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

1

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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基于双辨识参数全阶自适应观测器的感应电机低速性能 被引量：18

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作者 尹忠刚 张延庆 +2 位作者 杜超 孙向东 钟彦儒 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第20期111-121,共11页

提出了一种基于双辨识参数全阶自适应观测器的感应电机无速度传感器矢量控制策略,根据Popov超稳定性理论对系统进行了稳定性分析,在深入研究传统全阶自适应观测器的基础上,对保证系统在全速范围内稳定运行的反馈增益矩阵选取准则进行分... 提出了一种基于双辨识参数全阶自适应观测器的感应电机无速度传感器矢量控制策略,根据Popov超稳定性理论对系统进行了稳定性分析,在深入研究传统全阶自适应观测器的基础上,对保证系统在全速范围内稳定运行的反馈增益矩阵选取准则进行分析并据此设计了反馈增益矩阵。通过分析低速时定子电阻变化对转速估计的影响,构建了双辨识参数全阶自适应观测器,可以同时对转速和定子电阻进行在线辨识,有效提高了系统的低速带载性能。对基于双辨识参数全阶自适应观测器的感应电机无速度传感器矢量控制系统进行了实验验证,实验结果验证了算法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 全阶自适应观测器 双辨识参数 感应电机 低速

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基于自适应观测器的无速度传感器感应电机控制 被引量：33

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作者 黄志武 桂卫华 +2 位作者 年晓红 单勇腾 刘心昊 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期913-918,共6页

针对采用极点配置的自适应速度观测器存在不稳定区域的问题,建立了全阶自适应状态观测器并给出了观测器的速度辨识律.应用Lyapunov稳定性理论,观测器的增益借助于MATLAB LMI工具箱求解两个双线性矩阵不等式得到.在MATLAB 6.5/SIMULINK... 针对采用极点配置的自适应速度观测器存在不稳定区域的问题,建立了全阶自适应状态观测器并给出了观测器的速度辨识律.应用Lyapunov稳定性理论,观测器的增益借助于MATLAB LMI工具箱求解两个双线性矩阵不等式得到.在MATLAB 6.5/SIMULINK环境下,建立了无速度传感器感应电机直接转矩控制的仿真实验平台,给出了无速度传感器直接转矩控制的仿真结果.仿真结果表明本文给出的自适应观测器在全速范围内具有很好的稳态性能,并具有很好的鲁棒性.同时,在以TMS320F240为核心的感应电机直接转矩控制系统上进行了速度辨识实验,实验结果验证了方案的有效性. 展开更多

关键词 无速度传感器 全阶自适应状态观测器 直接转矩控制 LMI

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一种新型的基于自适应磁链观测器的速度辨识 被引量：10

5

作者 黄志武 桂卫华 +3 位作者 单勇腾 年晓红 刘心昊 李艺 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期825-829,共5页

提出了一个基于自适应磁链观测器的速度辨识方案。应用Lyapunov稳定性理论,观测器的增益借助于Matlab中LMI工具箱求解一线性矩阵不等式得到,它解决了采用极点配置的自适应速度观测器存在不稳定区域的问题。利用速度估计自适应机构和矢... 提出了一个基于自适应磁链观测器的速度辨识方案。应用Lyapunov稳定性理论,观测器的增益借助于Matlab中LMI工具箱求解一线性矩阵不等式得到,它解决了采用极点配置的自适应速度观测器存在不稳定区域的问题。利用速度估计自适应机构和矢量控制方案设计了无速度传感器感应电机矢量控制系统。仿真结果表明提出的鲁棒自适应观测器在全速范围内具有很好的稳态和动态性能,并具有很好的鲁棒性。 展开更多

关键词 无速度传感器 全阶自适应状态观测器 矢量控制 LMI

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一种新型的基于观测器的无速度传感器感应电动机定子电阻辨识方案 被引量：18

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作者 黄志武 桂卫华 +2 位作者 年晓红 刘心昊 单勇腾 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期13-20,共8页

建立了一种新型的全阶自适应状态观测器,提出了基于观测器的速度和定子电阻辨识方案。应用Lyapunov稳定性理论,经过严格推导得出了速度辨识自适应律;通过对两个双线性矩阵不等式的求解得到状态观测器的增益矩阵,从而克服了现有采用极点... 建立了一种新型的全阶自适应状态观测器,提出了基于观测器的速度和定子电阻辨识方案。应用Lyapunov稳定性理论,经过严格推导得出了速度辨识自适应律;通过对两个双线性矩阵不等式的求解得到状态观测器的增益矩阵,从而克服了现有采用极点配置的自适应速度观测器存在不稳定区域的问题。在此基础上,由Lyapunov稳定性条件,在保持观测器增益不变的情况下,得到观测器的定子电阻辨识算法;通过将定子电阻的辨识值反馈,减小了定子电阻变化对系统性能的影响。在Matlab/Simulink环境下,对基于自适应观测器的无速度传感器感应电机直接转矩控制进行了仿真,并以TMS320F240为控制核心构建了感应电动机直接转矩控制系统,完成了速度辨识和定子电阻辨识实验。仿真和实验结果表明本文给出的自适应观测器在全速范围内具有良好的稳态和动态性能。 展开更多

关键词 无速度传感器 全阶自适应状态观测器 定子电阻辨识 直接转矩控制

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基于电流误差加权转速自适应律的异步电机无速度传感器设计方法 被引量：2

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作者 李琰琰 王帅 +3 位作者 郭磊磊 靳雪妍 楚之乐 金楠 《智慧电力》 北大核心 2024年第1期95-101,115,共8页

针对异步电机无速度传感器低速运行不稳定的问题,提出一种基于电流误差加权转速自适应律的异步电机无速度传感器设计方法。首先,采用小信号线性化模型分析方法说明转子磁链误差与励磁电流误差之间的关系,进而得出新的转速自适应律;然后... 针对异步电机无速度传感器低速运行不稳定的问题,提出一种基于电流误差加权转速自适应律的异步电机无速度传感器设计方法。首先,采用小信号线性化模型分析方法说明转子磁链误差与励磁电流误差之间的关系,进而得出新的转速自适应律;然后,推导所提转速自适应律的开环传递函数,采用劳斯稳定性判据得出系统稳定运行的条件,借助MATLAB软件确定加权系数的取值;最后,将反馈矩阵引入含有改进转速自适应律的系统中,分析所提方法的极点分布规律。实验分析表明,所提方法具有较好的稳定性和优越性。 展开更多

关键词 异步电机 无速度传感器 改进转速自适应律 自适应全阶观测器 低速稳定性

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考虑参数误差的无速度传感器异步电机低速发电工况稳定性提升策略 被引量：1

8

作者 杨凯 李孺涵 +2 位作者 罗成 徐智杰 郑逸飞 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第21期5738-5748,5820,共12页

对于无速度传感器异步电机控制系统,反馈矩阵理论上可以减小系统发电运行不稳定区域,改善低速发电工况下的转速观测性能。然而,由于电机参数误差,现有控制策略无法在低定子电流频率下实现理想的稳定性目标。针对这个问题,该文提出一种... 对于无速度传感器异步电机控制系统,反馈矩阵理论上可以减小系统发电运行不稳定区域,改善低速发电工况下的转速观测性能。然而,由于电机参数误差,现有控制策略无法在低定子电流频率下实现理想的稳定性目标。针对这个问题,该文提出一种基于多误差项协同的反馈矩阵设计方法,提高系统对电机参数误差的鲁棒性,并提升转速观测的稳定性。首先,该文提出一种基于多误差项解耦的磁链误差在线观测方法,分析并设计了磁链误差权重系数。其次,在观测器反馈矩阵设计中引入电流误差项,实现电流误差项与磁链误差项的协同设计。在此基础上,将误差矢量系数矩阵行列式重构为抛物线函数,通过引入常数项满足系统稳定的必要条件,解决传统反馈矩阵设计方法对电机参数变化敏感的缺陷,提高观测器对参数误差的鲁棒性。在低定子电流频率下,所提方法可以在低速发电区域实现稳定的转速观测。最后,在2.2 kW异步电机平台上验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 异步电机 无速度传感器控制 参数误差 自适应全阶观测器

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感应电动机无速度传感器矢量控制系统极低速性能研究 被引量：18

9

作者 吕英俊 黄旭 +1 位作者 苏涛 李丽 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期1320-1328,1423,共10页

针对感应电机无速度传感器矢量控制系统在低速、尤其是极低速时运行不稳定的问题,该文提出一种新的全阶自适应观测器算法。该算法由全阶自适应观测器中改进的反馈矩阵算法和改进的转速自适应律算法组成。通过建立考虑逆变器非线性电压... 针对感应电机无速度传感器矢量控制系统在低速、尤其是极低速时运行不稳定的问题,该文提出一种新的全阶自适应观测器算法。该算法由全阶自适应观测器中改进的反馈矩阵算法和改进的转速自适应律算法组成。通过建立考虑逆变器非线性电压误差和定子电阻压降的观测器状态误差方程,分析逆变器非线性电压误差对估计转速的影响,提出一种可降低逆变器非线性电压误差和定子电阻压降对转速估计影响的反馈矩阵;同时对传统自适应律进行改进,即在传统自适应律的基础上添加与逆变器非线性电压误差和定子电阻压降等造成的磁链误差相当的补偿量,且该补偿量表达式具有一定的自适应性,使得在低速时转速估计具有满意的精度。通过在2.2kW感应电机实验平台对此方法进行有效性的验证,实验结果证明:所给出的算法能保证电机在低速、极低速和零速下带额定负载及1.8倍额定负载稳定运行,并且具有良好的动静态性能。 展开更多

关键词 感应电机 无速度传感器控制 矢量控制 极低速 全阶自适应观测器

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矢量控制系统中转子电阻辨识方案的仿真研究 被引量：4

10

作者 丁荣军 王涛 +1 位作者 桂卫华 年晓红 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期956-960,共5页

设计了一种基于自适应磁链观测器的无速度传感器感应电机矢量控制系统,给出了转速和转子电阻的辨识率,保证了系统在全速度范围内能够稳定运行。通过仿真和实验,对转子电阻随温度的变化对无速度传感器控制系统的影响进行了模拟研究。研... 设计了一种基于自适应磁链观测器的无速度传感器感应电机矢量控制系统,给出了转速和转子电阻的辨识率,保证了系统在全速度范围内能够稳定运行。通过仿真和实验,对转子电阻随温度的变化对无速度传感器控制系统的影响进行了模拟研究。研究结果表明:给出的转子电阻的辨识方案具有更快的收敛速度;转子电阻的辨识对电机的速度辨识具有很好的修正作用。 展开更多

关键词 全阶自适应观测器 矢量控制 速度辨识 转子电阻辨识

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转子电阻对DTC控制系统低速性能影响分析及修正方案 被引量：1

11

作者 张超 年晓红 王涛 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期3346-3350,3355,共6页

在设计的一种基于自适应磁链观测器的无速度传感器感应电机直接转矩控制系统基础上,运用Lyapunov稳定性理论,构造新型Lyapunov函数,推导出转子速度和转子电阻的自适应辨识率,从理论上严格证明了磁链观测器的稳定性。同时利用LMI工具箱,... 在设计的一种基于自适应磁链观测器的无速度传感器感应电机直接转矩控制系统基础上,运用Lyapunov稳定性理论,构造新型Lyapunov函数,推导出转子速度和转子电阻的自适应辨识率,从理论上严格证明了磁链观测器的稳定性。同时利用LMI工具箱,求解双线性矩阵不等式,得到自适应观测器的增益矩阵,使得磁链观测器的稳定性在包括零点在内的足够大的对称区间里得到保证,从而保证了系统在全速范围内稳定运行。通过仿真和试验,对转子电阻变化对直接转矩控制系统低速性能的影响进行了仿真研究。研究结果表明:转子电阻变化对直接转矩控制低速性能有较明显的影响,同时,给出的转子电阻辨识方案对直接转矩控制低速时的速度辨识有很好的修正作用。 展开更多

关键词 无速度传感器 全阶自适应观测器 直接转矩控制 速度辨识 转子电阻辨识

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一种新型PMSM矢量控制系统速度辩识方案 被引量：4

12

作者 王新英 何亚屏 +1 位作者 佘栋 霍唐锴 《控制工程》 CSCD 北大核心 2016年第6期884-889,共6页

提出一种新型的适合全速范围内的速度辩识方案,从PMSM电机数学模型出发,设计以定子电流和磁链为状态量的全阶自适应观测器,引入李亚普诺夫稳定性理论,设计加入约束矩阵P的新的李亚普诺夫函数,判定函数稳定性得到速度辨识律,通过MATLAB的... 提出一种新型的适合全速范围内的速度辩识方案,从PMSM电机数学模型出发,设计以定子电流和磁链为状态量的全阶自适应观测器,引入李亚普诺夫稳定性理论,设计加入约束矩阵P的新的李亚普诺夫函数,判定函数稳定性得到速度辨识律,通过MATLAB的LMI工具箱求解双线性不等式,得到观测器的常数矩阵增益,使得观测器的稳定性能够在包括零点的足够大的对称区间得到保证,因此系统能在从低速到高速的整个速度范围内稳定的运行,并且具有较高的动静态性能,通过仿真实验所得到的结果验证了所提方案的正确性和可行性。 展开更多

关键词 永磁同步电动机 全阶自适应观测器 矢量控制系统 速度辨识

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异步电机无传感器矢量控制极低速与零速性能研究 被引量：20

13

作者 吕英俊 刘卓伟 +2 位作者 苏涛 黄旭 苏学成 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第20期6095-6103,共9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,针对其在低速状态下驱动性能差的问题,文中提出一种新的基于最小励磁电流误差原则的设计理念,据此设计出改进的反馈增益矩阵;在此基础上,设计出改进的转速自适应律,引入励... 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,针对其在低速状态下驱动性能差的问题,文中提出一种新的基于最小励磁电流误差原则的设计理念,据此设计出改进的反馈增益矩阵;在此基础上,设计出改进的转速自适应律,引入励磁电流误差,并在该误差项中引入合适的权系数(或称修正因子),强化转速自适应律。通过两者相结合的新算法,实现励磁电流误差最小。本方法的特点是通过减小励磁电流误差来减小磁链误差,从而保证电机磁通量在全速范围内的恒定不变,以解决极低速及零速情况下转速精度下降和带载能力减弱的问题。通过在2.2kW的异步电机实验平台上的实验验证,表明提出的算法能实现系统在15~3r/min及零速带额定负载情况下,具有良好的运行性能,颇具实用性。 展开更多

关键词 全阶自适应观测器 励磁电流误差 转速自适应律 稳定性分析 无速度传感器 异步电机

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