基于观测磁链误差的异步电机无速度传感器的全阶磁链观测器的获取方法

摘要

基于观测磁链误差的异步电机无速度传感器的全阶磁链观测器的获取方法，属于无速度传感器矢量控制全阶磁链观测器领域。解决了现有无速度传感器矢量控制系统在电机低速运行时，由于电机参数误差较大，造成全阶磁链观测器的观测准确度低，最终导致系统运行稳定性差的问题。根据以下准则获得全阶磁链观测器误差反馈矩阵系数：观测器极点实部小于异步电机极点实部，且都为负数，估计转速传递函数的零极点实部都为负数，利用估计磁链与真实磁链的误差，保证系统在电机低速运行时，等效为电流模型，系统电机高速运行时，等效为电压模型。利用转子磁链相位误差系数i_λ和引入转子磁链幅值误差系数k来增加估计转速精度。具体用在无速度传感器矢量控制领域。

主权项

基于观测磁链误差的异步电机无速度传感器的全阶磁链观测器的获取方法，该方法是基于现有的全阶磁链观测器实现的，其特征在于，该方法包括如下步骤，步骤一、在满足以下3个条件时，获取4个误差反馈系数，且该4个误差反馈系数分别为g₁、g₂、g₃和g₄，将获取的4个误差反馈系数代入$G={\left[\begin{array}{cccc}{g}_1& {-g}_2& g_3& {-g}_4\\ g_2& g_1& g_4& g_3\end{array}\right]}^T$   (公式1)中，获得G，其中，G表示观测器的误差反馈矩阵，3个条件分别为，条件一：观测器极点实部小于异步电机极点实部，且都为负数，条件二：估计转速传递函数的零极点实部都为负数，条件三：利用估计磁链与真实磁链的误差，保证系统在电机低速运行时，等效为电流模型，系统在电机高速运行时，等效为电压模型；步骤二、根据已知转速自适应律方程：${\hat{\omega }}_r=k_1(e_{\mathrm{i\alpha }}{\hat{\lambda }}_{\mathrm{r\beta }}-e_{\mathrm{i\beta }}{\hat{\lambda }}_{\mathrm{r\alpha }})-k_2(e_{\mathrm{\lambda \alpha }}{\hat{\lambda }}_{\mathrm{r\beta }}-e_{\mathrm{\lambda \beta }}{\hat{\lambda }}_{\mathrm{r\alpha }})$   (公式2)，获得变形后转速自适应律方程${\hat{\omega }}_r=(k_p+k_i\int \mathrm{dt})[(i_{\mathrm{sq}}-{\hat{i}}_{\mathrm{sq}}){\hat{\lambda }}_{\mathrm{rd}}+k(i_{\mathrm{sd}}-{\hat{i}}_{\mathrm{sd}})i_{\lambda }]$   (公式3)，其中，表示估计的电机转速，k₁表示定子电流误差增益，e_iα表示估计定子电流与实际定子电流相比在静止坐标系下横轴的误差分量，表示估计转子磁链在静止坐标系下的纵轴分量，e_iβ表示估计定子电流与实际定子电流相比在静止坐标系下纵轴的误差分量，表述估计转子磁链在静止坐标系下的横轴分量，k₂表示转子磁链误差增益，e_λα表示估计转子磁链与实际转子磁链相比在静止坐标系下横轴的误差分量，表示估计转子磁链在静止坐标系下的纵轴分量，e_λβ表示估计转子磁链与实际转子磁链相比在静止坐标系下纵轴的误差分量，表示估计转子磁链在静止坐标系下的横轴分量，k_p表示比例积分控制器的比例增益，k_i表示比例积分控制器的积分增益，i_sq表示实际定子电流在旋转坐标系下的纵轴分量，表示估计转子电流在旋转坐标系下的纵轴分量，表示估计转子磁链在旋转坐标系下的横轴分量，k表示转子磁链幅值误差系数，i_sd表示实际定子电流在旋转坐标系下的横轴分量，表示估计定子电流在旋转坐标系下的横轴分量，i_λ表示转子磁链相位误差系数，步骤三、将步骤一中获取的观测器的误差反馈矩阵G替换现有全阶磁链观测器中的误差反馈矩阵，将步骤二中获取的变形后转速自适应律方程${\hat{\omega }}_r=(k_p+k_i\int \mathrm{dt})[(i_{\mathrm{sq}}-{\hat{i}}_{\mathrm{sq}}){\hat{\lambda }}_{\mathrm{rd}}+k(i_{\mathrm{sd}}-{\hat{i}}_{\mathrm{sd}})i_{\lambda }]$   (公式3)替换现有全阶磁链观测器中的转速自适应律，即成功获取基于观测磁链误差的异步电机无速度传感器的全阶磁链观测器。