Адаптивный алгоритм оценки состояния для бездатчикового векторного управления синхронными двигателями с постоянными магнитами на средних и высоких скоростях в условиях параметрической неопределенности
Предлагается адаптивный алгоритм оценки для повышения точности определения скорости и положения ротора синхронного двигателя с постоянными магнитами (СДПМ) в бездатчиковой системе управления, не требующий априорного знания точных параметров двигателя. Метод разработан для устранения недостатков обычных наблюдателей в скользящем режиме, которые не способны точно оценить скорость и положение ротора при неопределенности параметров СДПМ вследствие косвенной оценки этих переменных через наблюдаемую противо-ЭДС. С этой целью разработан новый адаптивный наблюдатель в скользящем режиме с гладкой переключающей функцией для оценки противо-ЭДС в α–β-координатах. Использование гладкой переключающей функции позволяет подавить явление «дребезга» (высокочастотных колебаний), характерное для скользящих режимов, и тем самым повысить качество оценки сигналов противо-ЭДС. Параллельно реализован адаптивный закон настройки параметров с использованием оператора параметрической проекции для таких величин, как активное сопротивление и индуктивность статора. Адаптивный закон обеспечивает ограниченность всех сигналов наблюдателя и сходимость оценок параметров к окрестности их истинных значений. Применяется адаптивный алгоритм для сглаживания и улучшения формы этих необработанных оценок противо-ЭДС. Обработанный сигнал противо-ЭДС подается на подсистему нормализованной фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) для точной оценки скорости и положения ротора без необходимости априорного знания потокосцепления. Устойчивость и сходимость предложенного наблюдателя строго доказаны методом функций Ляпунова. Сравнительные результаты моделирования демонстрируют, что предложенный наблюдатель существенно превосходит обычный (неадаптивный) наблюдатель в скользящем режиме, обеспечивая стабильную и точную оценку переменных состояния в среднем и высоком диапазонах скоростей, даже в условиях значительной неопределенности параметров двигателя.
Авторы: З. Х. Нгуен, В. В. Путов, В. Н. Шелудько
Направление: Электротехника
Ключевые слова: синхронные двигатели с постоянными магнитами, бездатчиковое векторное управление, адаптивный наблюдатель в скользящем режиме, гладкая переключающая функция, оператор параметрической проекции, адаптивный наблюдатель противо-ЭДС, нормализованная фазовая автоподстройка частоты, метод функций Ляпунова, моделирование
Открыть полный текст статьи