【《基于改进型滑模观测器的无传感器控制策略分析》3100字】

目录 )此时，调节ρ即可改变正交锁相环位置跟踪器的带宽。当ρ较大时，可以加快系统的动态响应性能，但是对于噪声和高频谐波的抑制作用下降；当ρ较小时，则观测值会出现较大的直流偏移。因此，正交锁相环位置跟踪器极点的取值应根据实际需要来决定。图3-6给出了当ρ=20Hz时的正交锁相环位置跟踪器Bode图。图3-6反电动势归一化后正交锁相环位置跟踪器Bode图1.4仿真验证基于改进型滑模观测器的同步磁阻电机无传感器控制系统如图3-7所示，电机参数如表2-4所示，其他仿真条件和2.4中相同。图3-7基于改进型滑模观测器的同步磁阻电机无传感器控制系统滑模观测器的控制函数部分分别采用符号函数和正弦饱和函数。在此基础之上进行了动态仿真实验，仿真结果如图3-8~图3-11所示。通过加减载和加减速的动态实验来比较采用以上两种控制函数的滑模观测器的控制效果。1.4.1加减载仿真结果加减载仿真的条件为：3000r/min时，同步磁阻电机在50%额定负载和额定负载之间加减载。加减载仿真波形从上到下分别为电机输出转矩波形、实际转速波形、观测位置误差波形、α相电流观测误差波形和三相电流波形。对于控制函数采用符号函数的情况，由图3-8(a)可以看出，同步磁阻电机加速至额定转速瞬间存在最大20r/min的观测转速差，稳定时观测转速差为7r/min；由图3-8(b)可以看出，在电机负载稳定时，转子位置观测误差为7.5º，而在加减载的动态过程中，转子位置观测误差会有较小的波动，波动在5º以内。除此之外，α相电流观测误差在两段负载稳态时分别存在幅值为0.06A和0.1A的波动。(a)稳态时的转速和转速误差(b)加减载仿真实验波形图3-8控制函数采用符号函数时的仿真结果对于控制函数采用正弦饱和函数的情况，由图3-9(a)可以看出，同步磁阻电机加速至额定转速瞬间存在最大15r/min的观测转速差，稳定时观测转速差达到2.5r/min；由图3-9(b)可以看出，在电机负载稳定时，转子位置观测误差为7.5º，而在加减载的动态过程中，转子位置观测误差会有较小的波动，波动在5º以内。除此之外，α相电流观测误差在两段负载稳态时分别存在幅值为0.03A和0.04A的波动。(a)稳态时的转速和转速误差(b)加减载仿真实验波形图3-9控制函数采用正弦饱和函数时的仿真结果1.4.2加减速仿真结果加减速仿真的条件为：空载时同步磁阻电机在1500r/min和3000r/min之间加减速。加减速仿真波形从上到下分别为电机输出转矩波形、实际转速波形、实际位置角度波形，观测位置误差波形、α相电流观测误差波形和三相电流波形。对于控制函数采用符号函数的情况，由图3-10(a)可以看出，同步磁阻电机在加速和减速结束瞬间存在波动，观测转速差最大达到40r/min；由图3-10(b)可以看出，转速稳定在1500r/min与3000r/min时的转子位置观测误差分别为1.7º和7.5º，而在加减速的动态过程中，转子位置观测误差会有一定的波动，波动在10º以内。除此之外，α相电流观测误差在加速和减速结束瞬间时分别存在幅值为0.19A和-0.17A的波动。(a)转速和转速误差(b)加减速仿真实验波形图3-10控制函数采用符号函数时的仿真结果对于控制函数采用正弦饱和函数的情况，由图3-11(a)可以看出，同步磁阻电机在加速和减速结束瞬间存在波动，观测转速差最大达到25r/min；由图3-11(b)可以看出，转速稳定在1500r/min与3000r/min时的转子位置观测误差分别为1.7º和7.5º，而在加减速的动态过程中，转子位置观测误差会有一定的波动，波动在10º以内。除此之外，α相电流观测误差在加速和减速结束瞬间时分别存在幅值为0.05A和-0.09A的波动。(a)转速和转速误差(b)加减速仿真实验波形图3-11控制函数采用正弦饱和函数时的仿真结果从上面的仿真结果中可以看出，相比于采用正弦饱和函数的改进型滑模观测器，采用符号函数的传统滑模观测器的观测效果较差，抖振现象较为明显。无论是3000r/min时空载的稳态条件