模糊定子電阻辨識(shí)在直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

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1、第19卷第3期湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)V01．19．No．32009年9月JournalofHunanInstituteofEngineeringSept．2009模糊定子電阻辨識(shí)在直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中的應(yīng)用蔡斌軍，劉國榮。(1．湖南工程學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，湘潭411101；2．湖南工程學(xué)院電氣信息學(xué)院，湘潭411101)摘要：直接轉(zhuǎn)矩控制在低速運(yùn)行時(shí)，電機(jī)定子電阻的變化影響了系統(tǒng)的低速性能．由于定子電阻的變化隨端部繞組溫度及其變化率的變化關(guān)系具有非線性、時(shí)變性等特點(diǎn)，難以建立精確的數(shù)學(xué)模型．本文介紹一種基于模糊控

2、制理論的定子電阻辨識(shí)直接轉(zhuǎn)矩控制交流電機(jī)調(diào)整系統(tǒng)，該方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單．仿真結(jié)果表明，此方法能夠精確辨識(shí)定子電阻，有效的改善了直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的低速性能．關(guān)鍵詞：直接轉(zhuǎn)矩；模糊控制；定子電阻辨識(shí)；低速性能中圖分類號(hào)：TM301．2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671—119X(2009)O3一OOO6一O4本文根據(jù)定子電流與定子電阻直接關(guān)聯(lián)的關(guān)0引言系，采用以定子電流偏差及偏差變化率作為模糊控制器的輸入，對(duì)定子電阻進(jìn)行辨識(shí)．仿真結(jié)果表明：直接轉(zhuǎn)矩控制是一種新型的異步電機(jī)調(diào)速技該控制方法能夠提高電機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)的響

3、應(yīng)速術(shù)，其控制思想是在保持磁鏈幅值不變的基礎(chǔ)上，通度，減小轉(zhuǎn)矩和電流的脈動(dòng)量，有很好的魯棒性．過正確選擇定子電壓綜合矢量控制定子磁鏈的旋轉(zhuǎn)速度以控制轉(zhuǎn)矩，達(dá)到控制電機(jī)速度_1]．在直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，定子電阻壓降對(duì)定子磁鏈的影響很小，可以忽略由定子電阻變化應(yīng)起的影響．在低速運(yùn)行時(shí)，由于定子電阻變化應(yīng)起的影響．在低速運(yùn)行時(shí)，由于定子電阻上的壓降分量增大，定子電阻的精確觀測(cè)是改善系統(tǒng)低帶性能的關(guān)鍵．但定子電阻的變化與繞組端部的溫升、定子電流及頻率等諸多因素有關(guān)，具有時(shí)變性、大慣性、非線性等特

4、點(diǎn)．由于溫度及其變化率與電阻之間的關(guān)系復(fù)雜，難以用精確的數(shù)學(xué)模型表達(dá)．圖1直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)原理框圖為了準(zhǔn)確觀測(cè)定子電阻，文獻(xiàn)[2—4]把模糊控1直接轉(zhuǎn)矩控制原理制器分別引入到直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，利用模糊邏輯處理不確定信息的能力，根據(jù)轉(zhuǎn)矩和磁鏈的設(shè)定直接轉(zhuǎn)矩控制的原理框圖如圖1所示．在定子值、估計(jì)值來選擇合適的電壓矢量．該方法在一定程坐標(biāo)系中，異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為：度上可以減少轉(zhuǎn)矩和磁鏈的脈動(dòng)，但沒有考慮定子T一3(電阻變化對(duì)轉(zhuǎn)矩和磁鏈估計(jì)值的影響．文獻(xiàn)I-8提出一)(1)了一種利用電流設(shè)定值合適計(jì)值之進(jìn)

5、行定子電阻在式中，分別為定子磁鏈在a，軸上的分量；i，線估計(jì)并對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ膊荒軓母旧辖夥謩e為定子電流i在a，J臼軸上的分量．決轉(zhuǎn)矩和磁鏈脈動(dòng)的問題．收稿日期：2009-02—20作者簡(jiǎn)介：蔡斌軍(1976一)，男，碩士，講師，研究方向：電力電子電機(jī)控制第3期蔡斌軍等：模糊定子電阻辨識(shí)在直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中的應(yīng)用7因此，在直接轉(zhuǎn)矩交流控制系統(tǒng)中，定子磁鏈的控制是關(guān)鍵．除通過轉(zhuǎn)速指令、函數(shù)發(fā)生器給出定子磁鏈的給定值，還必須實(shí)時(shí)獲得定子磁鏈的實(shí)際值，以此實(shí)現(xiàn)定子磁鏈的閉環(huán)控制．而磁鏈可以采用一模型來

6、獲得．定子磁鏈和電壓關(guān)系式如下：rr===I(Us—Ri)一IEdt(2)JJNB10．50．20000定子磁鏈在a，盧軸上的分量，與定子電壓分量，的關(guān)系如下：r一I(一R)dt(3)√r一l(U一)dr(4)J一~／(。+。)(5)通過實(shí)測(cè)的定子電流和電壓在靜止坐標(biāo)系中經(jīng)坐標(biāo)變換得到i，i，，，經(jīng)過上述公式計(jì)算即2．2模糊規(guī)則的設(shè)計(jì)可得到定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩的估算值和?。鶕?jù)許多工程問題的模糊規(guī)則完全是經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，估算值與給定值之間的差值△和△T，以及磁鏈的但控制規(guī)則是結(jié)合實(shí)際結(jié)果總結(jié)出來的．實(shí)驗(yàn)時(shí)才位

7、置，從綜合矢量開關(guān)狀態(tài)選擇器中選擇最佳的用不同的負(fù)載和運(yùn)行方式得到不同的e(走)和Ae(k)電壓矢量，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制．組合．有意測(cè)取e(忌)和Ae(是)在各自子集里數(shù)度為1的論域組合及對(duì)應(yīng)的△R()，在查△R(志)隸屬函2模糊定子電阻辨識(shí)器設(shè)計(jì)數(shù)表，找出對(duì)應(yīng)最大隸屬度的△R(是)的子集，即可總結(jié)出一條模糊規(guī)則．2．1模糊變量模糊控制器的每條規(guī)則都用e(忌)、Ae(k)和△R將定子電流偏差率e(愚)和定子電流偏差變化(志)來描述，第i條規(guī)則可R表示為：率Ae(k)作為模糊辨識(shí)器的輸入，則有：i

8、fE=AandEC—Bthen一Ci8(是)一i(忌)一i(忌)(6)根據(jù)文獻(xiàn)E53可得電阻變化的35條模糊規(guī)則，Ae(k)一(走)一e(尼一1)(7)如表3所示．i()是由T和通過定子電流的計(jì)算公式得表3定子電阻偏差率模糊規(guī)則表到的定子電流給定值，i(忌)是定子電流的實(shí)際i見4量值，Ae(k)為連續(xù)兩次定子電流偏差的變化率．將輸入變量e(走)、Ae(k)模糊化，設(shè)偏差的語言PSPBPBPSPSZONSNS變量為E，模糊子集為A；論域?yàn)榉譃?/p>