[发明专利]一种基于内模观测器的异步电机控制方法

权利要求书

1.一种基于内模观测器的异步电机控制方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：

步骤1，设计内模控制器：

通过给被控对象并联一个与被控对象尽量一致的估计模型，重构控制对象估计模型，得到异步电机电流环的模型，根据内模控制原理，结合异步电机电流环的模型，设计出内模控制器；

步骤2，在步骤1得到的内模控制器基础上设计二自由度内模控制器；

步骤3，在异步电机状态方程的基础上设计内模观测器；

步骤4，根据步骤2得到的内模观测器估计出电流内环扰动f_d和f_q，根据步骤2得到的二自由度内模控制器输出转矩电压U_d和励磁电压U_q，进而得到参考转矩电压和参考励磁电压即实现对异步电机的控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于内模观测器的异步电机控制方法，其特征在于，所述步骤1，具体为：

通过给被控对象并联一个与被控对象尽量一致的估计模型。给出重构的控制对象估计模型，即异步电机电流环的模型为：

$G_n\left(s\right)={\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\σsL}}_s+R_s& -{\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\σL}}_s\\ {\mathrm{\ω}}_s{\mathrm{\σL}}_s& {\mathrm{\σsL}}_s+R_s\end{array}\right]}^{-1}$

式中：R_s、R_r分别为定子电阻和转子电阻，ω_s为磁场同步旋转角速度，为漏磁系数，L_s、L_r、L_m分别为定子电感、转子电感和定转子之间的互感，s为微分算子；

异步电机电流输出表达式为：

$Y\left(s\right)=\frac{C\left(s\right)G\left(s\right)}{1+C\left(s\right)\[G\left(s\right)-G_n\left(s\right)\]}R\left(s\right)+\frac{1-C\left(s\right)G_n\left(s\right)}{1+C\left(s\right)\[G\left(s\right)-G_n\left(s\right)\]}d\left(s\right)$

式中：C(s)为内模控制器，G(s)为被控制对象，G_n(s)为被控对象的估计模型，E(s)为反馈误差信号，R(s)为输入，Y(s)为输出，d(s)为干扰输入；通过闭环反馈后，系统能有效抑制扰动量的影响，提高抗干扰能力；

根据内模控制原理，当模型匹配时，即G(s)＝G_n(s)，如果取内模控制器为控制对象模型的逆，即内模控制器设计为：

$C\left(s\right)=G_{n-}^{-1}\left(s\right)f_1\left(s\right).$