用于低精度编码器场合的异步电机负载转矩观测方法技术

本发明专利技术提供了一种用于低精度编码器场合的异步电机负载转矩观测方法，包括：电压型逆变器驱动异步电机正常工作，并通过所述控制器中的电流传感器采样获取定子三相电流信息，通过低精度编码器获取转子位置信息；将所述定子三相电流信息进行坐标变换得到各坐标系下电流数据；建立同步旋转坐标系下的异步电机电磁转矩的模型，利用电机的机械参数与运行参数计算电磁转矩；建立每次转子位置更新时与控制周期相关的转子位置插值模型，将插值后的转子位置参考信息输入到滑模观测器；将滑模观测器输出的转子位置信息反馈磁链观测器，用于磁链观测；将滑模观测器输出的负载转矩信息前馈至电流环，用于补偿负载扰动。用于补偿负载扰动。用于补偿负载扰动。

【技术实现步骤摘要】
用于低精度编码器场合的异步电机负载转矩观测方法


[0001]本专利技术涉及电机控制领域，特别涉及一种用于低精度编码器场合的异步电机负载转矩观测方法。

技术介绍

[0002]在采用低精度编码器的三相异步电机的矢量控制系统中，由于速度信息在特定转子位置更新，在低速时并不能精确地获取当前时刻的精确速度信息，为电机控制带来了极大的难度。此外，受运行工况影响，负载存在变化较大的情况，例如牵引电机工作时牵引绳突然断裂导致负载转矩骤减。由于预设转速环频带宽度相对较小，不能及时响应负载突变，造成转速较大波动进而使电流环振荡起来，严重时会造成整个系统崩溃。因此，在低精度编码器条件下进行全速范围内快速、可靠的负载观测并进行电流环前馈对于提高电机系统可靠性，避免电气运行事故的发生具有重要意义。
[0003]基于高精度编码器的负载转矩观测方案有模型参考自适应控制、卡尔曼滤波、扩张观测器、滑模观测器等。模型参考自适应控制依据参考模型很快设计出理论的观测方案，但其依赖于参考模型的精度；扩张观测器可以同时观测负载转矩与转动惯量，但其闭环反馈增益不易设计且精度受系统初本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于低精度编码器场合的异步电机负载转矩观测方法，其特征在于，包括：步骤1，电压型逆变器驱动异步电机正常工作，并通过所述控制器中的电流传感器采样获取定子三相电流信息，通过低精度编码器获取转子位置信息；步骤2，将所述定子三相电流信息进行坐标变换得到各坐标系下电流数据；步骤3，建立同步旋转坐标系下的异步电机电磁转矩的模型，利用电机的机械参数与运行参数计算电磁转矩；步骤4，建立每次转子位置更新时与控制周期相关的转子位置插值模型，将插值后的转子位置参考信息输入到滑模观测器；步骤5，建立电机从转子位置到负载转矩的扩展状态的运动模型，定义两个观测误差，分别为转子位置观测误差和负载转矩观测误差；步骤6，建立电机扩展观测状态方程，结合所述电机扩展状态的运动模型，根据两个观测误差及其导数设计滑模观测器，通过滑模变结构控制将观测误差控制为零；步骤7，将滑模观测器输出的转子位置信息反馈至磁链观测器，用于磁链观测；将滑模观测器输出的负载转矩信息前馈至电流环，用于补偿负载扰动。2.根据权利要求1所述的用于低精度编码器场合的异步电机负载转矩观测方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：所述电磁转矩的模型为：其中，T
e
为电磁转矩，p为电机极对数，L
m
为励磁电感，L
r
为转子电感，为转子磁链，i
t
为同步旋转坐标系t轴电流。3.根据权利要求1所述的用于低精度编码器场合的异步电机负载转矩观测方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：所述转子位置插值数学模型为：其中，
△
θ为转子位置变化量，与编码器精度相关；θ
N
‑1与θ
N
为编码器输出的相邻两个转子位置；T
s
为开关周期，n为编码器输出相邻转子位置所需开关周期时间数，为每个开关周期等效转子位置变化量；θ(k)与θ(k+1)为某开关周期的经过插值模型的转子位置，且在每次编码器数据更新时修正为θ
N
，θ
N
为低精度编码器第N次输出的转子位置。4.根据权利要求1所述的用于低精度编码器场合的异步电机负载转矩观测方法，其特征在于，所述步骤5具体包括：所述电机扩展状态方...

【专利技术属性】
技术研发人员：但汉兵，谢燕朋，粟梅，孙尧，姚洪涛，高明，廖钢强，曾鹏，覃光龙，
申请(专利权)人：湖南三一电控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：