[发明专利]一种基于滑模控制的交互式模型参考自适应速度与定子电阻的辨识方法

摘要

本发明涉及一种基于滑模控制的交互式模型参考自适应速度与定子电阻的辨识方法，属于电机控制技术领域。本发明包括步骤首先在两相静止坐标系下，建立异步电机数学模型；根据异步电机数学模型求出电压模型与电流模型，通过电压模型与电流模型对转子磁链进行观测，然后构造出交互式模型参考自适应速度辨识系统及交互式模型参考自适应定子电阻辨识系统；根据构造出的交互式模型参考自适应速度辨识系统及交互式模型参考自适应定子电阻辨识系统，采用滑模控制方法来设计速度辨识器及定子电阻辨识器来辨识异步电机的转速和定子电阻。本发明与常规模型参考自适应方法相比不但省去了复杂的PI增益调节，而且响应速度更快，转速精度更高。

主权项

一种基于滑模控制的交互式模型参考自适应速度与定子电阻的辨识方法，其特征在于：首先在两相静止坐标系下，建立异步电机数学模型；根据异步电机数学模型求出电压模型与电流模型，通过电压模型与电流模型对转子磁链进行观测，然后构造出交互式模型参考自适应速度辨识系统及交互式模型参考自适应定子电阻辨识系统；根据构造出的交互式模型参考自适应速度辨识系统及交互式模型参考自适应定子电阻辨识系统，采用滑模控制方法来设计速度辨识器及定子电阻辨识器来辨识异步电机的转速和定子电阻；所述基于滑模控制的交互式模型参考自适应速度与定子电阻的辨识方法的具体步骤如下：A、首先在两相静止坐标系下，输入量为两相定子电压，输出量为异步电机转速和异步电机转子磁链，以异步电机转速、异步电机定子电流和异步电机转子磁链为状态变量建立5阶状态方程：（1）其中，系统输出为，电磁转矩为，分别表示坐标系下定子电压与电流；分别表示定子电阻与电感；分别表示转子电阻与电感；表示异步电机模型里面电容与电感的互感；表示转子时间常数，；表示漏感系数，；表示异步电机转子磁链；J表示机组的转动惯量；表示极对数；表示包括摩擦阻转矩的负载转矩，分别为坐标系下的定子电压，分别为坐标系下的定子电流，分别为坐标系下的转子磁链；B、根据步骤A中建立的异步电机的数学模型，求出电压模型与电流模型；电压模型：（2）式中，P为微分算子；电流模型：（3）C、通过电压模型与电流模型对转子磁链进行观测，构造出交互式模型参考自适应速度辨识系统及交互式模型参考自适应定子电阻辨识系统；根据构造出的交互式模型参考自适应速度辨识系统及交互式模型参考自适应定子电阻辨识系统，采用滑模控制方法来设计速度辨识器及定子电阻辨识器来辨识异步电机的转速和定子电阻；C1、在异步电机转速辨识中，采用电压模型与电流模型对异步电机磁链进行观测，当电压模型（2）和电流模型（3）的输出项均为同一个转子磁链的时候，利用不含速度项的电压模型（2）作为参考模型，含有速度项的电流模型（3）作为可调模型，从而构造出交互式模型参考自适应速度辨识系统，为转速；C1.1、根据构造出的交互式模型参考自适应速度辨识系统，通过采用滑模控制方法来设计速度辨识器来辨识异步电机的转速；C1.1.1、为构造出的交互式模型参考自适应速度辨识系统选取带积分项的滑模面S：（4）C1.1.2、根据滑模面S来设计基于滑模变结构的速度辨识器来辨识异步电机的转速；（5）其中，为滑模增益，S 为设计的滑模面，K为常数；C2、在异步电机定子电阻辨识中，采用电压模型与电流模型对异步电机磁链进行观测，当电压模型（2）和电流模型（3）的输出项均为同一个转子磁链的时候，以不含定子电阻的电流模型（3）作为参考模型，以含有定子电阻项的电压模型（2）作为可调模型，构造出交互式模型参考自适应定子电阻辨识系统；C2.1、根据构造出的交互式模型参考自适应定子电阻辨识系统，采用滑模控制方法来设计定子电阻辨识器来辨识异步电机的定子电阻；C2.1.1、为构造出的交互式模型参考自适应定子电阻辨识系统选取带积分项的滑模面：（6）C2.1.2、根据滑模面来设计基于滑模变结构的定子电阻辨识器来辨识异步电机的定子电阻；（7）其中，为正常数，为滑模增益，为设计的滑模面。