí)間技術(shù)和前饋補(bǔ)償, 得到給定轉(zhuǎn)矩:(11)其中, 。定義 1考慮系統(tǒng)(13)如果存在一個(gè)類函數(shù)和一個(gè)類函數(shù),使得對(duì)于任何初始狀態(tài)和有界輸入,解對(duì)于所有的都存在,且滿足那么系統(tǒng)(13)是輸入狀態(tài)穩(wěn)定的。如果以下條件成立:1)系統(tǒng)是全局一致漸近穩(wěn)定的；2)系統(tǒng)關(guān)于x2是輸入狀態(tài)穩(wěn)定的；3)系統(tǒng)是全局一致漸近穩(wěn)定的,則級(jí)聯(lián)系統(tǒng)是全局一致漸近穩(wěn)定的。從而可知系統(tǒng)(15)為漸近穩(wěn)定的。根據(jù)引理1和式(17)可知,系統(tǒng)(14)為輸入狀態(tài)穩(wěn)定的。沿系統(tǒng)軌線(12)計(jì)算的導(dǎo)數(shù)得進(jìn)一步可得如下不等式:(18)其中。仿真采用的感應(yīng)電機(jī)參數(shù)為:額定功率,額定轉(zhuǎn)速,定子電阻,轉(zhuǎn)子電阻, 定子和轉(zhuǎn)子漏感,互感,轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量,阻 尼 系 數(shù)。仿真結(jié)果如圖3和圖4所示。(a) 啟動(dòng)段局部放大圖(b) 突加負(fù)載段局部放大圖圖 3 轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線對(duì)比(仿真)(a) 啟動(dòng)段局部放大圖(b) PI控制啟動(dòng)段局部放大圖 (c) P+ESO控制啟動(dòng)段局部放大圖(d) FTC+ESO控制啟動(dòng)段局部放大圖(e) 突加負(fù)載段局部放大圖(f) PI控制突加負(fù)載段局部放大圖(g) P+ESO控制突加負(fù)載段局部放大圖(h) FTC+ESO控制突加負(fù)載段局部放大圖圖 4 轉(zhuǎn)矩響應(yīng)曲線對(duì)比(仿真) 試驗(yàn)結(jié)果為了驗(yàn)證仿真結(jié)果,本文進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究。這種數(shù)據(jù)采集方式可以防止額外的檢測(cè)電路對(duì)系統(tǒng)的干擾,提高實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6–7所示。首先,擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器用來估計(jì)系統(tǒng)的集總擾動(dòng),并且將估計(jì)值用于前饋補(bǔ)償設(shè)計(jì)中。參考文獻(xiàn):[1] BLASCHKE principle of field orientation as applied to the new trans vector closed loop control system for rotating field machines [J].Siemens Review, 1972,34(5):217–220.[2] DEPENBROCK selfco
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