变电站巡视机器人采用混合观测装置检测位置信息的方法

摘要

本发明公开了一种变电站巡视机器人采用混合观测装置检测位置信息的方法，将初始位置检测闭环控制系统、混合观测器、模型参考归一化算法、模糊控制器、凸极效应补偿控制器和混合观测器结合在一起，以准确、有效的检测变电站巡视机器人的转子位置和速度信息。本发明方法可以准确、有效的检测变电站巡视机器人的位置和速度信息。

主权项

变电站巡视机器人采用混合观测装置检测位置信息的方法，其特征在于：将初始位置检测闭环控制系统、混合观测器、模型参考归一化算法、模糊控制器、凸极效应补偿控制器和混合观测器结合在一起，以准确、有效的检测变电站巡视机器人的转子位置和速度信息，具体包括如下步骤：(1)在PMSM转子初始位置检测时采用初始位置跟踪闭环控制系统，首先在电流开环的情况下，在两相旋转坐标系下注入高频电压信号，通过构建转子位置跟踪闭环系统，估计出PMSM转子初始位置；(2)变电站巡视机器人运行后，采用混合观测器对机器人位置信息进行实时在线检测，所述混合观察器的结构为采用高频注入观测器和滑膜观测器相结合的方式并经过模糊控制器处理检测到的PMSM转子初始位置；高频注入观测器的检测原理为：通过软件锁相环实现对负序高频电流的相位的跟踪，从而获取矢量角误差，同时采用PI调节器调节矢量角的误差使之趋于零，使PMSM转子位置的估计值收敛于真实值θ_r；滑膜观测器的检测原理为：首先采用滑膜观测器对扩展反电动势EEMF进行估算，随后通过检测电流和观测电流之间的误差构成模滑面对扩展反电动势EEMF进行观测，以获得转子位置检测值模糊控制器用于替代传统的加权算法，将高频注入观测器和滑膜观测器的检测误差ε和误差变化率dε作为模糊控制器的输入，PMSM转子位置信息作为模糊控制器的输出；(3)通过模型参考归一化算法得到PMSM的运行速度并将运行速度反馈到混合观测器中的模糊控制器中，调节混合因子a(e)，运行速度可改变混合因子a(e)函数的形状，根据不同的运行速度调整高频注入观测器和滑膜观测器对控制输出的影响，获得不同的控制特性；(4)为了解决PMSM在低速下运行，凸极效应所带来的误差，采用SVPWM技术控制，每一次PWM周期中都有三种线性无关的V_m、V_n和V_l电压矢量，其中每一种电压矢量，对应着不同的响应电流值变i_αβm、i_αβn和i_αβl，根据前后两次线性无关的电压矢量而产生的电流响应值计算出电感矩阵，从而计算出交、直轴电感，并将交、直轴电感反馈到高频注入观测器和滑膜观测器，对凸极效应进行补偿。