感應電動機動態效率優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****轉矩每安培控制策略，應用自抗擾控制( adrc)靜態解耦和擴張狀態觀測器(eso)動態解耦技術，給出一種適用于感應電機效率優化控制的adrc解耦設計方案。為了提高系統的響應速度減少計算量，設計了一種去掉跟蹤微分器(td)，并且eso和nf采用線性函數的adrc。仿真結果表明，該控制方案不僅能提高輕載時電動機的運行效率，而且具有良好的轉速跟蹤效果，并且具有較好的魯棒性和抗干擾能力。
關鍵詞：感應電動機；自抗擾控制；效率優化；轉速跟蹤；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
隨著能源危機和環保要求的日益高漲，感應電機的效率優化揎制研究引起了廣泛的關注，但大多數的研究是基于穩態的，而且取得了一些研究成果[i-5]。但對于需要頻繁地調速的一些工作場合，電動機經常處于動態過程中，因此要求電動機的穩態、動態效率都要高。
目前，對于效率優化的感應電機驅動系統，在動態時，為了提高系統的響應速度通常采取的方式是：
(1)恢復為額定轉子磁鏈下的矢量控制，動態過程結束后，再采用效率優化控制；
(2)直接將定子的勵磁電流指令恢復到額定值”1和動態中重新分配定子電流分量的方法，以得到較好的動態響應。這些方法的缺點是沒有考慮電機動態變化過程中的效率優化。因此，希望在進行效率優化的同時對電磁轉矩和磁鏈進行動態解耦控制，使轉子磁鏈的改變不影響轉速的響應速度。
本文針對****轉矩每安培控制策略提出了一種兼顧電動機動態效率和轉速響應速度的新的方法，采用adrc和eso動態解耦技術，實現了異步電動機控制系統的動態解耦，在保證動態效率的同時和保證了轉速響應的快速性。
1異步電動機的數學模型
1.1異步電動機的每安培****轉矩控制
在按轉子磁場定向的同步旋轉坐標系下，感應電動機的動態數學模型為
電壓模型為：
電磁轉矩為
當電機穩態運行時則
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：
在穩態運行中，由于轉子磁鏈為常數，由式(1)可知，轉速由g軸電流i。產生，轉子磁鏈由定子電流的勵磁分量d軸電流i產生，與q軸電流無關，這說明實現了轉子磁鏈和轉速的穩態解耦。由式(2)可知，由于大多數電機一很小，定子電流的勵磁分量i。可由磁鏈電壓分量usd單獨控制，即i/sd控制轉子磁鏈。定子電流的轉矩分量；可由轉矩電壓分量zlsq線性控制，從而u控制轉速。因此能獲得高的控制性能。但在動態過程中，為提高電機實現定子電壓分量線性控制定子電流分量，從而實現轉子磁鏈和轉速的解耦控制。 < |
