[發(fā)明專利]一種基于內模觀測器的異步電機控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710053742.4
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106712625B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發(fā)明（設計）人: 尹忠剛;杜娜;張延慶;劉靜;鐘彥儒
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/13
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 胡燕恒

1.一種基于內模觀測器的異步電機控制方法，其特征在于，具體按以下步驟實施：

步驟1，設計內模控制器：

通過給被控對象并聯一個與被控對象盡量一致的估計模型，重構控制對象估計模型，得到異步電機電流環(huán)的模型，根據內模控制原理，結合異步電機電流環(huán)的模型，設計出內模控制器；

步驟2，在步驟1得到的內模控制器基礎上設計二自由度內模控制器；

步驟3，在異步電機狀態(tài)方程的基礎上設計內模觀測器；

步驟4，根據步驟2得到的內模觀測器估計出電流內環(huán)擾動f_d和f_q，根據步驟2得到的二自由度內模控制器輸出轉矩電壓U_d和勵磁電壓U_q，進而得到參考轉矩電壓和參考勵磁電壓即實現對異步電機的控制。

2.根據權利要求1所述的一種基于內模觀測器的異步電機控制方法，其特征在于，所述步驟1，具體為：

通過給被控對象并聯一個與被控對象盡量一致的估計模型。給出重構的控制對象估計模型，即異步電機電流環(huán)的模型為：

$G_n\left(s\right)={\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\σsL}}_s+R_s& -{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\σL}}_s\\ {\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\σL}}_s& {\mathrm{\σsL}}_s+R_s\end{array}\right]}^{-1}$

式中：R_s、R_r分別為定子電阻和轉子電阻，ω_s為磁場同步旋轉角速度，為漏磁系數，L_s、L_r、L_m分別為定子電感、轉子電感和定轉子之間的互感，s為微分算子；

異步電機電流輸出表達式為：

$Y\left(s\right)=\frac{C\left(s\right)G\left(s\right)}{1+C\left(s\right)\[G\left(s\right)-G_n\left(s\right)\]}R\left(s\right)+\frac{1-C\left(s\right)G_n\left(s\right)}{1+C\left(s\right)\[G\left(s\right)-G_n\left(s\right)\]}d\left(s\right)$

式中：C(s)為內模控制器，G(s)為被控制對象，G_n(s)為被控對象的估計模型，E(s)為反饋誤差信號，R(s)為輸入，Y(s)為輸出，d(s)為干擾輸入；通過閉環(huán)反饋后，系統(tǒng)能有效抑制擾動量的影響，提高抗干擾能力；

根據內模控制原理，當模型匹配時，即G(s)＝G_n(s)，如果取內模控制器為控制對象模型的逆，即內模控制器設計為：

$C\left(s\right)=G_{n-}^{-1}\left(s\right)f_1\left(s\right).$