基于一种新的滑模磁链观测器的研究

基于一种新的滑模磁链观测器的研究
发布时间：2022-12-25T09:10:29.972Z 来源：《中国电业与能源》2022年16期作者：刘宁[导读]
刘宁
皖赣铁路安徽有限责任公司，安徽合肥，230000摘要：转子磁链观测器的准确性直接影响异步电机矢量控制传动系统的性能。

针对传统二阶开环转子磁链观测器（电压模型和电流模型）在不同转速段对电机参数敏感且无法闭环调整的缺点，论文研究了一种新的四阶闭环滑模磁链观测器，通过反馈定子电流的观测误差实现转子磁链幅值和角度的闭环估计，从而减小了观测器对电机参数的敏感性。

为了消除滑模控制中的颤抖问题，引入了一种新的函数代
替传统的符号函数。

通过理论分析和仿真，验证了观测器在定子电阻和转子电阻变化时比传统观测器具有更好的观测性能。

关键词：感应电机磁链观测器滑模电机参数矢量控制 1 引言
在工业传动领域中，笼型异步电机以其经济、耐用、可靠的等优点占据着重要地位。

由于三相异步电动机内在的耦合效应，传统的标量控制响应缓慢且容易失稳[1-2]。

随着工业要求的不断提高，高性能、高精度传动系统的重要性不断增加。

矢量控制理论通过坐标变换，使异步电机获得了与直流电机相近的性能特性，大大提高了传动系统的动态和静态性能,而在转子磁场定向的控制系统中，转子磁链估计值的准确与否将会影响整个系统的性能。

在实际的工业应用中，在线估计法利用异步电机的数学模型，推导出基于电压、电流、转速等变量的转子磁链方程，通过在线采集电压、电流、转速等的实时数值，估算当前的转子磁链幅值和角度。

为了在全速段获得准确的观测值，可以使用闭环磁链观测器，主要有基于模糊控制的磁链观测器[3]、基于滑模变结构理论的磁链观测器[4]等。

本文提出了一种基于滑模理论的磁链观测器，通过定子电流构成磁链的闭环观测系统，对电机的主要变化参数（定子电阻及转子电阻）有良好的鲁棒性，较传统的电压模型和电流模型有更好的性能。

2 滑模磁链观测器2.1 电机模型
4.结论
针对传统转子磁链观测器对定转子电阻变化敏感的问题，研究了一种新的滑模转子磁链观测器，通过与传统观测模型（电压模型和电流模型）的对比，验证了这种四阶闭环观测器在电机定转子变化时的良好性能。

参考文献
[1]Xing Bing-suo, Summary of the control strategy for induction motor, Electric Drive Automation, 2013,35(4):11-14..
[2] 王贵峰，姜建国，乔树通，朱方田，高精度无差拍磁链观测器设计，中国电机工程学报,2014,34(27):4665-4675.
[3] Lin F J，Hung Y C， et al．Digital signal processor based probabilistic fuzzy neural network control of in-wheel motor drive for light electric vehicle[J]．Electric Power Applications，IET, 2012,6(2)：47-61,．
[4] V. I. Utkin, J. Guldner, and J. Shi, Sliding mode control in electromechanical systems, CRC Press, 2009,271-272.。