基于SMO的感应电机无速度传感器矢量控制低速性能提升研究

作     者：陶洋洋 

作者单位：燕山大学 

学位级别：硕士

导师姓名：车海军;吕金

授予年度：2022年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：感应电机 无速度传感器 滑模观测器 转速辨识 定子电阻在线辨识 转子电阻在线辨识 

摘      要：感应电机高性能调速系统需要安装编码器获取精确的转速信号,但是使用转速编码器增加系统成本,且安装受环境因素影响较大,因此无速度传感器控制方法成为研究热点。但是当感应电机在低速运行时,无速度传感器控制存在转速辨识精度低,对电机内部参数变化敏感以及稳定性问题。本文针对感应电机无速度传感器控制系统在低速运行时存在的上述问题进行研究。首先,针对滑模观测器无速度传感器系统低速运行时的稳定性问题,提出了一种新型反馈矩阵设计方法,以提高滑模观测器的稳定性。并且针对低速运行时转速辨识精度低的问题,提出一种新型转速自适应律补偿策略,对滑模观测器转速自适应律中被忽略的转子磁链误差项进行补偿,提高转速辨识精度。同时提出一种新型切换函数,抑制滑模观测器固有的高频抖振。其次,针对定子电阻随感应电机温升而增大,导致滑模观测器参数失配的问题。分析了定子电阻失配对滑模观测器中定子电流估计和转子磁链观测的影响,并引入定子电阻在线辨识策略,提出一种新型定子电阻在线辨识方法,实现定子电阻和转速同时在线辨识,提高低速运行滑模观测器定子电阻失配时的鲁棒性和转速辨识精度。最后,针对转子电阻受感应电机温升影响,导致转子磁链定向不准确以及转矩脉动问题。本文分析了转子电阻失配对转子磁链定向和对电磁转矩脉动的影响,并引入转子电阻在线辨识策略,提出一种新型转子电阻在线辨识方法,实现转子电阻和转速同时在线辨识,提高低速运行时滑模观测器转子电阻失配时的鲁棒性,减小调节时间,抑制转矩脉动。