一种基于滑模观测器的异步电机磁链观测方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种磁链观测器，具体地说是一种异步电机转子磁链滑模观测器。
技术介绍
随着化石能源的逐渐枯竭，以及温室效应所带来的问题日益严重，新能源的开发利用逐渐成为研究热点。近年来，电动汽车作为一种节能，环保的交通工具，受到了政府高度重视。异步电机(IM)以其稳定性好、结构简单、免维护、宽调速范围等优点，在电动汽车领域有着最为广泛的应用前景。工业应用中的IM调速系统一般由电流环和速度环构成，速度环的输出作为电流环的给定，使其对转速有较好的跟踪性能。但是在电动汽车驱动系统中，一般无需转速闭环控制，而是需对整车主控系统给定的转矩进行跟踪。因此，通常需要设计电磁转矩闭环控制，并通过转矩环获得转矩电流，进而实现对转矩指令的快而准的跟踪。成本和运行环境的限制，实际系统中通常不会安装扭矩仪，因此高精度的电磁转矩观测成为转矩闭环控制的关键。通常电磁转矩可由定子磁链与定子电流叉乘获得。基于电压模型获得的定子磁链，虽然有较好的参数鲁棒性，但存在积分饱和问题。为此，国内外学者对其进行了一系列改进，但磁链观测的精度依然受到限制。利用转子磁链和定子电流叉乘的方案获得电磁转矩，虽然用到了电感参数，但是在实际系统中，励磁电感和转子电感的变化具有一致性，在一定范围内，可以认为其比值基本不变。因而，这一方案电磁转矩观测的准确性，主要取决于转子磁链观测的精度。转子磁链的获得一般有两种方法：直接计算法和观测器法。直...
【技术保护点】
一种基于滑模观测器的异步电机磁链观测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，采集异步电机在静止坐标系αβ下的定子电压向量V、定子电流向量i、和转子电角速度ωr；步骤2，建立在静止坐标系αβ下异步电机状态空间表达式为：在公式(1)中，e为反电动势向量，为e的微分，为转子磁链向量，为的微分，ωr1为转子磁链电角速度，Lm为励磁电感，Lr为转子电感，Ls为定子电感，αr＝Rr/Lr，ε＝δLsLr/Lm，其中Rr为转子电阻，Rs为定子电阻，为反对称矩阵；步骤3，根据公式(2)建立转子磁链滑模观测器，对转子磁链向量进行观测：在公式(2)中，为反电动势向量e的观测值，为的微分，为转子磁链向量的观测值，为的微分，为反电动势误差，k为设定的观测器增益一、g为设定的观测器增益二，k和g的数值均为负数。
【技术特征摘要】
1.一种基于滑模观测器的异步电机磁链观测方法，其特征在于，包括如下
步骤：
步骤1，采集异步电机在静止坐标系αβ下的定子电压向量V、定子电流向
量i、和转子电角速度ωr；
步骤2，建立在静止坐标系αβ下异步电机状态空间表达式为：
在公式(1)中，e为反电动势向量，为e的微分，为转子磁链向量，为
的微分，ωr1为转子磁链电角速度，Lm为励磁电感，Lr为转子电感，Ls为定子
电感，αr＝Rr/Lr，ε＝δLsLr/Lm，其中Rr为转子电阻，Rs为定子电阻，为反对称矩阵；
步骤3，根据公式(2)建立转子磁链滑模观测器，对转子磁链向量进行
观测：
在公式(2)中，为反电动势向量e的观测值，为的微分，为转子磁
链向量的观测值，为的微分，为反电动势误差，k为设定的观
测器增益一、g为设定的观测器增益二，k和g的数值均为负数。
2.根据权利要求1所述的一种基于滑模观测器的异步电机磁链观测方法，
其特征在于，步骤1中所述的异步电机在静止坐标系αβ下的定子电压向量V的
\t采集方式包括以下两种：
第一种，采样得到实时异步电机线电压Uab、Ucb，经过公式(3)的坐标变
换获得定子电压向量V；
V=01323-13UabUcb---(3)]]>第二种，直接采用电机控制器运算单元计算出逆变器调制信号V′代替定子
电压向量V。
3.根据权利要求1所述的一种基于滑模观测器的异步电机磁链观测方法，
其特征在于，步骤1中所述的异步电机在静止坐标系αβ下的定子电流向量i的
采集步骤如下：
1)采样得到实时异步电机三相定子电流iA、iB、iC,
2)利用公式(4)的坐标变换获得异步电机在静止坐标系αβ下的定子电流
向量i。
i=230-32321-12-12iAiBiC---(4)]]>4.根据权利1要求所述的一种基于滑模观测器的异步电机磁链观测方法，
其特征在于，步骤1中所述的异步电机在静止坐标系αβ下的转子电角速度ωr的
采集步骤如下：
1)在一个预设采样周期T内采样安装在电机轴上的光电式旋转编码器发出
的脉冲数N；
2)根据转子电角速度ωr和光电式旋转编码器发出的脉冲数N以及预设采样
\t周期T之间的关系计算出转子电角速度ωr，其计算公式为：
ωr=NM×T×P×2π-...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨淑英，丁大尉，李曦，张兴，谢震，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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