【技术实现步骤摘要】
基于单电阻采样的异步电机无速度传感器矢量控制方法
[0001]本专利技术涉及电机控制
,特别是一种基于单电阻采样的异步电机无速度传感器矢量控制方法。
技术介绍
[0002]在现代高性能交流电机调速控制系统中,矢量控制技术以其性能优良、方法简单可靠等优点,广泛应用于各种交流电机的高性能控制领域。高性能的交流电机矢量控制系统中需要在转子轴上安装相应的速度传感器,实时采集电动机的转速和位置信息,导致系统成本增加、可靠性降低、环境适应性变差等问题。
[0003]由于电机工作现场一般工况复杂,电磁噪声较大,所以研究适应各种环境的转速估计精度高、鲁棒性好的无速度传感器传感器矢量控制系统对于提高交流调速系统性能具有一定的价值与意义。在众多无速度传感器中,基于扩展卡尔曼滤波的无速度传感器滤波精度高且抗干扰性强,具有很高的研究价值与研究意义。
[0004]基于单电阻采样的相电流重构方法就是在直流母线侧串接一个采样电阻,与SVPWMS相结合,根据不同开关状态下直流母线电流与三相电流瞬时值之间的关系可直接重构出三相电流。该方法用单个采样电阻代替电流传感器进行电流采样,大大地减小了系统的成本与规模,但由于其传感器数量少,在高电磁噪声等影响下,相电流存在重构失败导致变频器无法运行的风险。
[0005]扩展卡尔曼滤波(Externed Kalman Filter,EKF)算法是卡尔曼滤波在非线性情形下的一种扩展形式,利用Taylor展开将非线性系统线性化,然后采用卡尔曼滤波框架对信号进行滤波。但在非线性函数Tayl ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于单电阻采样的异步电机无速度传感器矢量控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、基于逆变器的电压空间矢量脉宽调制方式,依据不同开关组合情况和电压矢量位置,以及初始扇区或上一周期的EKF估计扇区进行相电流重构;步骤2、基于异步电机矢量控制数学模型,建立状态观测系数矩阵方程;步骤3、基于状态观测系数矩阵方程和预设初始量,进行状态观测器的初始化;步骤4、基于量测误差与预测协方差矩阵更新预测协方差矩阵,获得电机转速辨识信息和当前电机磁链;步骤5、基于对当前电机磁链位置判断扇区所在位置,对下一次相电流重构提供辅助判断。2.根据权利要求1所述的基于单电阻采样的异步电机无速度传感器矢量控制方法,其特征在于,步骤1所述的基于逆变器的电压空间矢量脉宽调制方式,依据不同开关组合情况和电压矢量位置,以及初始扇区或上一周期的EKF估计扇区进行相电流重构,具体如下:步骤1.1、根据当前电压采样结果判断当前电压矢量,结合初始基本电压矢量或上次基本电压矢量,判断当前扇区;步骤1.2、判断当前扇区与上次扇区是否一致,若一致则输出当前扇区,若不一致则将当前扇区与EKF估计扇区对比,当前扇区与EKF估计扇区一致则输出EKF估计扇区,否则输出上次扇区;若是初始启动,则直接输出当前扇区;步骤1.3、根据电压采样值,判断基本电压矢量和开关状态,对对应相进行相电流更新,所在扇区的另外一个基本电压矢量对应相的相电流继承上次结果,剩下一相的相电流根据三相电流和为零求得。3.根据权利要求1所述的基于单电阻采样的异步电机无速度传感器矢量控制方法,其特征在于,步骤2所述的基于异步电机矢量控制数学模型,建立状态观测系数矩阵方程,具体如下:基于异步电机矢量控制数学模型,建立状态转移矩阵方程,具体为:式中,i
sα
、i
sβ
为α
‑
β坐标系中定子电流,ψ
sα
、ψ
sβ
为α
‑
β坐标系中定子磁链,u
sα
、u
sβ
为α
‑
β坐标系中定子电压,ω
r
为角速度,R
s
为定子电阻,R
r
为转子电阻,L
s
为定子等效两相绕组自感,L
r
为转子等效两相绕组自感,L
m
为定子与转子同轴等效绕组间互感,p为电机的极对数,J为
转动惯量,T
L
为负载转矩,σ为磁链耦合项,σ=1
‑
L
m2
/L
r
L
s
...
【专利技术属性】
技术研发人员:瞿仁杰,王阳,胡文斌,罗淏天,袁逸凡,
申请(专利权)人:南京理工大学,
类型:发明
国别省市:
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