[发明专利]一种异步电机速度观测与启动统一控制方法

权利要求书

1.一种异步电机速度观测与启动统一控制方法，其特征在于：包括零速启动输出环节、速度观测控制环节、统一调节控制器；

所述零速启动输出环节输出矢量控制内环坐标变换低频变换角至统一调节控制器；

所述速度观测控制环节采集逆变器电压、电流信号，输出电机速度观测值及转子位置角至统一调节控制器；

所述速度观测控制环节包括融合磁链观测器、双电流模型磁链观测器以及自适应率控制器；

所述融合磁链观测器采集定子电压与定子电流分别输出定子磁链在静止坐标系下的分量与以及转子磁链在静止坐标系下的分量其中分别为基于定子电流得到的定子磁链在两相静止坐标系下的磁链分量，分别为基于定子电压得到的定子磁链在两相静止坐标系下的磁链分量；

所述双电流模型磁链观测器基于定子电流模型和磁链电流模型，采集定子电压与定子电流，输出定子电流观测量以及输出转子磁链

所述自适应率控制器基于李雅普诺夫超稳定理论构建，输出异步电机速度观测值与转子位置角。

2.根据权利要求1所述的一种异步电机速度观测与启动统一控制方法，其特征在于：在融合磁链观测器中，根据异步电机电压模型与电流模型，分别计算异步电机在d-q坐标系下的电机转子磁链和静止坐标系下的定子磁链其计算公式为：

其中，为转子磁链在d-q坐标系下的d、q轴分量，基于park反变换可输出静止坐标系分量L_m为电机互感；R_s为电机定子电阻；i_ds、i_qs为定子电流的d、q轴分量；τ_r为转子时间常数；为定子磁链在静止坐标系下的分量，由异步电机定子磁链与转子磁链之间的定量关系，可得到转子磁链在静止坐标系下的分量分别为定子电压在静止坐标系下的分量；分别为定子电流在静止坐标系下的分量，u_comp,αs、u_comp,βs分别为静止坐标系下的电压补偿分量。

3.根据权利要求2所述的一种异步电机速度观测与启动统一控制方法，其特征在于：

引入磁链模型融合偏差扰动调节控制，采集磁链偏差量及其幅值|Δψ_d,q|信息量，同时引入扰动调节增益系数λ，反复纠正设定补偿量u_comp,qs、u_comp,ds，其计算公式为：

4.根据权利要求1所述的一种异步电机速度观测与启动统一控制方法，其特征在于：所述双电流模型磁链观测器基于定子电流模型和磁链电流模型在静止坐标系X(α、β)构建，实现定子电流观测量与转子磁链输出，计算公式为：

式中：σ为电机漏感系数；T_N为电机额定转矩；L_s为电机定子电感，L_r为电机转子电感；R_s为电机定子电阻；R_r为电机转子电阻；L_m为电机互感；u_Xs为静止坐标系X下的定子电压；ω_r为电机转子角速度。

5.根据权利要求1所述的一种异步电机速度观测与启动统一控制方法，其特征在于：根据李雅普诺夫稳定性定理，取比例积分自适应律能够推得电机转速估算公式为：

式中：

进而得出转子位置角：

其中，为定子电流观测量在静止坐标系下的分量；T为采样周期；为基于融合磁链观测器得到的转子磁链在静止坐标系下的α,β分量；为基于双电流模型磁链观测器得到的转子磁链在静止坐标系下的α,β分量；K_p、K_i分别为比例积分自适应律的比例系数和积分系数。