A novel high perance position sensorless control of switched reluctance motor drives.doc

一种新型高性能无线位置传感器控制的开关磁阻电动机驱动摘要-在本文中,滑动模态观测器应用于消除轴位置编码器的开关磁阻电动机(SRM)驱动器。滑动模态观测器通过估算的转子位置和速率来控制马达的速度作为控制手段,来保障目前的水平。估计的位置和速度都源自滑动模态观测器,而这需要终端相电压和电流的测量值。推荐的滑动模态观测器要具有重要功能,即观测器和PI控制器对转子位置和速度误差或负载转矩的变更具有高度的敏感性。结果表明,位置和速度无线传感观测器能够可靠地用于控制开关磁阻电机。实验结果使用四相,对8/6 SRM和定点数字信号处理器(DSP)进行了介绍介绍开关磁阻电动机(SRM)驱动在过去的十年里重新获得了青睐，赞成开关磁阻电机的驱动观点是因为和感应或同步类型的机器它制造简单、经济。此外,该这台机器转换器的电力供应,需要更少的电力设备,因此是更经济、可靠。开关磁阻电动机(SRM)驱动在欧洲引起了广泛关注，并为之将它商业化做出很多尝试。开关磁阻电机驱动的文献主要集中在分析机械和电源转换器的配置,但很少有论文讨论了控制方面的问题。准确的位置控制要求的SRM驱动是很关键的概念,感应和同步机很难外推到的开关磁阻电机。对无传感器位置估计的各种方法为开关磁阻电动机情况进行了调查。几个研究提出了一种基于模型估计从哪个很好,取得了良好的效果。在基于观察者状态估计方案,动态的状态空间进行数学建模在电机运行时的数学模型,在平行于物理机器。该模型和物理机械具有相同的输入,和真实的机器的区别是其输出和测量是用来强制变量的估计值收敛于实际值。在这个例子中,终端测量的开关磁阻电动机的相电流和系相电压足够启动观察器。计算简单、鲁棒稳定性的滑模控制器性能的研究提示了滑模观测器.侯赛因以太.最先提出滑动模态观测器SRMs 基于转子位置的估计方案。所得结果在那工作是基于计算机模拟线性磁性模型的SRM.本文通过消除非线性数学SRM模型或参数实验首先将开关磁阻电机系统扩展了先前的结果它并非微不足道。采用该控制方案应用于实验开关磁阻电动机驱动系统,在这一过程中,数字信号处理器(DSP)为研究对象,运用执行控制方案,并进行了几种驱动测试驱动特性进行测试中实现了计算机模拟和实验结果。开关磁阻电动机动力系统一般而言,非线性磁特性,可适当来模拟开关磁阻电动机的非线性电流角度方程和转矩角度定义,可以取得特性曲线。这些剖面测量绕组的电压、电流、转子位置.然而,它需要更多的努力和处理的时间。本文的主要目的在于提出一个无位置传感器开关磁阻电机驱动方式,以消除轴位置传感器。在本文中，动力学控制开关磁阻电动机的流量方程可以写成如下：和是电磁感应和相电流的瞬时值，相应的，可以被精确地模拟显示在图1。显示根据变化的电流、转子位置角，标出14中电感型材图、使用线性插值是用来详细感应值,电感值阶段的相电流超过最大值7A,另电感剖面数据就为7A。根据电流大小和转子位置角的影响测量电感型材，然后,利用如下测量数据估计相电流。其中表示相电流的初始值，另一刻的相电流用下面的公式来求得：开关磁阻电机的动态耦合方程是：其中分别表示电压、电阻、电流和第N相的转矩。转子的角位置和它的速率用和来表示，表示负载转矩。B和J分别表示阻尼系数和惯性矩的驱动系统。改进遗传算法A. 滑动模态观测器对于4-6描述的开关磁阻电动机，相磁转子位置和转速都是状态变量。相电压是输入，相电流是输出。每相磁阻由下面整合公式求得：每相电流在经过每个周期后归零一次，磁阻也是一样。因此，当初始值在任何操作情况下进行，而不会丢失任何数据。研究一类二阶滑模观测器实现形式：是一种基于测量误差函数和估计变量，对于一个开关磁阻电动机驱动装置的误差函数和估计来源于实际转子位置被选择作为通用功能：选择功能,以确保误差函数的位置估计误差函数加以覆盖到适当的电动机驱动或产生模式，本文将用到以下功能：观测器的误差被定义为：观测器误差动力学可以衍生：选择足够大以使前三个可以忽略,速度误差动力学成为：上述假设本质上引领我们到达稳态条件,这意味着可能不相匹配的估算和实际速度暂态.方程式14和16的描述在观察者的收敛性质。B.稳定主控振荡器研究所的离散时间实施配方的离散时间的观察者伴随(4),(7),(11,(12)和(13),作为通量估算T是采样时间间隔.相电流按一下公式估计当前误差离散形式是估计电机转子位置的地方,被表达在稳定主控振荡器的电气弧度的离散形式表示为 试验结果摘要通过实验研究,进行一个 400W 160V SRM如图2所示,.相电阻、电感 2.0W是29mH 不均衡阶段,均衡阶段相电感 为3.7mH电机绕组,不时地刺激,经典的逆变器显示在图3使用。经典的逆变电路的开关磁阻电机驱动框图所提出的无位置传感器开关磁阻电动机驱动系统摘要通过实验研究验证条件,提前角是设置为和关闭角度设置为之所以阶段电流是控制跟踪参考价值取决于速度误差和PI控制器,如图4.仿真结果使用的无传感器控制算法中显示的是图5.转子位置估算实际和初始被认为是相同的, ,和参考速度设置到每分钟1500转的自由振荡状态.图5空载转速(a)和(b)表明,实际结果和估计电机转子位置角都处于良好的工作状态.开关磁阻电动机可以开始从静止的参考速度在0.01s,显示在图(C),当前一个发达阶段中给出图5转矩(d)和(e)。图6显示测试结果提出的稳定主控振荡器与相同条件下,除了实际初始转子位置的改变,从0到50,这将会是个最坏情况的初始位置差异.图6(a)-(c)表明,响应的电机的观察者,几乎是相同的操作与直接位置测量,并对实际电机速度是成功,随访期间内,0.15s.记录启动,估计速度展现了反向旋转所引起的初始位置估计误差。当实际初始位置估计和10号被设置为0,分别和负载转矩的方法,1Nm启动的结果给出了电机转子位置也显示图7.图8角度和速度响应的电机,当负载转矩是改变从1到2 Nm.突然变化引起的负载转矩下降的速度控制器的速度,但对其恢复速度设置,它仍然可以标记.记录的实际速度能够跟踪速率从里浸一下这些数字表明,本文提出的观察者,性能优良,具有高度的鲁棒性位置和速度误差随着PI控制器处理速度或负载转矩的变化令人满意图5显示的动态响应的模拟结果,当初始估计实际位置被认为是相同的,和负载转矩是不适用的。(一)的实际转子位置角。(b)估计转子位置角。(c)的实际和预计的转子速度。(d)阶段电流。(e)发展和图6仿真结果起动的动态响应特性,当初始估计实际位置都假设是50和0,分别为负载转矩是不适用的。(一)的实际转子位置角。(b)的实际和预计的转子速度。(d)阶段电流。(e)发展和负载转矩。起始动态响应的仿真结果,当初始估计实际位置都假设是10到0,和负载转矩1Nm。(一个)的实际转子位置角。(b)估计转子位置角。(c)的实际和预计的转子速度。(d)阶段电流。(e)的发展和负载转矩.图8模拟动态响应结果开始的负载转矩负载转矩v范围.中一至2Nm id改变。(一个)的实际转子位置角。(b)估计转子位置角。(c)的实际和预计的转子速度。(d)阶段电流。(e)开发的转子速度。(d)阶段电流。(e)发展和负载扭矩,结论在本文中