[01239851]高性能感应电机无速度传感器控制系统研究

感应电动机具有坚固耐用、易于维护等优点，已被广泛应用于各种工业生产领域，成为了电气传动自动化系统的主流。若想提高感应电动机的性能，拓广其应用领域，需要获取电机转速的信息，然而，使用速度传感器测取电机转速将大大地降低感应电动机的坚固耐用性，增加制造成本，加大电机体积，同时由于测量噪声的影响也将降低系统的可靠性，因此研究既能省却速度传感器又具有高性能指标的感应电动机成了目前国内外的研究热点。电机的控制主要包括两个闭环的控制—电流环和速度环。电流控制的好坏会直接影响输出速度的动态控制性能。该课题的研究主要从内环电流开始研究，通过辨识估计电机内部参数，采用了自适应有限拍电流控制器，使之对电机参数的干扰具有强鲁棒性。外环采用基于转矩辨识的滑模控制方案，设计了速度和磁通的观测器和控制器，在不使用速度传感器的情况下，有效提高了电机的动态控制品质；而且加入估计负载转矩环节，使整个控制策略对负载转矩变化具有鲁棒性。该项目预期得到优于传统控制方法的鲁棒自适应电流控制器；设计能够处理非线性可变负载的新型非线性鲁棒自适应速度/位置控制器；给出适用于宽运行范围的稳定速度/位置估计算法。课题组主要完成了定子电流控制的自适应方法；利用基于转矩的速度滑模控制，引入闭环磁通控制，解决了鲁棒性的问题，两者相互结合，大大提升了感应电机的动态性能。应用该课题研究的控制策略可以使电机控制范围增大，控制精度提高，提高电机的效率。而且节约电能效果明显，用户的使用成本降低。机械结构简化，操作简化，易于实现，降低了维修成本。该课题研究的策略可以应用于存在感应电机的系统中，用此控制方案可以大大增加电机的适应性和稳定性，而且可以节能省电。省却了速度传感器，还可以节省电机的系统成本和维护的费用，具有很高的实用价值，推广应用及产业化前景广阔。