基于自適應(yīng)全階觀測器的異步電機無速度傳感器控制算法研究.pdf

1、為解決日益突出的原油供給短缺和環(huán)境污染問題，新能源汽車受到廣泛關(guān)注，并在系列政策激勵下得到快速發(fā)展，趨于普及。異步電機由于具有成本低，調(diào)速性能優(yōu)越，設(shè)計技術(shù)成熟等優(yōu)點，而被廣泛用于新能源汽車電驅(qū)動中。矢量控制能夠獲得良好的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能而成為異步電機的主流控制方案。速度作為矢量控制算法的重要信息，多通過旋變、光電編碼器等機械部件獲得，這不僅增加了控制系統(tǒng)成本，而且增加了安裝布線的復(fù)雜性，降低了系統(tǒng)運行可靠性。因而，無速度傳感器控制成為學(xué)

2、界研究的熱點和難點問題。
　　全階觀測器因具有較好的觀測精度且便于工程實現(xiàn)，而受到青睞。然而，異步電動機全階觀測器的穩(wěn)定性問題，尤其是低速再生模式下的穩(wěn)定性問題，尚未得到較好的解決，這嚴(yán)重制約著無速度傳感器控制系統(tǒng)的低速運行性能。電動汽車低速大轉(zhuǎn)矩的負載特性,使得無速度傳感器控制系統(tǒng)的低速穩(wěn)定性問題更加突出。本文在對全階觀測器低速穩(wěn)定性進行深入分析的基礎(chǔ)上，對比研究了現(xiàn)有針對穩(wěn)定性提升的改進方案，并提出了一種基于誤差加權(quán)自適律的全

3、階自適應(yīng)觀測器方案，有效提升了觀測器的低速穩(wěn)定性和動態(tài)性能。具體而言本文的主要工作有:1.在建立自適應(yīng)全階觀測器傳遞函數(shù)的基礎(chǔ)上，對其特征根的分布進行了討論，并基于此對其不穩(wěn)定的原因進行了剖析;2.運用勞斯-霍爾維茲穩(wěn)定判據(jù)對傳統(tǒng)自適應(yīng)全階觀測器的不穩(wěn)定工作區(qū)域進行了量化界定;3.對現(xiàn)有的改造自適應(yīng)律方案進行分析，并對其所存在的問題進行了討論;4.提出一種基于誤差加權(quán)自適律的全階自適應(yīng)觀測器方案，該方案直接將勵磁電流分量誤差引入到轉(zhuǎn)速自

4、適應(yīng)律中，并通過權(quán)重系數(shù)設(shè)計獲得了較好的低速運行特性;5.根軌跡對比分析表明所提自適應(yīng)全階觀測器方案相比現(xiàn)有改進方案具有更好的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能;6.為了進一步揭示基于反饋矩陣設(shè)計和基于自適應(yīng)律設(shè)計兩種穩(wěn)定性提升途徑之間的關(guān)聯(lián)，對兩類方案進行傳遞函數(shù)和根軌跡進行分析揭示二者在性能上的等價性，并依據(jù)本文所設(shè)計的誤差加權(quán)自適應(yīng)律方案設(shè)計了其對應(yīng)的誤差反饋矩陣方案或得了相同的運行性能;7.搭建了異步電機的實驗平臺，對所設(shè)計的異步電機矢量控制、自適