現(xiàn)代電機結課報告論文-基于擴張狀態(tài)觀測器和有限時間控制的感應電機直接轉矩控制-全文預覽
【正文】 領域得到了廣泛的應用。然而,傳統(tǒng)擴張狀態(tài)觀測器的設計過程都采用了非線性函數(shù),結構比較復雜,給實際應用帶來了一定的困難。2 感應電機模型及直接轉矩控制感應電機對應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,為轉子磁鏈,為定子電阻, 為轉子電阻,為定子自感,為轉子自感,為互感,為電磁轉矩,為負載轉矩, 為阻尼系數(shù),為轉動慣量，為轉子電角速度。感應電機直接轉矩控制采用兩個滯環(huán)控制器,分別比較定子給定磁鏈和實際磁鏈、給定轉矩和實際轉矩的差值,通過查表方式,在逆變器的6個工作電壓矢量和2個零矢量中選擇合適的電壓矢量,產生PWM信號來驅動逆變器,達到控制電機的目的。把擾動觀測出來并加以補償后,感應電機調速系統(tǒng)就可以近似為一階積分型系統(tǒng)。利用有限時間技術和前饋補償, 得到給定轉矩:(11)其中, 。定義 1考慮系統(tǒng)(13)如果存在一個類函數(shù)和一個類函數(shù),使得對于任何初始狀態(tài)和有界輸入,解對于所有的都存在,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)計算的導數(shù)得進一步可得如下不等式:(18)其中。仿真采用的感應電機參數(shù)為:額定功率,額定轉速,定子電阻,轉子電阻, 定子和轉子漏感,互感,轉 子 轉 動 慣 量,阻 尼 系 數(shù)。仿真結果如圖3和圖4所示。(a) 啟動段局部放大圖(b) 突加負載段局部放大圖圖 3 轉速響應曲線對比(仿真)(a) 啟動段局部放大圖(b) PI控制啟動段局部放大圖 (c) P+ESO控制啟動段局部放大圖(d) FTC+ESO控制啟動段局部放大圖(e) 突加負載段局部放大圖(f) PI控制突加負載段局部放大圖(g) P+ESO控制突加負載段局部放大圖(h) FTC+ESO控制突加負載段局部放大圖圖 4 轉矩響應曲線對比(仿真) 試驗結果為了驗證仿真結果,本文進行了相應的實驗研究。這種數(shù)據(jù)采集方式可以防止額外的檢測電路對系統(tǒng)的干擾,提高實驗系統(tǒng)運行的可靠性。實驗結果如圖6–7所示。首先,擴張狀態(tài)觀測器用來估計系統(tǒng)的集總擾動,并且將估計值用于前饋補償設計中。參考文獻:[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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