基于全階模型磁鏈觀測器的異步電機(jī)矢量控制

導(dǎo)讀：異步電機(jī)直接矢量控制需要通過磁鏈觀測器來獲取同步角，用于控制過程中的坐標(biāo)變換。同時(shí)，磁鏈觀測器輸出的估計(jì)磁鏈用于磁鏈PI調(diào)節(jié)器閉環(huán)控制。所以磁鏈觀測器在矢量控制中顯得尤為重要。

一、矢量控制FOC

圖1-1 異步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制框圖

二、全階磁鏈觀測器

圖2-1全階磁鏈觀測器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

全階磁鏈觀測器的主要思想是將感應(yīng)電機(jī)模型作為參考，把狀態(tài)估計(jì)的方程作為可調(diào)節(jié)部分。這兩部分具有相同物理意義的輸出量，利用兩個(gè)部分的輸出量誤差再經(jīng)過反饋校正通道對狀態(tài)觀測值進(jìn)行修正，使觀測值快速地跟蹤上實(shí)際值。模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)的（Model Reference Adaptive System，MRAS）思想有效地提高了全階磁鏈觀測器的動態(tài)性能和抗擾動性能。

參考異步電機(jī)狀態(tài)方程，全階磁鏈觀測器模型可以表示為：

三、仿真建模與波形分析

圖3-1 基于全階模型磁鏈觀測器的FOC控制仿真系統(tǒng)

（a）150r/min

（b）1500r/min

圖3-2 不同轉(zhuǎn)速下的估計(jì)磁鏈變換情況

圖3-3 基于全階模型磁鏈觀測器的異步電機(jī)FOC控制系統(tǒng)仿真波形（1500r/min）

從圖（3-1）和（3-2）可知，全階磁鏈觀測器在低速和高速區(qū)域，實(shí)際值都能很好地跟蹤上參考值。

四、總結(jié)

全階磁鏈觀測器屬于一種閉環(huán)磁鏈觀測器，根據(jù)MRAS進(jìn)行誤差反饋修正估計(jì)值，動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能有所提高。全階磁鏈觀測器的重點(diǎn)在于離散化方法和反饋矩陣的設(shè)計(jì)，可以保證在全速范圍內(nèi)具有一定的磁鏈估計(jì)精度。







審核編輯：劉清