基于二階滑模MRAS的異步電機無傳感器控制策略研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源緊缺和環(huán)境污染問題日益突出。近年來，電動汽車作為一種清潔、高效的交通工具越來越為人們所重視。而電動汽車的運行性能主要取決于其驅(qū)動電機的運行性能，這促使了對進一步發(fā)展、完善電機控制技術(shù)的需求。矢量控制技術(shù)的發(fā)展以及異步電機低成本、免維護、寬調(diào)速范圍的突出優(yōu)點，使得異步驅(qū)動系統(tǒng)在電動汽車中得到了廣泛應(yīng)用。在電動汽車中，速度傳感器的安裝不僅增加了系統(tǒng)控制成本，同時振動、電磁干擾的惡劣環(huán)境也影響了轉(zhuǎn)速信號檢測的可靠性

2、。因此無速度傳感器矢量控制技術(shù)成為高性能電動機驅(qū)動系統(tǒng)的必備技術(shù)，而其技術(shù)的核心在于轉(zhuǎn)速和磁鏈觀測。同時磁鏈的準(zhǔn)確觀測對矢量控制的性能具有決定性的意義。
　　本文圍繞異步電機基于轉(zhuǎn)子磁場定向的無速度傳感器矢量控制技術(shù)展開研究，主要對速度和轉(zhuǎn)子磁鏈觀測這兩大核心內(nèi)容進行深入研究與分析。首先從異步電機數(shù)學(xué)模型出發(fā)，對間接磁場定向和直接磁場定向兩種典型矢量控制方案進行了簡要討論。其次，針對傳統(tǒng)模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)(MRAS)轉(zhuǎn)速辨識方法存

3、在的問題，研究了一種基于二階滑模與MRAS相結(jié)合的轉(zhuǎn)速辨識方案。該方案首先通過二階Super-Twisting滑模觀測器對一個中間變量進行觀測，且該觀測器無需轉(zhuǎn)速信息，將其作為MRAS速度觀測器的參考模型。而MRAS觀測器的可調(diào)模型則由磁鏈的電流模型改造而來。據(jù)此，利用Popov超穩(wěn)定理論設(shè)計了轉(zhuǎn)速自適應(yīng)率，用以調(diào)節(jié)可調(diào)模型，并獲得轉(zhuǎn)速信息。此外，本文在實現(xiàn)轉(zhuǎn)速辨識的基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于二階Super-Twisting滑模觀測器的轉(zhuǎn)子磁鏈