永磁电机无位置传感器控制及在线参数辨识研究
发布时间:2022-01-10 02:58
本文研究的主要内容是永磁电机的无位置传感器控制算法,以及无位置传感器控制下的参数辨识方法。永磁电机的无位置传感器算法依赖于电机模型,因此,当其参数在运行过程中发生改变时,无位置传感器算法的位置辨识精度会受到影响。受永磁电机模型可观性限制,在稳态无位置传感器控制下,最多只能辨识一个参数。然而,在很多工况下,无位置传感器控制算法不止对一个参数敏感。为解决这一问题,本文主要进行了如下的研究:首先,提出一种带有频率自适应带通滤波器的无穷增益滑模反电势观测器,作为基本无位置传感器控制算法。现有滑模反电势观测器减弱抖振的方法(使用低通滤波器滤除抖振,或将无穷增益的开关函数替换为低增益函数)会在最终的反电势观测值中引入额外的相移,或导致反电势观测器的电流观测值无法收敛。本文所提滑模反电势观测器保留了传统滑模的开关函数(无穷增益),并使用一个中心频率自适应的带通滤波器,来抑制其输出的抖振。这一带通滤波器的自适应中心频率,一直保持在反电势基波频率处,所以不会引入额外的相位偏移。由于该自适应滤波器的输入,是含有严重畸变谐波的开关函数输出,本文详细探讨了频率自适应带通滤波器在输入带有严重畸变时的表现,并提出...
【文章来源】:浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:182 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
图1-2基于模型参考自适应的磁链观测器系统框图
降或性能恶化。??电压源型逆变器因其本身非线性引入的电压误差,主要来源于两个部分:开关管、二??极管的恒定管压降以及驱动信号中的死区时间[12fr"128,1551。在如图2-1所示的一个桥臂中,??输出端e与中点iV间的真实电压,与桥臂给定电压在一个开关周期内的平均误差,满足下??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?"死区引入部分?j??(2-23)??其中,i是逆变器某一桥臂的输出电流,%n?是该桥臂在输出电流为i时的逆变器非??线性电压误差,冗w是该桥臂的电压给定值是该桥臂的真实输出电压,是开关管的??正向导通时恒定管压降,是二极管正向导通时恒定管压降,乃ead是逆变器的设定死区时??间是开关管的开通时间A^Cl。//是开关管的关断时间,/piVM是PWM载波信号??的频率。恒定管压降W/sw与如图2-2所示,是开关管与二极管的非线性电压电流曲线??中电压阈值大小。图2-1中的G、匸2分别为上半桥臂与下半桥臂的总寄生电容。??式(2-23)所示的逆变器非线性电压误差模型与电流的关系,如图2-3所示。可见,逆变??器非线性引入的电压误差与电流同相位。因此
??图2-1逆变器桥臂示意图。??在桥臂给定电压与电机实际端电压之间引入电压误差。若逆变器非线性引入的电压误差,??没有被充分补偿或计入算法使用的模型中,则该误差会导致各种依赖于模型的算法精度下??降或性能恶化。??电压源型逆变器因其本身非线性引入的电压误差,主要来源于两个部分:开关管、二??极管的恒定管压降以及驱动信号中的死区时间[12fr"128,1551。在如图2-1所示的一个桥臂中,??输出端e与中点iV间的真实电压,与桥臂给定电压在一个开关周期内的平均误差,满足下??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?"死区引入部分?j??(2-23)??其中,i是逆变器某一桥臂的输出电流,%n?是该桥臂在输出电流为i时的逆变器非??线性电压误差,冗w是该桥臂的电压给定值是该桥臂的真实输出电压,是开关管的??正向导通时恒定管压降
【参考文献】:
期刊论文
[1]无速度传感器感应电机改进转子磁链观测器[J]. 王高林,陈伟,杨荣峰,于泳,徐殿国. 电机与控制学报. 2009(05)
[2]采用扩展卡尔曼滤波磁链观测器的永磁同步电机直接转矩控制[J]. 陈振,刘向东,靳永强,戴亚平. 中国电机工程学报. 2008(33)
[3]定子磁链观测器低通滤波器的改进[J]. 何志明,廖勇,向大为. 中国电机工程学报. 2008(18)
[4]基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机转速和磁链观测器[J]. 张猛,肖曦,李永东. 中国电机工程学报. 2007(36)
[5]一种新颖的电机磁链辨识算法[J]. 王宇,邓智泉,王晓琳. 中国电机工程学报. 2007(06)
博士论文
[1]基于逆变器谐波的交流电机定子匝间短路故障诊断研究[D]. 刘赫.浙江大学 2017
[2]感应电机状态观测与参数在线辨识技术[D]. 赵力航.浙江大学 2016
[3]不平衡及谐波电网下双馈风力发电系统控制技术[D]. 宋亦鹏.浙江大学 2015
[4]双馈风电变流器的谐振控制技术研究[D]. 徐海亮.浙江大学 2014
本文编号:3579926
【文章来源】:浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:182 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
图1-2基于模型参考自适应的磁链观测器系统框图
降或性能恶化。??电压源型逆变器因其本身非线性引入的电压误差,主要来源于两个部分:开关管、二??极管的恒定管压降以及驱动信号中的死区时间[12fr"128,1551。在如图2-1所示的一个桥臂中,??输出端e与中点iV间的真实电压,与桥臂给定电压在一个开关周期内的平均误差,满足下??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?"死区引入部分?j??(2-23)??其中,i是逆变器某一桥臂的输出电流,%n?是该桥臂在输出电流为i时的逆变器非??线性电压误差,冗w是该桥臂的电压给定值是该桥臂的真实输出电压,是开关管的??正向导通时恒定管压降,是二极管正向导通时恒定管压降,乃ead是逆变器的设定死区时??间是开关管的开通时间A^Cl。//是开关管的关断时间,/piVM是PWM载波信号??的频率。恒定管压降W/sw与如图2-2所示,是开关管与二极管的非线性电压电流曲线??中电压阈值大小。图2-1中的G、匸2分别为上半桥臂与下半桥臂的总寄生电容。??式(2-23)所示的逆变器非线性电压误差模型与电流的关系,如图2-3所示。可见,逆变??器非线性引入的电压误差与电流同相位。因此
??图2-1逆变器桥臂示意图。??在桥臂给定电压与电机实际端电压之间引入电压误差。若逆变器非线性引入的电压误差,??没有被充分补偿或计入算法使用的模型中,则该误差会导致各种依赖于模型的算法精度下??降或性能恶化。??电压源型逆变器因其本身非线性引入的电压误差,主要来源于两个部分:开关管、二??极管的恒定管压降以及驱动信号中的死区时间[12fr"128,1551。在如图2-1所示的一个桥臂中,??输出端e与中点iV间的真实电压,与桥臂给定电压在一个开关周期内的平均误差,满足下??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?"死区引入部分?j??(2-23)??其中,i是逆变器某一桥臂的输出电流,%n?是该桥臂在输出电流为i时的逆变器非??线性电压误差,冗w是该桥臂的电压给定值是该桥臂的真实输出电压,是开关管的??正向导通时恒定管压降
【参考文献】:
期刊论文
[1]无速度传感器感应电机改进转子磁链观测器[J]. 王高林,陈伟,杨荣峰,于泳,徐殿国. 电机与控制学报. 2009(05)
[2]采用扩展卡尔曼滤波磁链观测器的永磁同步电机直接转矩控制[J]. 陈振,刘向东,靳永强,戴亚平. 中国电机工程学报. 2008(33)
[3]定子磁链观测器低通滤波器的改进[J]. 何志明,廖勇,向大为. 中国电机工程学报. 2008(18)
[4]基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机转速和磁链观测器[J]. 张猛,肖曦,李永东. 中国电机工程学报. 2007(36)
[5]一种新颖的电机磁链辨识算法[J]. 王宇,邓智泉,王晓琳. 中国电机工程学报. 2007(06)
博士论文
[1]基于逆变器谐波的交流电机定子匝间短路故障诊断研究[D]. 刘赫.浙江大学 2017
[2]感应电机状态观测与参数在线辨识技术[D]. 赵力航.浙江大学 2016
[3]不平衡及谐波电网下双馈风力发电系统控制技术[D]. 宋亦鹏.浙江大学 2015
[4]双馈风电变流器的谐振控制技术研究[D]. 徐海亮.浙江大学 2014
本文编号:3579926
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