基于无源控制的无速度传感器异步电机调速控制.docx
2016年第35卷第6期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)45
DOI:10.13873/J.1000—9787(2016)06—0045—03
基于无源控制的无速度传感器异步电机调速控制
刘辉,张斌
(兰州交通大学电气工程及自动化学院,甘肃兰州730071)
摘要:建立其交流异步电机的欧拉—拉格朗日数学模型,再以无源控制理论实现电机调速控制。为了转速反馈的准确性,加入了转速估算环节。充分利用被控系统已有的结构,直接比较给定的电磁转矩和估算的电磁转矩,运用PI闭环控制构造出转速信号。在Simulink中搭建仿真模型进行实验,仿真结果表明:此控制方法对交流异步电机速度控制具有较好的静/动态性能和抗干扰性。
关键词:交流异步电机;能量成型;无源控制;欧拉—拉格朗日模型;转速估算
中图分类号:TM343文献标识码:A文章编号:1000—9787(2016)06—0045—03
Speed-regulationcontrolofinductionmotorofspeedsensorlessbasedonpassivity-basedcontrol
LIUHui,ZHANGBin
(CollegeofElectricalEngineeringAutomation,LanzhouJiaotongUniversity,Lanzhou730071,China)
Abstract:TheEuler-Lagrange(EL)modelofACinductionmotorisestablished,andthespeed-regulationcontrolofmotorisrealizedbythepassivity-basedcontroltheory.Inordertospeedtheaccuracyoffeedback,rotatingspeedestimationisadded.Byusingthestructureofthecontrolledsystem,theelectromagnetictorqueandtheestimatedelectromagnetictorquearecompared.RotatingspeedsignalisconstructedbythePIclosed-loopcontrol.SimulationmodelisbuiltinSimulink,simulationresultsshowthatthiscontrolmethodhasgoodstatic,dynamicandanti-interferenceperformancesforspeedcontrolofACinductionmotor.
Keywords:ACinductionmotor;energyshaping;passivity-basedcontrol;Euler-Lagrange(EL)model;rotatingspeedestimation
0引言
交流电机本质上是一个非线性、多变量、强耦合、多扰动的非线性的机电能量转换装置,其控制方法直接采用非线性控制才能揭示问题的本质。随着电力电子与微处理器的快速发展,实现复杂的控制算法成为可能[1]。许多的非线性控制方法涌入交流电机的调速控制研究中,无源控制(passivity-basedcontrol,PBC)理论便是其中的一种。只要系统在运行,系统和外界就有能量的交换,同时系统的能量也会有耗散,研究这些能量的转换和耗散并进行控制,就是无源控制。在电机的能量角度,利用不影响稳定性的无功力简化控制器的设计。与交流电动机其他非线性控制策略相比,优点在于全局的稳定性、无奇异点、对参数变化及扰动有较强的鲁棒性。因此,无源控制策略很快吸引了许多国内外学者的关注[2~4]。
当然,调速控制中不可缺少转速反馈环节,而高性能的调速控制对速度反馈的要求就更高。转速反馈一般采用速度传感器,但在使用中存在着很多问题,本文引入无速度传
收稿日期:2015—10—