感應電動機動態(tài)效率優(yōu)化的自抗擾解耦控制
苗敬利2，李華德l，胡廣大1，趙仁濤1
（1北京科技大學信息工程學院，北京100083;2河北工程大學信息與電氣工程學院，邯鄲056038）
摘要：針對感應電動機系統(tǒng)具有強耦合、不確定性、干擾因素多、非線性等特點，針對感應電機****轉(zhuǎn)矩每安培控制策略，應用自抗擾控制( adrc)靜態(tài)解耦和擴張狀態(tài)觀測器(eso)動態(tài)解耦技術(shù)，給出一種適用于感應電機效率優(yōu)化控制的adrc解耦設(shè)計方案。為了提高系統(tǒng)的響應速度減少計算量，設(shè)計了一種去掉跟蹤微分器(td)，并且eso和nf采用線性函數(shù)的adrc。仿真結(jié)果表明，該控制方案不僅能提高輕載時電動機的運行效率，而且具有良好的轉(zhuǎn)速跟蹤效果，并且具有較好的魯棒性和抗干擾能力。
關(guān)鍵詞：感應電動機；自抗擾控制；效率優(yōu)化；轉(zhuǎn)速跟蹤；解耦
中圖分類號：tm346+2 文獻標志碼：a 文章編號：1001-6848(2010)04-0034-05
o引 言
隨著能源危機和環(huán)保要求的日益高漲，感應電機的效率優(yōu)化揎制研究引起了廣泛的關(guān)注，但大多數(shù)的研究是基于穩(wěn)態(tài)的，而且取得了一些研究成果[i-5]。但對于需要頻繁地調(diào)速的一些工作場合，電動機經(jīng)常處于動態(tài)過程中，因此要求電動機的穩(wěn)態(tài)、動態(tài)效率都要高。
目前，對于效率優(yōu)化的感應電機驅(qū)動系統(tǒng)，在動態(tài)時，為了提高系統(tǒng)的響應速度通常采取的方式是：
(1)恢復為額定轉(zhuǎn)子磁鏈下的矢量控制，動態(tài)過程結(jié)束后，再采用效率優(yōu)化控制；
(2)直接將定子的勵磁電流指令恢復到額定值”1和動態(tài)中重新分配定子電流分量的方法，以得到較好的動態(tài)響應。這些方法的缺點是沒有考慮電機動態(tài)變化過程中的效率優(yōu)化。因此，希望在進行效率優(yōu)化的同時對電磁轉(zhuǎn)矩和磁鏈進行動態(tài)解耦控制，使轉(zhuǎn)子磁鏈的改變不影響轉(zhuǎn)速的響應速度。
本文針對****轉(zhuǎn)矩每安培控制策略提出了一種兼顧電動機動態(tài)效率和轉(zhuǎn)速響應速度的新的方法，采用adrc和eso動態(tài)解耦技術(shù)，實現(xiàn)了異步電動機控制系統(tǒng)的動態(tài)解耦，在保證動態(tài)效率的同時和保證了轉(zhuǎn)速響應的快速性。
1異步電動機的數(shù)學模型
1.1異步電動機的每安培****轉(zhuǎn)矩控制
在按轉(zhuǎn)子磁場定向的同步旋轉(zhuǎn)坐標系下，感應電動機的動態(tài)數(shù)學模型為
電壓模型為：
電磁轉(zhuǎn)矩為
當電機穩(wěn)態(tài)運行時則
考慮到定子電流幅值的限制，由(4)式電機定子d、g軸的參考值為：
在穩(wěn)態(tài)運行中，由于轉(zhuǎn)子磁鏈為常數(shù)，由式(1)可知，轉(zhuǎn)速由g軸電流i。產(chǎn)生，轉(zhuǎn)子磁鏈由定子電流的勵磁分量d軸電流i產(chǎn)生，與q軸電流無關(guān)，這說明實現(xiàn)了轉(zhuǎn)子磁鏈和轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)解耦。由式(2)可知，由于大多數(shù)電機一很小，定子電流的勵磁分量i�？捎纱沛滊妷悍至縰sd單獨控制，即i/sd控制轉(zhuǎn)子磁鏈。定子電流的轉(zhuǎn)矩分量；可由轉(zhuǎn)矩電壓分量zlsq線性控制，從而u控制轉(zhuǎn)速。因此能獲得高的控制性能。但在動態(tài)過程中，為提高電機實現(xiàn)定子電壓分量線性控制定子電流分量，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)子磁鏈和轉(zhuǎn)速的解耦控制。 < |
