Косвенное измерение скорости вращения в электроприводе с асинхронным двигателем на основе идентификатора состояния

• Автор: Вейнмейстер, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Введение, постановка задачи
Список используемых обозначений
1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА, ИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО И АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
1.1. Современное состояние теоретических и практических вопросов
асинхронного электропривода
1.2. Основные понятия и определения
1.3. Методы управления АД
1.4. Анализ влияния отклонения параметров АД на его
характеристики
1.5. Описание системы управления АД, принятые допущения и
ограничения
2. НАБЛЮДАТЕЛИ СОСТОЯНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ. ОПИСАНИЯ И СВОЙСТВА
2.1. Виды наблюдателей для идентификации скорости вращения

2.2. Исследование влияния неточностей параметрического описания
модели на точность оценок
3. ПОСТРОЕНИЕ АДАПТИВНЫХ НАБЛЮДАТЕЛЕЙ ДЛЯ СИСТЕМ БЕЗДАТЧИКОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
3.1. Синтез наблюдателей на базе теории функций Ляпунова
3.2. Идентификация вектора потокосцепления ротора
3.3. Идентификация скорости
3.4. Анализ устойчивости и грубости наблюдателя

4. ИССЛЕДОВАНИЕ НАБЛЮДАТЕЛЯ В СОСТАВЕ ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЫ ВЕКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ
4.1. Компьютерное моделирование системы векторного управления с
наблюдателем
4.2. Исследование качества полученной системы в условиях влияния параметрической неопределенности
4.3. Разработка программного комплекса для проведения компьютерного моделирования систем управления АД в среде МаОаЬ
4.4. Экспериментальная проверка работоспособности наблюдателя
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность работы. До недавнего времени принципиальным недостатком асинхронных двигателей (АД) являлись трудности, связанные с регулированием частоты вращения. В последнее время, в связи с успехами электронной промышленности, в качестве преобразователей электрической энергии в механическую повсеместно применяются общепромышленные электроприводы, построенные на базе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, с полностью цифровым управлением. Преимущества таких электроприводов заключаются в относительно низкой стоимости, меньших габаритных размерах, простоте ввода в эксплуатацию и более высокой надежности.
Значительная часть управляемого электропривода на базе
преобразователей частоты работает без обратной связи по скорости,
поскольку используется для таких применений, как насосы и вентиляторы,
для которых достаточен невысокий диапазон регулирования. Однако,
существует большое количество применений, где необходим более высокий
диапазон или точность поддержания заданной скорости. Как правило, в
таких системах используются датчики координат механического движения
(скорости, положения). В настоящее время из системы электропривода
стремятся исключить подобные датчики, поскольку зачастую установка их
затруднена и существенно снижает надежность системы. Разрабатываются
различные алгоритмы, опирающиеся на частотное или векторное
управление, вычисляющие неизмеряемые регулируемые переменные с
помощью доступной информации о токах и напряжениях на выходе
преобразователя частоты. Работы в данной области ведутся такими
отечественными и зарубежными исследователями, как Г.Г. Соколовский,
С.Г. Герман-Галкин, В.М. Терехов, В.И. Ключев, С.А. Ковчин, Ю.А.
Сабинин, В.В. Рудаков, А.Б. Виноградов, Д.Б. Изосимов, D. Schroeder, J.
Holz, Р. Vas, W. Leonhard, K. Matsue, H. Kubota, T. Lipo, B. Bose. При этом
одним из основных требований к современным общепромышленным

выбираться таким образом, чтобы расположение полюсов обеспечивало процессы в наблюдателе более быстрые, чем в наблюдаемой системе.
Структура системы с наблюдателем показана на рис. 2.8.
> Мотор

Настраиваемая
Вычисление
скорости
Рис.2.8. Структура наблюдателя Люенбергера
Описание настраиваемой модели соответствует выражениям (2.5).
Наблюдатель пониженного порядка. В [32] предложен метод оценки на основе использования наблюдателя пониженного порядка. В качестве переменных состояния здесь выбраны ток статора и поток ротора. Модель, описывающая динамику системы, имеет вид:
х = Ах + Ви
(2.12)
Подставив выражение вида
(2.13)
в (2.10) получена система пониженного порядка:
(2.14)