一种基于MRAS的异步电机速度辨识方法

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基于MRAS异步电机转子电阻辨识

摘
一
要：在异步电机的矢量控制系统中，转子电阻的变化严重影响着磁链的估算，约着整个控制系统的制种新的转子电阻辨识算法，利用李雅普洛夫方法证明系统的稳定性。仿真结果表明：该估算算法能准确
运行性能。实时地对转子电阻进行辨识，成为提高整个系统性能的保证。基于模型参考自适应理论，提出
ＡｂｔａｔＴｅｖｒａｉｎｏｏｏｅｉｔｎｅａｆｃｓｔｅｓｍａｉｎｏｕＴａｌｎｖｃｏｏｔｌｙｔｍｏｓｒｃ：ｈａｉｔｆｒｔｒｒｓｓａｃｆｔｈｅｔｔｆｆｘｇｅｔｉｅｔｒｃｎｒｓｓｅｆｒｏｅｉｏｌｙｏ
地辨识转子电阻，且具有一定的鲁棒性。并关键词：模型参考自适应系统；子电阻；量控制；步电机转矢异中图分类号：Ｔ０．Ｍ３１２文献标识码：Ａ文章编号：１０－８（０１０－０１０００９７７２１）５－５－３０
Ｋｅｒｓｏｅｒｅｅｃｄｐｉｅｙｔｍ（ＲＳ；ｒｏｒｓｔｃ；ｅｔｒｏｔｌｎｕｔｎｍｔｙｗｏｄ：ｍｄｌｅｒｎｅａａｔｓｆｖｓｅＭＡ）ｏｒｅｉａｅｖｃｎｒ；ｉｄｃｉｏｒｔｓｎｏｃｏｏｏ
０引言
状态变量。建立数学模型中显含转子电阻，能直接辨识，不需要先辨识转子时间常数，然后再计算得到转子电阻。同

一种改进的MRAS观测器及异步电机转速估计方法的研究

０引言
磁场定向控制已成为控制交流异步电机调速系统的一种成熟方法，在现代工业驱动中磁场定向控制被广泛应用，展现了高性能。在异步电机驱动装置中，提高驱动系统的稳定性日益成为一
磁链的相位和幅值，而无速度传感器矢量控制系统需要估计Байду номын сангаас子转速，在实际中测量电压和电流是比较容易的，因此可知无速度传感器矢量控制
能运行。
关键词：无速度传感器；矢量控制；磁链观测器；模型参考自适应；转速估算
中图分类号：ＴＭ３４３文献标识码：Ａ文章编号：１００９—９４９２（２０１３）０５—００１５一ｏ４
ＡｎＩｍｐｒｏｖｅｄＭＲＡＳＯｂｓｅｒｖｅｒａｎｄＡｓｙｎｃｈｒ０ｎ０ｕｓＭｏｔｏｒＳｐｅｅｄＥｓｔｉｍａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄＲｅｓｅａｒｃｈ
ｌｆｕｘｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ｆａｓｔｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｒａｔｅ，ｌｏｗｓｐｅｅｄｓｔａｂｌｅｐｅｆｏｒｍａｒｎｃｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｌｕｆｘｏｂｓｅｒｖｅｒａｓ
摘要：为了提高异步电机无速度传感器矢量控制系统的低速性能以及降低对电机参数变化的敏感性，提出了一种改进的转子磁

一种改进的基于MRAS的速度辨识方法

ＡｎＩｐｏｅｐｅｄｎｉｃｔｎＭｅｈｄＢａｅｎＭＲＡＳｍｒｖｄＳｅＩｅｔａｉｔｏｓｏｄｉｆｏｄ
ＨＵＡＮＧｉ—Ｗ／ＹＡＮＧｎｇ—ｇｕｇ。ｚｈＬ，ＴｏａｎＧＵＩＷｅｉ—ｈｕｓＨＡＮｎ —ｔｎＮＩａ，Ｙｏｇｅｇ。ＡＮａＸｉｏ—ｈｎｏｇ
种改进的基于ＭＲＡＳ的速度辨识方法
黄志武，阳同光，桂卫华，勇腾，晓红单年
（中南大学，湖南长沙４０７）１０５
摘
要：在基于ＭＲＳ模型参考自适应系统）Ａ（的速度辨识方法中，由于参考模型采用纯积分型转子磁链电压
果表明该方法具有较好的动静态性能以及较高的辨识精度。
关键词：型参考自适应；模高通滤波器；截止频率；糊控制模
中图分类号：Ｐ７．Ｔ２３２文献标识码：Ａ文章编号：０４－７１（０７）６－０３０１００８２０００２— ４
ｓｍｉｅｆｒａｃｄｈｒｃｓｎｓｅｄｉｅｔｃｔｎｔｃｐｒｍｎｅａｉｈｐｅｉｉｐｅｄｎｉａｉ．ｏｎｇｏｉｆｏＫｅｒｓ：ｄｌｒｆｒｎｅａａｔｅｓｓｅ；ｉｈ—ｐｓｌｒｃｔ—ｏｅｕｎｙ；ｚｙｃｎｒｌｙｗｏｄｍｏｅｅｅｅｃｄｐｉｙｔｍｈｇｖａｓｆｔ；ｕｉｅｆｆｑｅｃｆｚｏｔｏｒｕ
方程，直流偏置和积分初值累积以及定子电阻变化都导致磁链观测误差较大，进而影响速度辨识精度。提出了一

基于MRAS的异步电机速度识别技术的研究

斑却ｒ一８
ｌ＋１ＩＩ ‘ｕ０Ｉ，Ｌ￣ｏｒ］ｌ］ｌ＋ｓ
＋ｏ
＋
）
式中（：一／）１ｔ，．定子电压和电流都可以直接测量得到，如果不考虑温度等参数对定子电
何高明 ’ ，汪（．．．．州学院１２５４梧梅，郭慧ｓ，贺杰，陈聪ｓ计算机科学系，广西梧州５３０；４０２
３州学院电子信息工程系，广西．梧
【摘
梧州５３０）４０２
要】介绍了无速度传感器的速度辨识方法，重点分析了模型参考自适应法（ＲＳ）的基本原理和结构；根据异步ＭＡ
型，使可调模型和参考模型输出的物理量趋
于相同，通过这样的方法可以观察到可调模
型需要测量的位置参数。模型参考自适应法有三种基本结构１３］：并联模型、串联模型和串并联模型。其中并联模型的使用最为普遍，其基本结构如图１图１并联型ＭＡ结构图ＲＳ
ｌｓ
●
ｓＢ
１８ｓ
●
（４）
Ｚ
●
Ｂ
ＬｔＢ
式中和为转子磁链在两相坐标系Ｏ轴和轴上的分量，ＬＯ轴和Ｂ轴上的分量。ｔ
和为定子磁链在两相坐标系
・
８・５
梧州学院学报２１０８月第２卷第４期１年１根据式（３）和式（４）可得式转子磁链电压方程
在异步电机调速控制中，为了获得较高的控制精度，一般需要把异步电机的运转速度反馈给控制端，传统的方式是在异步电机转子上安装一个速度传感器。这种带速度反馈环的控制方式可以获得较为精确

基于MRAS的交流异步电机变频调速系统研究

＝
，
术已由标量控制转向了矢量控制。在矢量控制系统中，转速的闭环控制环节一般是必不可少的。为了实现转速闭环控制和磁场定向，通常采用速度传感器来进行转速检测。而速度传感器在安装、维护等方面易受环境影响，从而严重影响异步电动机的简便性、廉价性和可靠性。因此，无速度传感器的矢量控制系统成为交流调速的主要研究内容。目前，人们提出了各种速度辨识的方法来取代速
ＡｂｔａｔＩｃｏｄｎｅｗｉｈｔｅｂｓｃｐｎｉｌｎｔｏｆｖｃｏｏｔｏ，ｂｓｎｔａ／Ｓｍｕｉｋｍｏｕｅ，ａｓｍｕａｉｎｍｏｅｆｖｃｏｓｒｃ：ｎａｃｒａｃｔｈａｉｒｃｐｅａｄｍｅｈｄｏｅｔｒｃｎｒｌｙｕｉｇＭａｌｂｉｌｄｌｉｎｉｌｔｄｌｏｅｔｒｏｃｎｒｌｓｓｅｔａｓｏｅｉｇｔｒｅａｄｍａｎｔｉｋｆｒＡＣａｙｃｒｎｕｔｒｉｕｌｂｓｄｏｏｏｕｒｃｉｎｌｒｔｔｎｏｒｉｔｓｏｔｏｙｔｍｈｔｉｆｒｎｏｑｕｎｇｅｉｌｎｏｓｎｈｏｓｍｏｏｓｂｉａｅｎｒｔｒｆｘｄｉｔａｏａｉｇｃｏｄｎａｅ．ｃｏｔｌｅｏＯｎｔｅｂｓｓｈａｉ，ｗｉｄｌｒｆｒｎｅａａｔｅｍｅｈｄ，ｔｅｒｔｔｎｐｅｓｉｔｎｆｒｖｃｏｏｔｏｙｔｍｔｏｓｅｄｓｎｏｓｓｕｉｄＩｔｍｏｅｅｅｅｃｄｐｉｔｏｈｖｈｏａｉｇｓｅｄｅｔｍａｉｏｅｔｒｃｎｒｌｓｓｅｗｉｎ —ｐｅｅｓｒｉｔｄｅ．ｎｏｈａｄｔｏｄｉｉｎ，ａｍｉｇａｈｒｂｅｔａｈｅｅｅｃｄｌｉｅｓｌｎｌｅｃｄｂｈｎｔａａｕｎｒｔｏｔｇａｎｎｒｌｓｅｄｒｃｇｚｒｉｎｔｔｅｐｏｌｍｈｔｔｅｒｆｒｎｅｍｏｅｓａｉｉｆｎｅｙｔｅｉｉｉｌｖｌｅａｄｄｆｆｉｅｒｌｉｏｍａｐｅｅｏｎｉｅ－ｙｕｉｎｔｅｔａｉｉｎａＲＡＳｉｍｐｏｅｈｒｄｔｏｌＭｓｉｒｖｄ，ａｄｍｏｅｉｇｓｍｕａｉｎｉｌｏｃｎｕｔｄＴｅｒｓｈｆｓｍｕａｉｎｖｒｆｓｔｅｆａｉｉｔｆｔｅｄｓｇｎｎｄｌｉｌｔｓａｓｏｄｃｅ．ｈｅｕｏｉｌｔｅｉｈｅｓｂｌｙｏｅｉｎａｄｎｏｏｉｅｉｈｔｅｃｌｕａｅｏａｉｇｓｅｄｃｎｗｅｌｔｃｈａｕｅｏａｉｇｓｅｄ．ｈａｃｌｔｄｒｔｔｎｐｅａｌｒｅｔｅｍｅｓｒｄｒｔｔｎｐｅａＫｅｙｗｏｄｒｓ：ＭａｌｂｉｌｋＭｏｅｅｅｎｅａａｔｅｓｓｅｔ／ＳｍｕｉａｎｄｌｒｆｒｃｄｐｉｙｔｍＶｅｔｒｃｎｒｌＶａｉｂｅｆｅｕｎｙｄｉｉｇｓｓｅｅｖｃｏｏｔｏｒａｌ—＇ｅｃｒｎｙｔｍＮｅｒｌｎｔｒＮ一ｉｑｖｕａｅｗｏｋｏｓｎｏｅｓｒ

基于MRAS的异步电机无速度传感器的矢量控制

李肥翔，薛重德，朱威威
（南京航空航天大学江苏南京２１００１６）
摘要：由于电机定转子参数的变化，利用一般的转子磁链对转速进行估算，将导致不能得到准确的结果。这里采用积
分型转子磁链的参考和可调模型构建出一个基于ＭＲＡＳ的异步电机无速度传感器的矢量控制模型。该模型提高了矢
ＬＩＦｅｉ－ｘｉａｎｇ，ＸＵＥＺｈｏｎｇ — ｄｅ，ＺＨＵＷｅｉ－ｗｅｉ
（ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎｎｔａｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｒｕｍｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１６，Ｃｈｉｎａ）
第２１卷第２２期
Ｖ０１．２１Ｎｏ．２２
电子设计工程
ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤｅｓｉｇｎＥｎｇｉｎｅｅபைடு நூலகம்ｒｉｎｇ
２０１３年１１月
ＮＯＶ．２０１３
基于ＭＲＡＳ的异步电机无速度传感器的矢量控制
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｓｐｅｅｄｓｅｎｓｏｄｅｓｓｖｅｃｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｏｆＩＭｂｙＭＡＴＬＡＢ／ＳＩＭＵＬＩＮＫｖｅｉｆｒｙｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｔｏｐａｒａｍｅｔｅｒｅｒｒｏｒｏｆｔｈｅＭＲＡＳｍｅｔｈｏｄ．

一种基于MRAS的异步电机速度辨识方法

第 25 卷第 2 期 2006 年 4 月
电工电能新技术 Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy
Vol. 25, No. 2 Apr. 2006
一种基于 MRAS 的异步电机速度辨识方法
陈伟, 瞿文龙, 陆海峰
( 清华大学电机系电力系统国家重点实验室电力电子分室, 北京 100084)
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( 5)
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^ r! i s ) ]
将参考模型和可调模型的偏差 #= D m - D^ m 作
x2( k) , r , h] 式( 7) 中, x 1 是 v 的跟踪信号, x 2 是 x 1 的微分信号, 可视为 v 的微分。h 为积分步长, r 为跟踪快慢的参数, r 越大, 则 x 1 更快地跟踪 v, 但当 v 被噪声污染时, 会使信号 x 1 被更大的噪声所污染。f st ( ∀) 称为快速控制最优函数, 其定义详见文献[ 7] 。
图 3 MRAS 速度辨识的仿真结果 Fig. 3 Simulation results of MRAS speed identifier

基于MRAS的异步电机转子电阻的辨识方法

行中由于温升、肤效应等原因，集往往是电机控制系统
中变化最为明显的参数之一。中提出了文一种基于模型参考自适应的转子电阻辨识的方法，以瞬时无功功率作为模型，通过自适应调节得到所需的转子电阻参数。仿真结果表明，该方法可以准确、快速的辨识转子电阻，并且提高了系统的鲁棒性。关键词：数辨识参机转子电阻模型参考自应理论适异步电瞬时无功功率
ｏｏｅｆｒｎｃａｔｖｙｔｍｎＭｄｌＲｅｅｅｅＡｄｐｉｅＳｓｅ
ＭｅｇＱｎｚｕＺａｈａｇＺａｕｏｇｎｉｇｈｈｏＺ￣ｕｎｈｏＹｌｎ
ＬｉｏｉｇＴｃｎｃｌｉｅｓｔａｎｎｅｈｉａＵｎｖｒｉｙ
其具体的模型，涉及电机的转矩，子磁转链，定子ｄ电压，轴定子ｑ轴电压，以及有功功率等。本文以瞬时无功功率作为模型，出了一种提新的转子电阻的辨识方法。
ｔｅｉｓｎａｅｕａｔｅｏｅ（Ｒ）ｙｍｅｎｆＲｈｔｔｎｏｓｅｃｉｗｒＩＰｂａｓＡＳｎａｒｖｐｏＭ
摘
要：矢量控制系统的性能很大程度上依赖于电
的辨识转子电阻的方法。型参考自模适应理论［］是目前在电机控制领域应用较为广泛，并且相对
比较成熟的理论。它是由跟踪问题发展起来的，
机参数的准确测量，异步电机的转子电阻在电动机运而

基于MRAS的异步电动机无速度传感器矢量控制系统

（ａｊｇＵｉｒｔｏｅｏａｔｓＡｔｎｕｃ，ａｊｇ２０１，ｈｎ）Ｎｎｉｎｖｓｙｆｒｎｕｉ＆ｓｏａｔｓＮｎｉ１０６ＣｉｎｅｉＡｃｒｉｎａ
ＡｂｔａｔＩｒｅｏｉｒｖｈｅｉｂｌｙａｄａａｔｂｌｙｏｈｏｔｌｓｓｅｏｎｕｔｎｍｏｏ，ｔｅｐｐｒｐｅｅｔａｎｖｌｓｒｃ：ｎｏｄｒｔｍｐｏｅｔｅｒｌｉｔｎｄｐａｉｔｆｔｅｃｎｒｙｔｍｆｉｄｃｉｔｒｈａｅｒｓｎｓｏｅａｉｉｏｏｓｈｍｅｆｒａｓｅｄｓｎｏｌｓｅｔｒｃｎｒｌｙｔｍｆｉｄｃｉｎｍｏｏａｅｎＭＲ．ｉｈｈｏｙｏＡＳ，ａｍｏｅｆｓｅｄｃｅｐｅｅｓｒｓｖｃｏｏｔｓｅｏｕｔｔｒｂｓｄｏＡＳＷｔｔｅｔｅｒｆＭＲｏｅｏｓｎｏｈｄｌｐｅｏ
维普资讯
２０第８期０７年第１３期）总９
农业装备与车辆工程
ＡＲＣＬＵＡＱＩＭＥＴ＆ＶＨＣＥＥＧＮＥＩＧＧＩＵＴＲＬＥＵＰＮＥＩＬＮＩＥＲＮ
ＮＯ８０．２０７
０引言
为了达到高精度的转速闭环控制及磁场定向的需要，在电机轴上安装速度传感器。但是有许多必须场合不允许外装任何速度和位置检测元件，此外安装速度传感器一定程度上降低了系统的可靠性随

一种基于MRAS的三相感应电机速度辨识方法

很低Ｊ．还有学者在低通滤波器的基础上引入磁链反馈补偿，即闭环磁链观测，该方法补偿了低通
滤波器引起的幅值和相位偏差，改善了磁链观测精度Ｊ，但在反馈回路中存在笛卡尔坐标与极坐标
之间的相互变换，比较复杂．本文采用一种改进的ＭＲＡＳ速度辨识方法，将参考模型中的纯积分环节
／，，．．．．．．。．．．．．．．
２
得定子电流的ｄｑ轴分量为：
血ｏｓ（ｆ３Ｉｓｉｉｑ）Ｃｎ（ｃｏｄ＋ｑ６）
￣
一／
］
＝
、、● ● ● ●● ●● ／
（＋）
ｐ
（３）
同理可以得到定子电压的ｄｑ轴分量由参考模型方程可得
用一个高通虑波器代替．该方法不仅有效的消除纯积分环节缺陷，而且不会带来相位偏差．
１、基于ＭＲＡＳ的速度辨识原理
模型参考自适应系统主要有参考模型、可调
模型和自适应机构组成，一般将不含参数的方程作为参考模型，将含有待测参数的方程作为可调模型，按照Ｐｏｐｏｖ超稳定理论确定自适应收敛律，使系统保持稳定．文献给出了在静止坐标系下，异步电机转子磁链的电压模型和转子磁链的
一
种基于ＭＲＡＳ的三相感应电机速度辨识方法
李光叶，李耀华，郭海波
（１．济宁学院物理与信息工程系山东曲阜２７３１５５；２．济宁市任城区机关事务管理局山东济宁２７２０００）

基于MRAS磁链观测、转速估计的无速度传感器异步电机矢量控制系统

基于MRAS磁链观测、转速估计的无速度传感器异步电机矢
量控制系统
汪柏洋
【期刊名称】《科技广场》
【年(卷),期】2010(000)003
【摘要】针对传统矢量控制系统磁链观测不准,且需要速度传感器的问题,提出了一种基于MRAS磁链观测、转速估计的无速度传感器异步电机矢量控制系统.介绍了磁链观测、转速估计的MRAS结构,并运用Popov超稳定理论推导出了其对应自
适应律,建立了实验系统.实验结果表明,该矢量控制系统在启动、调速、稳态运行时具有良好的静、动态性能,是一种高性能的交流调速系统.
【总页数】4页(P191-194)
【作者】汪柏洋
【作者单位】长春理工大学电子信息工程学院,吉林,长春,130022
【正文语种】中文
【中图分类】TM343
【相关文献】
1.异步电机MRAS无速度传感器矢量控制系统设计 [J], 王平;厉虹
2.基于转矩绕组无功功率MRAS的无轴承异步电机无速度传感器矢量控制系统 [J], 杨泽斌;汪明涛;孙晓东
3.基于全阶磁链观测器的异步电机无速度传感器矢量控制系统 [J], 李立明;刘忠举
4.基于MRAS的无速度传感器异步电机矢量控制的仿真 [J], 罗桂山
5.基于交互式MRAS策略的无轴承异步电机无速度传感器矢量控制系统 [J], 高剑;黄守道;马晓枫;蔡国洋;曹彦飞
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一种基于MRAS的异步电机速度辨识方法

一种基于MRAS的异步电机速度辨识方法
陈伟;瞿文龙;陆海峰
【期刊名称】《电工电能新技术》
【年(卷),期】2006(025)002
【摘要】本文提出了一种在静止坐标系下实现的模型参考自适应系统,以辨识异步电机的转速.该方法的参考模型和可调模型分别由电机定子侧和转子侧的方程构成.参考模型中不含定子电阻,并且避免了纯积分运算,因而在宽速度范围内具有较好的鲁棒性.可调模型包含电机转速的信息和一个电流模型转子磁链观测器.当电机转速的估计值收敛于转速的真实值时,观测的转子磁链也收敛于其真实值,可将其用于直接磁场定向控制中.另外,为避免对定子电流的纯微分,本文应用微分跟踪器以提取高质量的微分信号.数值仿真和实验结果验证了该方法的有效性.
【总页数】4页(P52-55)
【作者】陈伟;瞿文龙;陆海峰
【作者单位】清华大学电机系电力系统国家重点实验室电力电子分室,北京,100084;清华大学电机系电力系统国家重点实验室电力电子分室,北京,100084;清华大学电机系电力系统国家重点实验室电力电子分室,北京,100084
【正文语种】中文
【中图分类】TM343
【相关文献】
1.一种异步电机无速度传感器矢量控制转速辨识方法 [J], 徐中领
2.一种改进的基于MRAS的速度辨识方法 [J], 黄志武;阳同光;桂卫华;单勇腾;年晓红
3.基于MRAS的异步电机转子电阻的辨识方法 [J], 孟庆铸;赵志广;赵宇龙
4.一种基于MRAS的三相感应电机速度辨识方法 [J], 李光叶;李耀华;郭海波
5.基于MRAS速度估算模型的异步电机控制优化 [J], 陈迪克;潘国威;朱梓悦
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基于MRAS的异步电机无速度传感器矢量控制

基于MRAS的异步电机无速度传感器矢量控制异步电机矢量控制无速度传感器模型参考自适应1引言随着电力电子技术及自动控制技术的发展，交流电动机的调速系统正走向高性能化。

在高性能的交流调速系统中，为了提高系统的控制性能，转速的闭环控制环节一般是必不可少的。

通常，速度反馈量的检测多是采用光电脉冲编码器或测速发电机。

但高精度的速度传感器价格比较昂贵，明显增加了整个控制系统的成本。

同时速度传感器的安装存在同心度问题，由于安装中存在的问题使速度传感器成为系统的故障源，系统的机械可靠性大为降低，由此可以说在某种程度上破坏了交流异步电动机的简单、牢固等特性，限制了交流调速系统的应用范围。

因此研究无速度传感器交流调速系统，受到了国内外学术界和工程界高度重视，成为近年来的研究热点[1]。

无速度传感器矢量控制技术的核心问题是对磁链和转速进行准确辨识。

常见的磁链辨识方法有：电流模型法和电压模型法。

因电流模型需要转子转速的信息，而电压模型中不需要转子转速信息，所以无速度传感器矢量控制系统中通常采用电压模型进行磁链辨识[2]。

电压模型中含有纯积分环节，使得磁链的观测会因积分初值和漂移产生误差。

为了解决这一问题，可以采用一阶惯性环节来代替纯积分环节，由此引起的误差，可以通过参考磁链矢量经低通滤波器后的信号进行补偿[3-4]。

在磁链辨识基础上，需要对电机转速进行辨识。

近年来，随着高性能数字信号处理器的飞速发展，各种转速估计方法层出不穷。

如：直接计算法、模型参考自适应(MRAS—Model Reference Adaptive System)、基于自适应全阶状态观测器的方法、扩展卡尔曼滤波器法(EKF—Extended Kalman Filter)、神经网络法、齿槽谐波检测法、高频信号注入法等。

因MRAS原理简单、容易实现，在无速度交流调速系统中得到了广泛应用。

MRAS参数辨识思想：将不含待辨识参数的模型作为参考模型，将含有待辨识参数的模型作为可调模型，且两个模型具有相同物理意义的输出量，利用其输出量误差，并通过合适的自适应率来调节可调模型参数，已达到控制对象的输出跟踪参考模型的目的。

基于MRAS磁链观测_转速估计的无速度传感器异步电机矢量控制系统

控制
中图分类号：ＴＭ３４３
文献标识码：Ｂ
文章编号：１６７１－４７９２－（２０１０）３－０１９１－０４
系
Abstract：Ａｉｍｔｏｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｔｈａｔｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｖｅｃｔｏｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ＇ｓｆｌｕｘｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｗａｓｎｏｔａｃｃｕ－统
速度传感器异步电机矢量控制系统。介绍了磁链观测、转速估计的ＭＲＡＳ结构，并运用Ｐｏｐｏｖ超稳定理论推导出了其对应自适
步电
应律，建立了实验系统。实验结果表明，该矢量控制系统在启动、调速、稳态运行时具有良好的静、动态性能，是一种高性能的交机矢
流调速系统。
量
关键词：矢量控制；ＭＲＡＳ；磁链观测；转速估计；异步电机
ＶｅｃｔｏｒＣｏｎｔｒｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＩｎｄｕｃｔｉｏｎＭｏｔｏｒｕｓｉｎｇａ－ａｘｉｓＦｌｕｘｗｉｔｈＳｔａｔｏｒＲｅｓｉｓｔａｎｃｅＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｏｎＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｆｅｂ．２００１，４８（１）：１８５－１９４．
链
观
ＶｅｃｔｏｒＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＳｐｅｅｄ－ＳｅｎｓｏｒｌｅｓｓＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＭｏｔｏｒＢａｓｅｄｏｎＭＲＡＳＦｌｕｘｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄＳｐｅｅｄＥｓｔｉｍａｔｉｏｎ
测
、
转
汪柏洋
速估
ＷａｎｇＢａｉｙａｎｇ
计
的
（长春理工大学电子信息工程学院，吉林长春１３００２２）
（ａ）辨识转速
（ｂ）负载转矩

一种改进的基于MRAS的速度辨识方法

一种改进的基于MRAS的速度辨识方法
黄志武;阳同光;桂卫华;单勇腾;年晓红
【期刊名称】《微特电机》
【年(卷),期】2007(35)6
【摘要】在基于MRAS(模型参考自适应系统)的速度辨识方法中,由于参考模型采用纯积分型转子磁链电压方程,直流偏置和积分初值累积以及定子电阻变化都导致磁链观测误差较大,进而影响速度辨识精度.提出了一种改进的MRAS方法,首先引入高通滤波器消除纯积分的影响,并采用模糊控制器在线调整其截止频率改善其动态性能;其次利用模糊控制器在线辨识并调整定子电阻,克服了定子电阻变化影响速度辨识精度的问题.仿真结果表明该方法具有较好的动静态性能以及较高的辨识精度.
【总页数】4页(P32-35)
【作者】黄志武;阳同光;桂卫华;单勇腾;年晓红
【作者单位】中南大学,湖南长沙,410075;中南大学,湖南长沙,410075;中南大学,湖南长沙,410075;中南大学,湖南长沙,410075;中南大学,湖南长沙,410075
【正文语种】中文
【中图分类】TP273+.2
【相关文献】
1.一种基于MRAS的异步电机速度辨识方法 [J], 陈伟;瞿文龙;陆海峰
2.基于MRAS的改进永磁同步电机参数辨识方法 [J], 赵颖伟;王毅;李可
3.感应电机无速度传感器矢量控制低速的一种新型、稳定、基于MRAS的速度和定子电阻观测器 [J], 张科盂
4.一种基于MRAS的三相感应电机速度辨识方法 [J], 李光叶;李耀华;郭海波
5.一种改进型MRAS的SPMSM无位置速度矢量控制方法 [J], 范立荣;李怀俊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于MRAS的异步电机无速度传感器矢量控制的研究及实现的开题报告

基于MRAS的异步电机无速度传感器矢量控制的研
究及实现的开题报告
一、研究背景及研究意义
目前，在现代工业生产中，电机具有广泛的应用，其控制方法与技术也得到不断的改进和发展。

而矢量控制是一种较为先进的控制技术，可以实现较好的控制精度，被广泛地应用在交流电机控制中。

然而，传统的矢量控制技术需要使用速度传感器进行闭环控制，但是速度传感器成本较高且易受环境干扰，因此研究无速度传感器矢量控制技术具有重要的研究意义和实际应用价值。

基于模型参考自适应系统（Model Reference Adaptive System，MRAS）的无速度传感器矢量控制技术因其简单、实用、可靠而受到广泛关注。

该技术利用自适应模型来推测电机的速度，从而实现无传感器矢量控制，同时，自适应模型参数的在线调节方法也能够适应不同的工作条件，提高了系统的稳定性和控制精度。

二、研究内容及技术路线
（1）研究现有无速度传感器矢量控制技术，分析其优缺点和应用场合，重点研究基于MRAS的无速度传感器矢量控制技术；
（2）建立异步电机数学模型，包括电动机的动态方程、控制方程和MRAS模型等；
（3）设计实验平台，进行实验验证，使用MATLAB/Simulink对系统进行仿真研究，通过对实验数据的分析，验证基于MRAS的无速度传感器矢量控制技术的可行性和有效性。

三、研究成果及应用前景
通过本研究，可以掌握基于MRAS的无速度传感器矢量控制技术的原理和实现方法，设计出具有较高控制精度和抗干扰能力的电机控制系
统，为工业生产提供更为高效和可靠的电机控制解决方案。

此外，本文研究成果还可应用于电机控制、自适应控制和非线性控制等领域，具有广泛的应用前景。

基于神经元的异步电机直接转矩控制系统速度辨识

基于神经元的异步电机直接转矩控制系统速度辨识高金生;高宏洋;喻寿益【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2009(040)005【摘要】为避开传统的模型参考自适应(MRAS)方法需要求解反馈增益矩阵的问题,在直接转矩控制理论基础上,基于DSVM-DTC系统,在静止两相α-β坐标系下建立异步电机数学模型,推导出定子电流状态方程,并转化为带有5个输入节点、1个输出节点的神经元定子电流自适应辨识可调模型.采用Window-Hoff学习规则,推导出速度辨识公式,把辨识出的速度估计值反馈回可调模型中,在线修改可调模型参数,使其输出的定子电流估计值逼近于实时检测的定子电流,产生自适应性,提高定子电流和电机转速的辨识精度.最后,使用37 kW异步牵引电机参数在Matlab/Simulink软件平台上进行仿真.仿真结果表明:辨识转速能够准确地跟踪实际转速,动态响应性能好,尤其当参数发生突变时,系统具有很好的鲁棒性,并且实现简单.%In order to avoid solving the problems of obtaining feedback gain matrix in traditional model reference adaptive system (MRAS), the asynchronous motor mathematical mod el was established in stator α-β coordinate system based on direct torque control (DTC) theory, discrete space vector modulation (DSVM)-DTC system and stator current equation were gained according to this model and then the equation was transformed into neural element with five input nodes, and an output node as stator current adaptive identification modules. According to speed identification formula, the speed of motor was real-time estimated andtransferred back to adjustable model whose parameters were modified and made close to the real value. Finally, the simulation was made in the Matlab/Sinulink using parameters of 37 kW asynchronous motors. The results show that the identified speed can accurately track the actual speed and perform good dynamic response. When system parameters change, the system has good robustness and is easy for application.【总页数】7页(P1367-1373)【作者】高金生;高宏洋;喻寿益【作者单位】中南大学,信息科学与工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,信息科学与工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,信息科学与工程学院,湖南,长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】TM301.2【相关文献】1.无速度传感器三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(Ⅰ)--基于降阶观测器的定子磁链观测和速度辨识 [J], 李永东;曾毅;谭卓辉;候轩2.无速度传感器三电平逆变器异步电动机直接转矩控制系统(Ⅱ)--基于全阶定子磁链观测器的参数和速度辨识 [J], 李永东;曾毅;谭卓辉;侯轩3.基于神经网络速度辨识的直接转矩控制系统 [J], 刘文胜;王一;王新伟4.基于智能神经元PID的异步电机直接转矩控制 [J], 周晓华;张银;李振强;刘胜永5.基于DSP的自适应速度辨识直接转矩控制系统研究 [J], 别红波;徐中因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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瞿文龙（９６）１４．。男，海籍，教授，攻电力电子、电机控制及电动汽车电驱动系统。上主
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第２期
陈
伟，：种基于ＭＡ等一ＲＳ的异步电机速度辨识方法
５３
数Ｔ＝Ｌ／漏感Ｌ＝Ｌ一Ｌ／，，Ｒ。２Ｌ。定义
Ｖｏ．５，Ｎｏ．１２２Ａｐ．２０ｒ０６
一
种基于ＭＲＳ的异步电机速度辨识方法Ａ
陈伟，瞿文龙，陆海峰
（清华大学电机系电力系统国家重点实验室电力电子分室，京１０８）北００４
摘要：文提出了一种在静止坐标系下实现的模型参考自适应系统，本以辨识异步电机的转速。该方法的参考模型和可调模型分别由电机定子侧和转子侧的方程构成。参考模型中不含定子电阻，并且避免了纯积分运算，因而在宽速度范围内具有较好的鲁棒性。可调模型包含电机转速的信息
台上进行了实验。仿真和实验结果表明该方法具有较好的性能。２辨识方法原理
三相异步电动机转子磁链的电压模型和电流模型分别如式（．）（．）１ａ、１ｂ所示。
Ｌ
ｒａ
值和漂移问题会带来很大的误差，至可能导致系甚
和一个电流模型转子磁链观测器。＂电机转速的估计值收敛于转速的真实值时，测的转子磁链３－观
也收敛于其真实值，可将其用于直接磁场定向控制中。另外，为避免对定子电流的纯微分，本文应
用微分跟踪器以提取高质量的微分信号。数值仿真和实验结果验证了该方法的有效性。
一
＋
＋
速度辨识的自适应机制。但该方法仍然受定子电阻
热效应的影响。
式（．）（．），Ｐ为微分算子，ｉ分别１ａ、１ｂ中、、
表示电压、电流和磁链的瞬时值，下标ｓｒ、分别表示
本文在文献［］５的基础上，电机的基本电磁方从程出发，推导出一个既不含有纯积分环节，完全不也
收稿日期：０ —８２２５０６０
定子量和转子量，为转子电角速度。转子时问常
基金项目：家 “６ ” 技术资助项目（０５Ａ０１０国８３高２０Ａ５１３）
作者简介：陈
伟（９２）１８．，男，安徽籍，硕士生，主攻电力电子与电力传动及电动汽车电驱动系统；
受定子电阻影响的速度辨识ＭＲＳ结构。该方法在Ａ宽速度范围内具有较好的鲁棒性。另外，避免对为电流信号作纯微分运算，应用文献［］出的非线性６提微分跟踪器以提取高质量的微分信号。本文对该ＭＲＳ和微分跟踪器进行了仿真验证，在基于１Ａ并ｒＩ公司ＴＳ２Ｃ２ＤＰ芯片为核心的电机控制系统平Ｍ３０３Ｓ
统失稳；二是定子电阻随温度变化，给电压模型带会来误差，别是在低速时，子电阻压降作用明显上特定
：一（ｐｆ］ｒ［Ｒ＋）ｓｎ
（．。）
升，测量误差甚至会淹没反电动势，得观测精度降使
应方法原理简单、于实现，无速度传感器交流调易在
速系统中得到了广泛应用 “ ‘ 。文献［］电压型转子磁链观测器作为参考模１以型，电流型转子磁链观测器为可调模型，用两个以利模型输出的转子磁链估计值的差来辨识转速。但电压模型有以下缺点，是包含纯积分环节，一积分的初
低。为避免在转子磁链ＭＡＲＳ中用到纯积分运算，
巾＝
一（＋Ｒ
］
文献［］出用反电动势代替转子磁链作为参考模３提
型和可调模型，应用波波夫超稳定性判据推导出并
ｐ一一＋。：ｃ．ｌｔＬｂ：：Ｊ：ｍ：．
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第２５卷第２期
２００６年４月
电工电能新技术
ＡｄａｃｄＴｅｈｏｏｙｏｅｔｃｌＥｎｉｅｒｎｎｅｖｎｅｃｎｌｇｆＥｌｃｒａｇｎｅｉｇａｄＥｎｉ
关键词：速度辨识；模型参考自适应；分跟踪器；步电机微异
中围分类号：Ｍ４Ｔ３３文献标识码：Ａ文章编号：１０．０６２０）２０５．４０３３７（０６０．２００
ｌ引言
近一二十年来，内外学者就如何辨识异步电国机的转速做了大量的研究工作，出了许多种方法，提如模型参考自适应（Ａ）扩展卡尔曼观测器、ＭＲＳ、转子齿谐波法和人工神经网络等。由于模型参考自适