永磁電機無位置傳感器控制及在線參數(shù)辨識研究
發(fā)布時間:2022-01-10 02:58
本文研究的主要內(nèi)容是永磁電機的無位置傳感器控制算法,以及無位置傳感器控制下的參數(shù)辨識方法。永磁電機的無位置傳感器算法依賴于電機模型,因此,當(dāng)其參數(shù)在運行過程中發(fā)生改變時,無位置傳感器算法的位置辨識精度會受到影響。受永磁電機模型可觀性限制,在穩(wěn)態(tài)無位置傳感器控制下,最多只能辨識一個參數(shù)。然而,在很多工況下,無位置傳感器控制算法不止對一個參數(shù)敏感。為解決這一問題,本文主要進行了如下的研究:首先,提出一種帶有頻率自適應(yīng)帶通濾波器的無窮增益滑模反電勢觀測器,作為基本無位置傳感器控制算法,F(xiàn)有滑模反電勢觀測器減弱抖振的方法(使用低通濾波器濾除抖振,或?qū)o窮增益的開關(guān)函數(shù)替換為低增益函數(shù))會在最終的反電勢觀測值中引入額外的相移,或?qū)е路措妱萦^測器的電流觀測值無法收斂。本文所提滑模反電勢觀測器保留了傳統(tǒng)滑模的開關(guān)函數(shù)(無窮增益),并使用一個中心頻率自適應(yīng)的帶通濾波器,來抑制其輸出的抖振。這一帶通濾波器的自適應(yīng)中心頻率,一直保持在反電勢基波頻率處,所以不會引入額外的相位偏移。由于該自適應(yīng)濾波器的輸入,是含有嚴重畸變諧波的開關(guān)函數(shù)輸出,本文詳細探討了頻率自適應(yīng)帶通濾波器在輸入帶有嚴重畸變時的表現(xiàn),并提出...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:182 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-2基于模型參考自適應(yīng)的磁鏈觀測器系統(tǒng)框圖
降或性能惡化。??電壓源型逆變器因其本身非線性引入的電壓誤差,主要來源于兩個部分:開關(guān)管、二??極管的恒定管壓降以及驅(qū)動信號中的死區(qū)時間[12fr"128,1551。在如圖2-1所示的一個橋臂中,??輸出端e與中點iV間的真實電壓,與橋臂給定電壓在一個開關(guān)周期內(nèi)的平均誤差,滿足下??式的模型:??”err?=?”eN?一?”eN??=VfSW-^d?+?(vf?sw?—?^fd)?"I-?^DCfPWM?i^dead?^switch—on?_?^switch—ofSgtl?(i)??上?U〇c?v?v?;^??L?"死區(qū)引入部分?j??(2-23)??其中,i是逆變器某一橋臂的輸出電流,%n?是該橋臂在輸出電流為i時的逆變器非??線性電壓誤差,冗w是該橋臂的電壓給定值是該橋臂的真實輸出電壓,是開關(guān)管的??正向?qū)〞r恒定管壓降,是二極管正向?qū)〞r恒定管壓降,乃ead是逆變器的設(shè)定死區(qū)時??間是開關(guān)管的開通時間A^Cl。//是開關(guān)管的關(guān)斷時間,/piVM是PWM載波信號??的頻率。恒定管壓降W/sw與如圖2-2所示,是開關(guān)管與二極管的非線性電壓電流曲線??中電壓閾值大小。圖2-1中的G、匸2分別為上半橋臂與下半橋臂的總寄生電容。??式(2-23)所示的逆變器非線性電壓誤差模型與電流的關(guān)系,如圖2-3所示?梢,逆變??器非線性引入的電壓誤差與電流同相位。因此
??圖2-1逆變器橋臂示意圖。??在橋臂給定電壓與電機實際端電壓之間引入電壓誤差。若逆變器非線性引入的電壓誤差,??沒有被充分補償或計入算法使用的模型中,則該誤差會導(dǎo)致各種依賴于模型的算法精度下??降或性能惡化。??電壓源型逆變器因其本身非線性引入的電壓誤差,主要來源于兩個部分:開關(guān)管、二??極管的恒定管壓降以及驅(qū)動信號中的死區(qū)時間[12fr"128,1551。在如圖2-1所示的一個橋臂中,??輸出端e與中點iV間的真實電壓,與橋臂給定電壓在一個開關(guān)周期內(nèi)的平均誤差,滿足下??式的模型:??”err?=?”eN?一?”eN??=VfSW-^d?+?(vf?sw?—?^fd)?"I-?^DCfPWM?i^dead?^switch—on?_?^switch—ofSgtl?(i)??上?U〇c?v?v?;^??L?"死區(qū)引入部分?j??(2-23)??其中,i是逆變器某一橋臂的輸出電流,%n?是該橋臂在輸出電流為i時的逆變器非??線性電壓誤差,冗w是該橋臂的電壓給定值是該橋臂的真實輸出電壓,是開關(guān)管的??正向?qū)〞r恒定管壓降
【參考文獻】:
期刊論文
[1]無速度傳感器感應(yīng)電機改進轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器[J]. 王高林,陳偉,楊榮峰,于泳,徐殿國. 電機與控制學(xué)報. 2009(05)
[2]采用擴展卡爾曼濾波磁鏈觀測器的永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制[J]. 陳振,劉向東,靳永強,戴亞平. 中國電機工程學(xué)報. 2008(33)
[3]定子磁鏈觀測器低通濾波器的改進[J]. 何志明,廖勇,向大為. 中國電機工程學(xué)報. 2008(18)
[4]基于擴展卡爾曼濾波器的永磁同步電機轉(zhuǎn)速和磁鏈觀測器[J]. 張猛,肖曦,李永東. 中國電機工程學(xué)報. 2007(36)
[5]一種新穎的電機磁鏈辨識算法[J]. 王宇,鄧智泉,王曉琳. 中國電機工程學(xué)報. 2007(06)
博士論文
[1]基于逆變器諧波的交流電機定子匝間短路故障診斷研究[D]. 劉赫.浙江大學(xué) 2017
[2]感應(yīng)電機狀態(tài)觀測與參數(shù)在線辨識技術(shù)[D]. 趙力航.浙江大學(xué) 2016
[3]不平衡及諧波電網(wǎng)下雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)[D]. 宋亦鵬.浙江大學(xué) 2015
[4]雙饋風(fēng)電變流器的諧振控制技術(shù)研究[D]. 徐海亮.浙江大學(xué) 2014
本文編號:3579926
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:182 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-2基于模型參考自適應(yīng)的磁鏈觀測器系統(tǒng)框圖
降或性能惡化。??電壓源型逆變器因其本身非線性引入的電壓誤差,主要來源于兩個部分:開關(guān)管、二??極管的恒定管壓降以及驅(qū)動信號中的死區(qū)時間[12fr"128,1551。在如圖2-1所示的一個橋臂中,??輸出端e與中點iV間的真實電壓,與橋臂給定電壓在一個開關(guān)周期內(nèi)的平均誤差,滿足下??式的模型:??”err?=?”eN?一?”eN??=VfSW-^d?+?(vf?sw?—?^fd)?"I-?^DCfPWM?i^dead?^switch—on?_?^switch—ofSgtl?(i)??上?U〇c?v?v?;^??L?"死區(qū)引入部分?j??(2-23)??其中,i是逆變器某一橋臂的輸出電流,%n?是該橋臂在輸出電流為i時的逆變器非??線性電壓誤差,冗w是該橋臂的電壓給定值是該橋臂的真實輸出電壓,是開關(guān)管的??正向?qū)〞r恒定管壓降,是二極管正向?qū)〞r恒定管壓降,乃ead是逆變器的設(shè)定死區(qū)時??間是開關(guān)管的開通時間A^Cl。//是開關(guān)管的關(guān)斷時間,/piVM是PWM載波信號??的頻率。恒定管壓降W/sw與如圖2-2所示,是開關(guān)管與二極管的非線性電壓電流曲線??中電壓閾值大小。圖2-1中的G、匸2分別為上半橋臂與下半橋臂的總寄生電容。??式(2-23)所示的逆變器非線性電壓誤差模型與電流的關(guān)系,如圖2-3所示?梢,逆變??器非線性引入的電壓誤差與電流同相位。因此
??圖2-1逆變器橋臂示意圖。??在橋臂給定電壓與電機實際端電壓之間引入電壓誤差。若逆變器非線性引入的電壓誤差,??沒有被充分補償或計入算法使用的模型中,則該誤差會導(dǎo)致各種依賴于模型的算法精度下??降或性能惡化。??電壓源型逆變器因其本身非線性引入的電壓誤差,主要來源于兩個部分:開關(guān)管、二??極管的恒定管壓降以及驅(qū)動信號中的死區(qū)時間[12fr"128,1551。在如圖2-1所示的一個橋臂中,??輸出端e與中點iV間的真實電壓,與橋臂給定電壓在一個開關(guān)周期內(nèi)的平均誤差,滿足下??式的模型:??”err?=?”eN?一?”eN??=VfSW-^d?+?(vf?sw?—?^fd)?"I-?^DCfPWM?i^dead?^switch—on?_?^switch—ofSgtl?(i)??上?U〇c?v?v?;^??L?"死區(qū)引入部分?j??(2-23)??其中,i是逆變器某一橋臂的輸出電流,%n?是該橋臂在輸出電流為i時的逆變器非??線性電壓誤差,冗w是該橋臂的電壓給定值是該橋臂的真實輸出電壓,是開關(guān)管的??正向?qū)〞r恒定管壓降
【參考文獻】:
期刊論文
[1]無速度傳感器感應(yīng)電機改進轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器[J]. 王高林,陳偉,楊榮峰,于泳,徐殿國. 電機與控制學(xué)報. 2009(05)
[2]采用擴展卡爾曼濾波磁鏈觀測器的永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制[J]. 陳振,劉向東,靳永強,戴亞平. 中國電機工程學(xué)報. 2008(33)
[3]定子磁鏈觀測器低通濾波器的改進[J]. 何志明,廖勇,向大為. 中國電機工程學(xué)報. 2008(18)
[4]基于擴展卡爾曼濾波器的永磁同步電機轉(zhuǎn)速和磁鏈觀測器[J]. 張猛,肖曦,李永東. 中國電機工程學(xué)報. 2007(36)
[5]一種新穎的電機磁鏈辨識算法[J]. 王宇,鄧智泉,王曉琳. 中國電機工程學(xué)報. 2007(06)
博士論文
[1]基于逆變器諧波的交流電機定子匝間短路故障診斷研究[D]. 劉赫.浙江大學(xué) 2017
[2]感應(yīng)電機狀態(tài)觀測與參數(shù)在線辨識技術(shù)[D]. 趙力航.浙江大學(xué) 2016
[3]不平衡及諧波電網(wǎng)下雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)[D]. 宋亦鵬.浙江大學(xué) 2015
[4]雙饋風(fēng)電變流器的諧振控制技術(shù)研究[D]. 徐海亮.浙江大學(xué) 2014
本文編號:3579926
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