[發(fā)明專利]感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速觀測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811191896.0
• 申請(qǐng)日: 2018-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN109412487A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津恒天新能源汽車研究院有限公司
• 主分類號(hào): H02P21/24
• 分類號(hào): H02P21/24;H02P21/18;H02P21/13;H02P21/00
• 代理公司: 北京市鼎立東審知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11751
• 代理人: 陳佳妹

本發(fā)明公開了一種感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速觀測(cè)方法，其包括：采集感應(yīng)電機(jī)在靜止αβ坐標(biāo)系中的定子電壓向量在α軸和β軸的分量，定子電流向量在α軸和β軸的分量；根據(jù)感應(yīng)電機(jī)矢量控制等效電路，獲得激磁電流向量在靜止αβ坐標(biāo)系中的表達(dá)式，并建立激磁電流向量在靜止αβ坐標(biāo)系中的狀態(tài)方程；根據(jù)激磁電流向量構(gòu)建滑模觀測(cè)器；當(dāng)滑模運(yùn)動(dòng)發(fā)生后，將滑模控制函數(shù)經(jīng)過(guò)低通濾波得到等效滑模控制量，并建立等效滑模控制量在靜止αβ坐標(biāo)系中的狀態(tài)方程；根據(jù)等效滑模控制量在靜止αβ坐標(biāo)系中的狀態(tài)方程，構(gòu)建準(zhǔn)觀測(cè)器；基于李亞普諾夫穩(wěn)定性理論得到轉(zhuǎn)速自適應(yīng)律表達(dá)式。其有效解決了傳統(tǒng)的感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速辨識(shí)實(shí)現(xiàn)方法的辨識(shí)精度偏低的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速觀測(cè)方 法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代電機(jī)控制領(lǐng)域，感應(yīng)電機(jī)矢量控制技術(shù)獲得了廣泛應(yīng)用，由于速度 傳感器的使用破壞了感應(yīng)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、成本低、維修方便等優(yōu)勢(shì)，同 時(shí)還限制了感應(yīng)電機(jī)的應(yīng)用范圍，降低了系統(tǒng)魯棒性，因此，無(wú)速度傳感器不 僅成為了現(xiàn)代交流傳動(dòng)控制技術(shù)的一個(gè)重要研究方向，同時(shí)也是研究高性能通 用變頻器的關(guān)鍵技術(shù)。

目前，通過(guò)無(wú)速度傳感器控制進(jìn)行感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速辨識(shí)有很多種實(shí)現(xiàn)方法， 如：Luenberger觀測(cè)器方法、模型參考自適應(yīng)方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和滑模觀測(cè)器等。 其中，滑模觀測(cè)器因?qū)ο到y(tǒng)精度、數(shù)學(xué)模型精度要求低、對(duì)外部擾動(dòng)具有較強(qiáng) 的魯棒性等優(yōu)勢(shì)，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。如：發(fā)明專利《異步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈觀 測(cè)與轉(zhuǎn)速辨識(shí)的方法》，其通過(guò)極致扭曲理論構(gòu)建滑模觀測(cè)器作為模型參考自適 應(yīng)系統(tǒng)的參考值，由轉(zhuǎn)子磁鏈電流模型求得轉(zhuǎn)子磁鏈作為可調(diào)值，構(gòu)建基于轉(zhuǎn) 子磁鏈的模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)，通過(guò)自適應(yīng)率來(lái)觀測(cè)異步電機(jī)轉(zhuǎn)子電角速度。 但是，上述方法需要觀測(cè)轉(zhuǎn)子磁鏈，并且轉(zhuǎn)子電阻的變化對(duì)轉(zhuǎn)速估計(jì)的精度具 有一定的影響，這就使得傳統(tǒng)的感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速辨識(shí)實(shí)現(xiàn)方法的辨識(shí)精度偏低。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)傳統(tǒng)的感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速辨識(shí)實(shí)現(xiàn)方法的辨識(shí)精度偏低的 問(wèn)題，提供一種感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速觀測(cè)方法。

基于上述目的，本發(fā)明提供的一種感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速觀測(cè)方法，包括如下步驟：

采集感應(yīng)電機(jī)在靜止αβ坐標(biāo)系中的定子電壓向量v_s在α軸的分量v_sα，定子 電壓向量v_s在β軸的分量v_sβ，定子電流向量i_s在α軸的分量i_sα，定子電流向量i_s在β軸的分量i_sβ；

根據(jù)感應(yīng)電機(jī)矢量控制等效電路，獲得激磁電流向量i_M在靜止αβ坐標(biāo)系中 的表達(dá)式：

其中，i_Mα為激磁電流向量i_M在α軸的分量，i_Mβ為激磁電流向量i_M在β軸的 分量，L_r為轉(zhuǎn)子電感，L_m為勵(lì)磁電感，R_s為定子電阻，L_s為定子電感，σ為漏 磁系數(shù)，

根據(jù)感應(yīng)電機(jī)電壓和磁鏈方程，建立激磁電流向量i_M在靜止αβ坐標(biāo)系中的 狀態(tài)方程，其表達(dá)式為：

其中，ω_r為轉(zhuǎn)速，為i_Mα的微分，為i_Mβ的微分，τ_r為轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)， 其中R_r為轉(zhuǎn)子電阻；

根據(jù)激磁電流向量i_M在靜止αβ坐標(biāo)系的狀態(tài)方程構(gòu)建滑模觀測(cè)器，其表達(dá) 式為：