[发明专利]一种基于龙贝格观测器的感应电机转速估算方法

权利要求书

1.一种基于龙贝格观测器的感应电机转速估算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1建立龙贝格观测器：以模型参考自适应原理为基础，采用电流模型作为龙贝格观测器的参考模型，采用电机模型作为龙贝格观测器的可调模型，以定子电流和定子磁链为龙贝格观测器的状态变量；

S2建立增益矩阵：将观测器的极点相对于电机极点向左平移一个常数距离，不改变极点的虚部，得到的增益矩阵中含有转速估计值；然后进一步简化新型增益矩阵使其中不含转速估计值，降低转速估计误差对龙贝格观测器的影响；

S3改进转速估计：在龙贝格观测器中转速模块中引入转矩观测，提高估计转速的精确性和估计转速波形的平滑性；

所述步骤S1的具体过程如下：

在α-β坐标系下以定子电流和定子磁链为状态变量的电机状态方程的分量形式如下：

式中：

根据式(1)构造出龙贝格观测器，如下：

式中：

式中：A为系统矩阵，B为输入矩阵，C为输出矩阵；

—定子磁链的估计值；—定子电流的估计值；

—定子电流在α轴上的分量；i_sβ—定子电流在β轴上的分量；

u_sα—定子电压在α轴上的分量；u_sβ—定子电压在β轴上的分量；

所述步骤S2的具体过程为：不改变龙贝格观测器极点的虚部，将极点的实部向左平移一个常数a(a＞0)，使得平移极点P_ob＝P_IM-a，得到式(3)：

式(3)中的值远大于式中其他参数的值，因此可以令消去增益矩阵中的相关变量，简化后的新型增益矩阵为：

2.根据权利要求1所述的基于龙贝格观测器的感应电机转速估算方法，其特征在于：

所述步骤S3的具体过程为：将电机方程式(1)减去龙贝格观测器模型式(2)得到式(5)：

式中：

通过Lyapunov稳定性理论，确定Lyapunov函数V(x,t)，函数V的定义如下：

通过求导和稳定性的判断可以计算出转速如式(7)

在转速估计中引入转矩观测的速度辨识公式，引入转矩观测的速度辨识如式(8)，转矩辨识的公式如式(9)：

3.根据权利要求1的基于龙贝格观测器的感应电机转速估算方法，其特征在于：电机转速估算方法的仿真条件为：首先对静止的电机进行直流预励磁，在0.1s时施加阶跃指令使转速突变为1500r/min，在1s时施加50％的额定负载，在1.5s时转速突变为-1500r/min，电机转速反转到给定值。